Descubre cómo funciona un disco duro sólido SSD y qué lo hace tan rápido

Para entender bien como funciona un PC o MAC es necesario conocer como lo hace su sistema de memoria. Este esta jerarquizado, es decir, esta compuesto de varios niveles. Estos van desde el procesador, encargado de ejecutar las instrucciones y trabajar con los datos, al disco duro que es el almacén principal que se encarga de que no se pierda nada incluso cuando el equipo no esta conectado a la corriente eléctrica.

Para entender bien como funciona un PC o MAC es necesario conocer como lo hace su sistema de memoria. Este esta jerarquizado, es decir, esta compuesto de varios niveles. Estos van desde el procesador, encargado de ejecutar las instrucciones y trabajar con los datos, al disco duro que es el almacén principal que se encarga de que no se pierda nada incluso cuando el equipo no esta conectado a la corriente eléctrica.

Cuanto más cerca esta cada nivel del procesador estas memorias son más caras, más pequeñas pero a cambio mucho más rápidas. El sistema se encarga de que aquellos datos que más se usen estén lo más cercanos al micro posible.

Los tiempos de acceso son miles de veces menores si los datos están ya en memoria RAM y no en el disco duro. Ten en cuenta que si el procesador necesita datos del disco duro, por ejemplo al iniciar una aplicación, tendrá que esperar a tenerlos y este tiempo se pierde.

Los SSDs y los más avanzados PCIe SSD vienen a tratar de mitigar este efecto ofreciendo velocidades de accesos y transferencias de datos mayores que las de los discos duros convencionales.

¿Cómo funciona un disco duro convencional?

Un disco duro convencional esta compuesto de varios platos en los cuales la información se almacena gracias a campos electromagnéticos. Existen unas agujas lectoras que se encargan de leerlos como si fuera un tocadiscos.

Los problemas que trae es que le afectan los golpes, son ruidosos y su tiempos de lectura y escritura muy altos. En concreto uno de sus mayores problemas es que su latencia es alta. Es decir, se tarda bastante en encontrar un dato determinado dentro de estas memorias. Además, esta velocidad no es constante, dependiendo de en que parte del disco este la información esta se podrá acceder de una manera más o menos rápida.

¿Qué es un disco duro SSD?

Dentro de un disco duro nos encontramos con varios bloques de memorias NAND muy parecidos a los usados en las memorias de las cámaras digitales o en los lápices USB. Este tipo de memoria tiene como característica principal que no pierden sus datos aunque no estén alimentadas.

Se accede a ellas de manera simultanea, en un mecanismo muy parecido a los RAID que a veces se forman en los PCs. En estos en lugar de almacenar la información en un sólo dispositivo se graba y lee a la vez en varios permitiendo aumentar la velocidad y hacer que el sistema sea más resistente a toda clase de fallos.

Por ejemplo en una configuración RAID 5 con cuatro memorias NAND, que es una de las muchas configuraciones que se pueden usar, los accesos se realizan tres veces más rápido que a una sola memoria y puede resistir el fallo de una de ellas.

¿Qué ventajas tiene este nuevo dispositivo?

No tiene partes móviles, lo cual lleva a que no hay ruido, aguanta más los movimientos, consume por lo tanto menos. Ocupan menos espacio. Como puedes imaginarte todo esto los hace ideales para ser usados en el entorno portátil.

Como desventaja, son más caros que los discos duros convencionales y su rendimiento desciendo con el tiempo. Esto último sólo ocurre en las escrituras y lo explicare con más detalle en el siguiente punto.

¿Como funciona un disco duro SSD?

Tenemos un controlador que se encarga de acceder a las diferentes memorias flash. Este recibe los comandos del sistema operativo y los traduce para acceder a los datos. Para los programas todo esto es transparente y no les afecta.

Para entender como funciona un disco duro SSD es necesario conocer como esta almacenada la información. El dispositivo esta dividido en páginas las cuales suelen tener un tamaño de 8KB. Estas se organizan en bloques de 256 que da lugar a tamaños de 2 MB. Estos pueden variar.

