Actualmente es impensable adquirir un ordenador que no tenga como unidad de almacenamiento principal un SSD. Debido sobre todo a sus elevadas velocidades de lectura y escritura, han arrasado con los discos duros mecánicos. Pero estas unidades de estado sólido presentan diferentes problemas, y uno de los problemas que afecta a la vida útil y es muy poco conocido es la amplificación de escritura.
Normalmente, todos los problemas de estas unidades pasan desapercibidas por sus fortalezas. Una unidad SATA puede ser hasta diez veces más rápida que un HDD SATA, y ya no hablemos de las unidades PCIe. Un factor importante que ha permitido el arranque casi instantáneo de los ordenadores o reducir los tiempos de carga de los juegos.
Deficiencias en la escritura de datos
Primero debemos saber un poco mejor cómo se estructura de manera interna la tecnología de almacenamiento NAND. Lo que tenemos dentro de las unidades NAND se denominan páginas y estas tienen un tamaño de tan solo 4 KB. Dentro de cada bloque podemos encontrar un total de 64 o 128 páginas, según el diseño del fabricante.
Estos bloques luego se conforman en un conjunto de planos. A su vez, un conjunto de planos forma un troquel, y finalmente un conjunto de estos troqueles conformará el chip de memoria flash que vemos sobre cualquier SSD. Como puedes ver la estructura interna de estos chips es algo compleja.
Vemos que esta estructura es mucho más compleja que cualquier disco duro mecánico del mercado. Los HDD sencillamente tienen platos con «surcos» que se van grabando mediante cabezales especiales. El proceso de lectura y escritura en una unidad mecánica es bastante más sencillo, aunque lento al tener partes móviles.
Los SSD tienen un gran problema a la hora de sobrescribir los datos existentes. El problema reside en que si tenemos un archivo en el bloque que queremos escribir, primero se debe borrar ese archivo original para luego volver a escribir la información.
Dicho proceso conlleva otro problema asociado. Como hemos visto, la unidad más pequeña de almacenamiento de información es la página, pero la unidad de borrado más pequeña de un SSD es el bloque. Esto quiere decir que, cuando queremos actualizar solo una pequeña parte de los datos, se deben borrar todos los datos del bloque. Seguidamente, se fusionan los datos válidos del bloque anterior con los nuevos datos y finalmente, se escriben todos nuevamente en un bloque en blanco.
Funcionamiento de la amplificación de memoria
Pongamos que nosotros queremos modificar un archivo de 4 KB almacenado en nuestro SSD. Lo habitual es que el controlador del SSD no pueda únicamente actualizar estos 4 KB almacenados en una página, deberá leer los 512 KB (si el bloque tiene 128 páginas) que tiene la página de 4 KB.
Una vez leído, procede a borrar los 512 KB de información. El siguiente paso es volver a escribir los 512 KB originales, suprimiendo los 4 KB de la página original y escribiendo ahora los nuevos 4 KB de la nueva página en un nuevo bloque en blanco. Dicho de otra manera, copia los datos en un nuevo bloque y modifica la información que nosotros hemos solicitado.
Este proceso de alterar solo 4 KB de datos equivale a borrar y escribir los 512 KB de datos. Un proceso que lo que nos genera es una amplificación de escritura.
Impacto de este proceso en un SSD
Seguramente pienses que esto no es tan grave, pero este proceso sucede una gran cantidad de veces en tu SSD. Acciones como modificar un documento o cambiar el tamaño de una imagen, entre otros, obligan a tu unidad de almacenamiento a realizar este proceso.
Debes saber que los SSD tienen mecanismos para ofrecer una carga de lectura y escritura que evite el desgaste excesivo de ciertas zonas. Además, estas unidades tienen lo que podemos denominar «bloques reserva» que son bloques adicionales que se activarán cuando un bloque presente problemas de funcionamiento debido al uso.
Cuanto menor sea la cantidad de «bloques reserva», menor será la cantidad de espacio para modificar y escribir archivos, y más dispersos estarán estos. Paradójicamente, este problema conlleva una mayor amplificación de escritura.
El proceso de cada operación de escritura conlleva una gran cantidad de lecturas, borrados y escrituras múltiples. Cuando la cantidad de bloques de reserva llega a un punto critico, se pueden dar desaceleraciones aleatorias, así como aumentar la cantidad de borrados y escrituras innecesarios. Por consiguiente, la vida útil de nuestro SSD empezará a caer en picado.
¿Cómo soluciono la amplificación de escritura?
No hay mucho que nosotros, como usuarios, podamos hacer. Debes tener en cuenta que, pese a ser algo intrínseco de los SSD, no funciona igual en todos. Si elegimos productos de fabricantes confiables como Samsung, Crucial, Kingston, Corsair y tantos otros, este problema se mitiga bastante mediante algoritmos especiales en las controladoras. Además, esta la caché de almacenamiento, que también mitiga esto.
La única medida así que podemos tomar es evitar el llenado excesivo de nuestro SSD. Vamos, que evitemos que la barra que muestra Windows de la capacidad de nuestro disco duro llegue al rojo.
