¿Realmente tu próximo SSD va a ser más lento por culpa de las memorias QLC Flash?

Escrito por Juan Diego de Usera

En teoría, la llegada de nuevos productos al mercado debería de venir acompañada de mejores prestaciones que la de los productos a los que van a sustituir. Pero este no parece ser el caso de los SSD más modernos, cuyas células de memoria NAND Flash de tipo QLC. Porque este nuevo tipo de memoria de almacenamiento, no solo tiene una vida útil bastante peor que la de la memoria TLC. Es que el rendimiento en escritura y en lectura es mucho peor que ésta.

Los SSD siempre han tenido tres obstáculos a la hora de afianzarse en el mercado de dispositivos de almacenamiento: el precio, la capacidad interna y su durabilidad. De hecho, los dos primeros problemas siempre han ido más o menos de la mano. Es posible que entre nuestros lectores haya todavía quien recuerde que los primeros SSD que llegaron al mercado tenían capacidades de 30 y 60 GB de almacenamiento. Y costaban una auténtica fortuna. En realidad, han seguido costando una auténtica fortuna hasta que se ha producido la saturación de chips de memoria NAND Flash en el mercado, que ha hecho que sus precios se hayan desplomado.

¿Cómo se ha incrementado el espacio en los SSD?

El tema del espacio de almacenamiento interno de este tipo de dispositivos ha seguido una senda bastante diferente. Solo comenzamos a ver incrementos significativos de las capacidades de almacenamiento de los SSD hasta que se desarrollaron otro tipo de tecnologías. Una de ellas fue la 3D NAND, desarrollada por Toshiba, que permitió comenzar a apilar los chips de memoria NAND Flash uno encima de otro. Este tipo de tecnología permite que, en el espacio físico que ocupaba un chip de NAND, se pudieran poner varios chips, unos encima de otros.

El hecho es que, la mayoría de fabricantes hoy en día fabrican sus chips con el proceso de 64 capas, estando previsto que el proceso de 96 capas aglutine el 100% de la producción durante el año 2020. Y este proceso se sustituirá por el de 128 capas en el futuro.

La otra manera que se ha empleado para incrementar el espacio dentro de los chips de memoria consiste en emplear tecnologías que permiten almacenar más de un bit de información por cada célula de NAND Flash. Esto es, si cada célula originalmente solo podía almacenar dos tipos de estados, a medida que se incrementaron el número de estados, también se incrementó el espacio disponible para guardar datos.

¿Cuál es el problema que trae aparejado el uso de este tipo de tecnología?

En realidad, tiene dos problemas:

  • Necesitan un control del voltaje suministrado a la célula mucho más preciso. Esto se debe a que un fallo en el voltaje deja inservible la información que se almacena en la célula. Por tanto, se han de implementar medidas de respaldo de datos para cuando éstos se transfieren dentro y fuera del SSD.
  • El desgaste de las células de memoria NAND Flash se incrementa de manera exponencial. Por poner un ejemplo, si una célula de memoria SLC tenía una vida media de 100.000 de operaciones de escritura, la vida de una célula de memoria QLC es de tan solo 1.000 operaciones de escritura. Por supuesto, los fabricantes intentan solventar este problema específico dotando a los SSD de células de memoria extra con las que realizar el “wear levelling” e ir distribuyendo el desgaste de las células entre todas.

¿Por qué los SSD con memoria QLC graban los datos tan lentos?

A la hora de comprarnos un nuevo SSD, los usuarios nos fijamos siempre en dos cosas: la capacidad de almacenamiento y la tasa de transferencia de datos. Ahora, con la llegada hace unos años de los SSD NVMe, nos fijamos todavía más en las tasas de transferencia de archivos. Pero, al hacerlo, en realidad nos estamos dejando llevar por nuestros deseos. Porque la NAND TLC y QLC son considerablemente más lentas que las NAND SLC o MLC. El único motivo por el que parecen ser más rápidas es porque los fabricantes emplean una caché SLC.

Una caché SLC es una caché donde la memoria NAND Flash que hay en ella (ya sea de tipo TLC o QLC) es programada para que se comporte como memoria NAND SLC cuando se graben datos en el SSD. Por tanto, esta caché es muy rápida pero, a la vez, es limitada. Y cuanto más llenemos de datos nuestro SSD, menos espacio quedará disponible para la caché SLC, dado que el propio SSD irá aprovechando esa NAND Flash que queda disponible.

Pero esto es un arma de doble filo. Porque sí, es verdad que el comienzo de las transferencias de archivos será muy rápido mientras se llena esta caché. Pero, cuando se llene por completo, la velocidad caerá de manera espectacular.

Y es en ese momento cuando podremos ver el rendimiento real de la memoria NAND Flash QLC de nuestro SSD. Porque la velocidad de transferencia de archivos será más lenta que si estuviéramos usando un disco duro convencional.

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