La mínima porción de información que se puede leer es una página. Este proceso es muy rápido y sencillo, llevando a que los SSD sean siempre mejores leyendo que escribiendo. Esta es la razón por la cual un disco de estas características acelerara en gran medida los arranques del sistema operativo y el inicio de las aplicaciones donde las operaciones de lectura son mayoría.

Cuando vamos a escribir el proceso es diferente. El mínimo tamaño que podremos usar es igual que con las lecturas es decir una página. Si el lugar donde vas a escribir esta vacio se hace de forma directa. Si lo que queremos es reescribir sobre una página que contenga información debemos de antes realizar un vaciado de datos. El problema es que este vaciado se hace a nivel de bloques y no de páginas.

Es decir, imagínate que quieres variar un dato dentro de un archivo, al ir a reescribirlo tienes que leer el bloque entero, pasarlo a una memoria que actúa de cache para no perder la información que no varia, vaciarlo completamente, cambiar el dato y volver a escribirlo.

Esta es la razón por la cual un disco duro SSD funciona más rápido cuando es nuevo. Es decir esta completamente vacio que cuando se va usando.

¿Qué se puede hacer para que sea más rápido?

Los fabricantes intentan que esta degradación sea la menor posible. Para ello incluyen en los SSDs más memoria de la que tu realmente ves. De esta manera es más complicado que se produzcan estos problemas de escritura.

También tienen que tener en cuenta que las memorias flash tienen un número de vaciados máximo con lo cual se intenta repartir el trabajo por todo el disco duro. Por todo esto el SSD cada cierto tiempo realiza tareas de mantenimiento, llamadas recolección de basura para intentar conseguir el mayor número de bloques vacios esperando nuevos datos.

Se implementan comandos como TRIM. El cual es necesario que este soportado a nivel de sistema operativo y por la propia unidad. Con este comando el sistema operativo informa de que un determinado fichero, y por lo tanto las páginas que ocupaba, han sido borrados y el disco duro puede actuar en consecuencia.

Siempre ten en cuenta que esto no afectara a la lectura que siempre funcionara a la máxima velocidad.

¿Puedo volver a la velocidad inicial?

Existen herramientas que te permiten un vaciado total, con estas pierdes la información y un ciclo de vaciado pero la velocidad vuelve a sus orígenes.

Ten en cuenta que, como te comente anteriormente, cualquier memoria RAM tiene un número máximo de vaciados así que realizar este procedimiento continuamente hará que disminuya la vida del dispositivo.

¿Puedo perder datos?

Puedes pensar que al usar memoria NAND, que tiene un número de ciclos de vaciado determinado, los SSDs tienen más problemas que los discos duros convencionales y que incluso puedes llegar a perder los datos.

Los SSDs sin embargo son mucho más seguros que los discos duros SSDs. Como ya te comente tienes varias memorias FLASH incluidas. De esta forma puede recuperarse de ciertos errores que serían inasumibles para un disco duro convencional.

De todas formas y como con cualquier otro dispositivo de memoria la única forma de no perderlo todo es tener copias de seguridad.

¿Para que es ideal un disco duro SSD?

El disco duro SSD, y sobre todo por ahora que las unidades mayores son prohibitivas es ideal como partición en la cual incluyas el sistema operativo y los programas que más uses.

Autor:

Angel Luis Sanchez Iglesias

¿Qué significa IOPS en un disco duro HDD o SSD?

Qué son los IOPs y qué es lo que lo hace tan importante a la hora de elegir un disco duro para tu ordenador o portátil

Saber que disco duro es mejor y que influencia va a tener en tu sistema es complicado. Hace unos años los fabricantes solo nos informaban de la máxima velocidad de transferencia teórica que como te puedes imaginar nunca se alcanzaba y por lo tanto no nos podíamos hacer una idea ni de que estábamos adquiriendo ni que teníamos entre manos.

