La llegada de los SSD a nuestros ordenadores hace ya algunos años, supuso una completa revolución en el almacenamiento interno de datos. Este almacenamiento se había estado realizando, desde el comienzo de la informática de consumo, en los discos duros. Pero los nuevos dispositivos de almacenamiento sólido prometían velocidades de acceso a los datos prácticamente instantáneas. A diferencia de lo que sucede con los discos duros. ¿En qué se diferencian los discos duros y SSD?
Las siglas SSD corresponden Solid State Drive o Unidad de Estado Sólido. Se trata de un sistema de almacenamiento de datos persistente o no volátil de alta capacidad y que se basa en chips de memoria. Esto significa que permite guardar los datos incluso cuando no recibe ningún tipo de corriente eléctrica, lo cual lo diferencia de la RAM convencional. Por otro lado, permite al acceso aleatorio a los datos y no de manera secuencial.
Por lo que no se trata de una unidad donde almacenar cosas. Se ha dicho mucho que estas unidades reemplazaran a los discos duros. Todo ello gracias a ser más rápidos en el tiempo de acceso o latencia, y transferencia de los datos o ancho de banda. Sin embargo, siguen por detrás en lo que al coste del almacenamiento.
¿Qué es un Disco Duro? Un repaso rápido
La tecnología en la que se basa el diseño y desarrollo de los discos duros no ha variado mucho desde que se inventaron, allá por el año 1956. Cierto es que, gracias a los avances, cada vez se pueden grabar más datos sobre la superficie de los discos. Pero el principio sigue siendo el mismo: hay un buje central, al que van sujetos uno o varios platos (discos), cuya superficie va recubierta de un material ferromagnético. Los datos se graban cambiando el campo magnético de cada sector. Y, para leerlos y/o grabarlos, es necesario el uso de una cabeza lectora, llamada «peine».
Dado que el funcionamiento de todo el disco duro implica la rotación de los platos, con el consiguiente movimiento de la cabeza lectora para localizar los datos, a los discos duros se les denomina «dispositivo de almacenamiento mecánico». Por tanto, decir «disco duro mecánico» es una redundancia, dado que todos los discos duros son mecánicos.
Debido a que dependen de su cabeza lectora para leer y escribir datos del disco, se ha llegado al punto en que ya ni tan siquiera pueden aprovechar la alta velocidad de los buses de transferencia. Por ejemplo, el puerto SATA tiene un ancho de banda de 6 Gigabits por segundo. Si esto lo traducimos a MB/s, entonces obtenemos cifras de 750 MB/s como ancho de banda máximo teórico. Pues bien, la mayoría de discos duros no superan los 150 MB/s y no en todo el disco, en algunos sectores del mismo se puede ir por debajo de los 100 MB/s.
¿Cuándo será el fin de los discos duros?
Por lo que estos ya han llegado a su punto máximo de rendimiento, siendo su capacidad de almacenamiento lo único que les salva. En pocos años dejará de ser posible instalar el sistema operativo en un disco duro y la mayoría de ordenadores que se venderán lo harán con una unidad SSD en su interior porque el rendimiento y las velocidades de lectura y escritura están a años luz de los componentes mecánicos de los HDD. Así que a estas alturas son prácticamente imposibles de ver en equipos que se venden nuevos.
Por el momento son el único componente que justifica una interfaz SATA, sin embargo, muchos chipset de placas base tienen un conversor SATA a USB 3.0 a nivel interno. Es decir, el disco duro se conecta a una interfaz SATA, pero esta se convierte en una señal USB. Esto os puede parece una tontería, sin embargo, es importante saber que el protocolo SATA ya no se implementa al completo. El día que dejen de venderse placas base sin ese conector, entonces dichas unidades quedarán relegadas a ser dispositivos de almacenamiento externos.
Aunque se ha de decir que el estándar NVMe 2.0 soporta la conexión de discos duros para el futuro, eso si, a través de PCI Express de una sola línea, por lo que las unidades deberán incluir dicha interfaz o mantener el SATA como puerto y colocar un conversor SATA a PCI Express en la placa base. En todo caso, los ordenadores más vendidos son los portátiles y ya no se vende ninguno con un disco duro de serie.
¿En qué se diferencian los discos duros y los SSD?