Un disco duro lento puede hacer que tu equipo tarde mucho en arrancar y que las aplicaciones no se abran como deberían. Así que tener una medida de lo rápido que es un disco siempre viene bien.

¿Qué es IOPS?

Literalmente IOPS significa, número de operaciones de entrada y salida por segundo. Nos da por tanto una idea de las prestaciones que tiene la unidad de cuantas operaciones será capaz de satisfacer en un determinado tiempo. Cuanto mayor sea este número mayor capacidad tendrá el disco de poder satisfacer las necesidades de tu PC.

Por desgracia para liar algo más la cosa te pueden dar diferentes versiones del mismo número:

Total IOPS. Se toma una conjunción de escrituras y lecturas. Esto es debido a que las unidades suelen tener más problemas escribiendo que leyendo y si te dan sólo la de lectura no te puedes hacer una idea de cómo se comportara al escribir.

IOPS de lectura. Sólo se tienen en cuenta operaciones de lectura.

IOPS de escritura. Igual que el anterior pero sólo de escritura.

¿Complicado?, pues espera a saber que estos datos te los pueden dar en dos versiones totalmente distintas, si se hacen sobre operaciones secuenciales o aleatorias.

Normalmente los IOPS que te darán serán en operaciones aleatorias que es menor que cuando se trabaja con datos secuenciales. La diferente velocidad en un trabajo aleatorio frente a otro secuencial lo puedes ver de manera muy sencilla. Copia una película con 4GB de tamaño y mide el tiempo que tardas. Ahora copia ese mismo tamaño pero de archivos sueltos y verás que diferencias de tiempo. El segundo trabajo tarda más porque las lecturas que no se hacen de modo continuo son más lentas.

Para conocer el rendimiento en operaciones secuenciales lo que se da es la velocidad de lectura o escritura, que no es más que el número de operaciones por el tamaño del bloque que se transfiere. Esto vendrá en MB por segundo.

Por último ten en cuenta que los fabricantes suelen ofrecerte aquel en que ellos queden en mejor lugar.

¿Cuándo debe de importarme los IOPS?

En caso de compra un SSD es importante que lo mires ya que vas a hacer una inversión grande. La velocidad de lectura/escritura secuencial será importante si vas a trabajar con películas y de manera general las IOPS serán más importante en cualquiera de las otras situaciones.

Un disco que pueda realizar un mayor número de operaciones por segundo tendrá menos problemas a la hora de trabajar con aplicaciones que trabajan con varios núcleos y sistemas operativos modernos.

Además nunca olvides que puede haber otro tipo de dispositivos que limiten tus prestaciones como el chipset, la placa base o el procesador.

Autor:

Angel Luis Sanchez Iglesias

Todo lo que necesitas saber sobre discos duros sólidos SSD

Los discos duros SSD están llamados a ser una pequeña gran revolución en el mundo del PC y Mac.

Aquí tienes una lista de diez curiosidades que seguramente no conozcas acerca de los discos duros SSD.

Los discos duros SSD están llamados a ser una pequeña gran revolución en el mundo del PC y Mac.

Aquí tienes una lista de diez curiosidades que seguramente no conozcas acerca de los discos duros SSD.

1. No tienen partes móviles.  Esta es quizás la más obvia. Dentro de un disco duro SSD te encuentras pequeñas memorias parecidas a las de los dispositivos de almacenamiento USB. Esto implica que son menos ruidosos, necesitaran menos energía y se desgastan menos que uno convencional.

2. Aunque se les denominé discos duro no tienen discos en su interior. Se les denomina discos por que realizan la misma tarea de un disco duro convencional pero en su interior sólo vas a encontrar circuitos electrónicos nada parecido a la tecnología anterior.

3. Su nombre significa dos cosas. SSD es el acrónimo de Solid State Drive pero puede también interpretarse como Solid State Disk. Es decir unidad o disco de estado sólido. Es más correcto llamarla unidad ya que como te he comentado anteriormente en su interior no encuentras nada parecido a un disco.