Por contra, un SSD es un dispositivo de almacenamiento sólido (Solid State Drive). Es decir, en su interior solo hay chips de memoria NAND Flash y un controlador que dirige el acceso a las diferentes direcciones de memoria en los chips. No hay, por tanto, partes móviles. Y es esta diferencia la que es la más importante entre ambos tipos de dispositivos de almacenamiento aunque todas las ventajas de una unidad SSD se ven empañadas por un defecto que sufren todas tarde o temprano: tienen una vida útil condicionada por la cantidad de ciclos de escritura y lectura que pueden completar. Y una vez alcanzado, adiós unidad de almacenamiento.
¿Por qué los SSD son más rápidos que los discos duros?
Si bien para que un disco duro localice una información, este debe de girar el disco duro hasta un punto y mover la cabeza lectora de manera que se sitúe sobre el punto sobre el que se ha grabado. En el caso del SSD, lo único que debe pasar es que el controlador dé orden de acceder a la dirección de memoria donde se han almacenado dichos datos. Esto hace que el acceso sea, a ojos del usuario, prácticamente instantáneo.
Pero no solo es esta una diferencia. Dado que el SSD no necesita almacenar la información en una parte móvil, no se ve limitado en su rendimiento por dichas partes. Es por ello que, si bien los discos duros pueden alcanzar velocidades de transferencia secuencial de datos cercanas a los 200 MB/s. Los SSD hace ya bastante tiempo que dejaron atrás estas tasas. El hecho es que, algunos dispositivos sólidos son capaces de alcanzar actualmente más de 4 GB/s de tasa de transferencia de archivos.
Otra importante diferencia entre un SSD y un HDD está en las operaciones aleatorias o IOPS. Si bien las unidades mecánicas pueden llegar hasta los 100 o 200 IOPS, las unidades sólidas pueden alcanzar las 80.000 o 90.000 IOPS con facilidad, lo que supone un plus de rendimiento para nuestro ordenador, que verá acelerados muchos procesos habituales de los que llevamos a cabo día a día.
La desventaja de los SSD es su menor durabilidad
Si bien, hasta ahora solo hemos hablado de diferencias que son positivas para los SSD, también las hay negativas. De ellas, la más relevante es la durabilidad de sus células de memoria. Porque, si bien un disco duro puede grabar y leer datos de sus platos durante años, porque estos no se desgastan no sucede lo mismo con las células de memoria. Cada una de estas células tiene una vida útil muy definida, calculada por el número de operaciones de escritura de datos en ella.
Una vez que se excede el número de operaciones de escritura la célula deja de funcionar. Y, a medida que se han desarrollado tecnologías para grabar mayor número de bits por cada celda, ha ido descendiendo su expectativa de vida útil. Las actuales células QLC tienen una vida útil muy inferior a las células SLC, MLC o TLC. Los avances en el diseño de los SSD tienen ahora métodos para distribuir mejor el desgaste de estas células a través del Wear Levelling y el overprovisioning. Sin embargo, su vida útil sigue siendo inferior a la de un disco duro y está marcada prácticamente desde que sale de fábrica.
Esto es un problema, especialmente por el hecho de que a medida de que la capacidad aumenta menos vida útil tienen las celdas que almacenan los datos en los chips de memoria flash por lo que, salvo que aparezca una tecnología milagrosa, solo nos queda concienciarnos de que tarde o temprano tendremos que comprar un recambio para nuestro equipo.
El precio es lo que impide que se implanten más los dispositivos sólidos
La última gran diferencia negativa entre ambos dispositivos de almacenamiento, es el precio por GB. Este precio, en un disco duro, es muy muy bajo. Esto nos permite comprar unidades de 2 y 3 TB de almacenamiento a unos precios bastante decentes. En cambio, en el caso de los dispositivos sólidos, es bien sabido que el precio de estos sigue siendo bastante más elevado que el de los discos duros. Y ahora tenemos la enorme suerte que durante gran parte del 2018 los precios de los dispositivos sólidos han caído en picado. Reduciéndose, en muchas ocasiones, a la mitad o un tercio de lo que costaban originalmente.
Según han pasado los años, las ventas de discos duros han ido en declive en favor de los SSD, y actualmente prácticamente cualquier equipo ya cuenta con un SSD, aunque sea de interfaz SATA 3, ya que proporciona un enorme incremento de rendimiento con respecto a los discos duros. La tecnología ha hecho que los productos que ahora se escapan del alcance del usuario medio sean los SSD en formato M.2 y con interfaz PCIe 4.0, pero los SSD SATA 3 están ahora al mismo nivel de precio que antaño los discos duros convencionales.