4. Reducen sus prestaciones con el tiempo. Los discos SSD utilizan un tipo de memoria denominada NAND para funcionar. Esta tiene entre sus propiedades la capacidad de almacenar la información aunque no estén conectadas a la corriente eléctrica lo cual es ideal para funcionar como dispositivo de almacenamiento. El problema es que cuando queremos escribir algo en esta memoria debemos antes resetear el bloque entero sobre el que vamos a realizar la operación

Dependiendo del tipo de NAND que usemos tendremos un número máximo de reseteos de este tipo que se podrán realizar antes de que el disco duro empiece a dar fallos. Esta es una de las razones por la que los discos SSD llevan en su interior mucha más memoria de la que ofrecen al usuario, para poder administrarla en caso de fallos.

5. No todos son iguales. Por simplificarlo podemos hacer dos tipos de clasificaciones. Atendiendo a su conexión al PC existen los PCIe SSD, que se conectan a la placa base, y los SATA que se conectan igual que los dispositivos anteriores, si miramos la tecnología de fabricación de la memoria de la que están compuestos tenemos SLC,  MLC y TLC.

6. Realmente tienes bloques de memorias formando un RAID.  En un sistema RAID se utilizan varios discos duros para almacenar la información. Si tenemos una configuración en RAID 5 usando tres discos con bloques de dos megas y queremos grabar un archivo de cuatro megas en el primero escribiremos dos, en el segundo otros dos y en el tercero información que nos permite recuperar la información si dejad de funcionar uno de los discos.

Si realizamos una escritura en este sistema podremos escribir en varios discos al mismo tiempo, lo mismo ocurre con las lecturas. De esta forma podemos multiplicar la velocidad del disco y además ganamos en tolerancia a fallos.

Dentro de un SSD te encuentras varios bloques NAND que estarán conectados formando un RAID. Así conseguimos mayor velocidad y mayor resistencia  a fallos.

7. La memoria RAM es mucho más rápida. Aunque existan SSD que pueden llegar al máximo de un SATA III es decir a los 600 MB/s. Las memorias RAM DDR3 más lentas son más de 10 veces más rápidas que un SSD SATA pudiendo llegar hasta 30 veces o incluso más.

8. Lo importante no es su velocidad sino los IOPS. Sólo es tres o cuatro veces más rápido en velocidad de transferencia que un disco duro convencional pero sobre veinte veces más en IOPS. Esto es fantástico para cierto tipo de datos ya que la información es muy raro que este dispuesta de manera continúa.

IOPS es una medida de la cantidad de operaciones por segundo que es capaz de realizar el dispositivo. En un disco duro convencional esta muy limitado debido a que al tener discos que rotan existen un tiempo, que se denomina latencia, muy grande que tiene que pasar cada vez que queremos leer o escribir los datos. Nada de esto ocurre en un disco duro SSD normal.

9. Su mejor uso es servir para el sistema operativo y las aplicaciones. Si como es normal no tienes suficiente dinero para comprar uno en el que te quepa toda tu información no lo dudes e instala solo el sistema  operativo y las aplicaciones.

No tiene mucho sentido usar un disco de este tipo para almacenar por ejemplo películas en las que se lee toda la información de manera secuencial ya que no llegaremos a apreciar su velocidad.

10. No tardan lo mismo en leer que en escribir.  Son mucho más lentas al escribir ya que tienen que hacer un reseteo de la memoria como te comente anteriormente. De todas maneras algo parecido pasa con casi todos los dispositivos de almacenamiento.

Este tiempo se puede disparar debido a que el reseteo hay que hacerlo a nivel de bloque y no de bytes así que tienes que volver a reescribir incluso información que no has borrado.

Puedes encontrar más información de como funcionan los discos duros SSD en el enlace.

Autor:

Angel Luis Sanchez Iglesias