En todo caso, se ha de tener en cuenta que a no ser que necesites almacenar unos grandes volúmenes de datos, una gran capacidad de almacenamiento tampoco es necesaria. No hay que olvidar como la memoria flash reemplazo a los discos duros en los reproductores MP3 pese a tener menos capacidad. Por lo que al final no todo se resume en tener toda la capacidad del mundo, sino en tener la mayor capacidad posible. Poco a poco nos vamos acercando al fin de los discos duros.
La paradoja del almacenamiento
Esto que os vamos a comentar puede parecer que no tenga nada que ver con los discos duros y los SSD, pero es importante saberlo para conocer como evolucionan estas cosas. A principios de la década de los 2000 Apple lanzó un reproductor de música MP3 llamado iPod, el cual se basaba en un pequeño disco duro de 1.8 pulgadas y varias decenas de gigabytes de capacidad.
Años más tarde lanzaron el iPod Nano, extremadamente pequeño y con una capacidad de almacenamiento de pocos gigabytes. Técnicamente, era inferior en cuanto a almacenamiento, pero era mucho más portátil. Para la mayoría del público, tener una caja de música de varias decenas de gigabytes no aportaba nada por el hecho que no podían utilizarla. Es decir, existe un límite en toda tecnología respecto a lo que los usuarios pueden usar y pasado ese límite esto ya se ve como un sobrecoste.
Si bien los discos duros tienen más almacenamiento que un SSD y esa es su principal ventaja. Poca es la gente que compra unidades de alta capacidad y más bien se centran en capacidades cercanas a las unidades de estado sólido. Por lo que se trata de una ventaja relativa por parte del almacenamiento mecánico.
Muchos PC a día de hoy vienen con muy poco almacenamiento
Muchos ordenadores portátiles que se venden a día de hoy traen consigo un SSD de 512 GB, ese es el punto en que el coste de los discos duros ya no son una ventaja para su almacenamiento, pero al mismo tiempo su capacidad se queda corta para muchos usuarios. Esto se debe a que por su complejidad un disco curo es más caro de fabricar que una unidad de estado sólido y su ventaja solo se alcanza bajo grandes cantidades de almacenamiento.
¿El problema? Dependiendo para que vayas a usar tu PC ese medio tera te puede parecer muy poco, pero a una buena parte de los usuarios no. Lo peor es ver ordenadores para jugar con juegos ya de cientos de gigas requeridos en la carpeta de juego siendo vendidos con un SSD de medio tera, lo cual no es quedarse corto, sino lo siguiente. De ahí a que muchos usuarios sigan usando disco duro pese a ser mucho peor y existir una demanda importante por el almacenamiento.
Mejoras en los SSD de cara al futuro cercano
Los SSD seguirán evolucionando, desde el momento en que el controlador flash es un controlador de memoria avanzado, todo apunta a que con el tiempo estos se implementarán dentro del propio procesador, reduciendo la latencia de acceso. A día de hoy ya existen estándares para hablar de módulos NVDIMM, los cuales en vez de contener memoria DDR4 o DDR5 lo que hacen es incluir memoria NVMe, es decir, que las unidades SSD podrían venir en forma de módulos de expansión de memoria.
Todo ello gracias al estándar CXL que permitirá la coherencia absoluta en el acceso a datos entre la RAM y las diferentes memorias del sistema, incluso existen patentes por parte de empresas como AMD que apuntan a ese futuro.
La otra mejora será la inclusión de sistema de compresion-descompresión a gran velocidad, estos se encargarán de tomar los datos comprimidos en el SSD y volcarlos descomprimidos en la RAM sin que haya ningún tipo de retraso en el proceso. Es algo que ya existe en consolas de nueva generación y sirve para disminuir el tamaño de las instalaciones, dando un mayor espacio dentro de la unidad.
En resumen, dependiendo del uso que le vayamos a dar, un SSD o un HDD será una mejor o peor opción, ninguno de ellos destaca sobre el otro, cada uno tiene sus pros y contras. Por ejemplo, a nivel de un servidor NAS, un disco duro será mucha mejor opción, debido a su durabilidad y capacidad por menor precio, ya que nos interesa tener mucho espacio y que no se nos pierda la información pasado un tiempo. Sin embargo, para instalar un sistema operativo y que el ordenador arranque, un SSD será mucho más rápido, no necesitaremos mucha capacidad y conseguiremos, por un precio asequible, un PC con un rendimiento y velocidad de inicio muy superior al HDD, por lo que, dependerá de tus necesidades y presupuesto. Al menos ahora ya sabes las diferencias principales.
