Discos de estado sólido “SSD”, todo lo que necesitas saber

Para comenzar, los dispositivos de almacenamiento denominados “discos de estado sólido” (SSD), o “Solid State Disks” no son discos. No hay en su interior nada que se parezca a un disco. Todo lo contrario, esta internamente construido de circuitos electrónicos. Más específicamente de circuitos del mismo tipo que el de las llamadas “Memorias Flash”, memorias no volátiles iguales a las usadas en los dispositivos tipo pendrive “memoria USB” y de las “tarjetas de memoria” de los equipos electrónicos como cámaras digitales, por poner un ejemplo.

Funciona de forma similar al de una memoria USB

Un disco de estado sólido no pasa de un dispositivo de almacenamiento funcionalmente idéntico al de una memoria USB, pero de mayor capacidad (los más pequeños almacenan 64 GB y los más grandes pasan de los 600 GB). Como puedes ver en la imagen de abajo (imagen de Toshiba), un SSD está formado esencialmente por circuitos de memoria, sin ninguna pieza móvil. La diferencia entre un SSD y una memoria USB es que en vez de ser insertados en los puertos USB estos son instalados en el interior de los ordenadores conectados a los conectores SATA de la placa base, como cualquier disco duro SATA, lo que vuelve la transferencia de datos entre este y la CPU hasta cinco veces más rápida, ya que la conexión SATA usada admite una tasa de transferencia de 2.4 Gb/s (Gigabits por segundo), mientras que la tasa por el puerto USB 2.0 es de 480 Mb/s (hay versiones más rápidas que ambos estándares, el SATA 6 es de 4.8 Gb/s y el de un USB 3.0 es de 5 Gb/s, pero las más comunes son las mencionadas arriba).

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Disco de estado solido y su circuito interno

Por tanto para el sistema operativo y de un punto vista lógico, estos se comportan exactamente como los disco duro magnéticos SATA. Cuando se invoca la pantalla de “configuración de la BIOS” del ordenador estos aparecen en la lista de dispositivos de almacenamiento junto con los demás disco duros tradicionales instalados en el PC. En ellos se puede instalar el sistema operativo e iniciar el ordenador a partir de los mismos. En resumen: funcionan exactamente como si se tratasen de discos magnéticos comunes (disco duro tradicionales), SATA y no hay como diferenciarlos, ya que los circuitos controladores emulan estas unidades, comportándose en su interior como si hubiesen discos divididos, con sus respectivos clústeres.

Diferencias con un disco duro

Pero hay algunas diferencias esenciales. La primera tiene que ver con el aspecto físico: son más pequeños, más delgados, y mucho más livianos que los discos magnéticos, incluso aquellos de 2.5 pulgadas fabricados para los ordenadores portátiles. La segunda diferencia tiene que ver con el desempeño: son absurdamente más rápidos que los discos duros, ya que no presentan piezas móviles, por lo tanto, no es necesario esperar que la cabeza magnética se mueva, y todas las operaciones de lectura y escritura son realizadas por acceso aleatorio en los circuitos electrónicos de la memoria “flash” de forma análoga a los accesos de la memoria RAM. Y la tercera diferencia tiene que ver con “tu bolsillo”, ya que por lo menos estos tienen un precio de hasta 10 veces superior que los discos duros, por ejemplo, en el mercado europeo (España), un disco duro de 500 GB ronda los 50 Euros, un disco de estado sólido de 256 ronda la media de US$ 450 dólares americanos.

Una situación como esta (pequeña capacidad y precio elevado) es la típica tecnología en fase de desarrollo. Y es exactamente esto lo que está pasando con los SSD, ya que las memorias tipo “Flash” son relativamente nueva (por así decirlo).

Pero cuando se trata de su uso en el almacenamiento de nuestros dispositivos, esto no es un problema, ya que son suficientemente maduros para proporcionar la fiabilidad deseada.

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Disco duro y un SSD

Pero no todo son bondades

El problema está una característica inherente a la propia naturaleza de estos circuitos electrónicos, que limita el número de veces la escritura en una de sus células de memoria.

En el punto de vista estructural, una células de memoria “flash” es bastante semejante a la de un transistor tipo MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). La única diferencia es la adición de la llamada “base flotante”. Esta adición transforma un transistor, en un componente cuya naturaleza de almacenamiento es típicamente volátil en una celda de memoria (no da para entrar en detalles técnicos en este artículo).

Una células de memoria, como saben “todos” es un dispositivo capaz de almacenar un bit, o un digito binario (es decir: el sistema numérico en baso 2). Resumiendo: una célula de memoria puede contener el valor de un “Uno” o de un “Cero”. En el caso de la células de memoria Flash, el valor de “uno” se manifiesta cuando su puerta flotante se carga eléctricamente y el valor “cero” cuando no lo está. Y para cargar la puerta flotante es necesario aplicar una tensión relativamente alta a las normas habituales de los circuitos de nuestros ordenadores: el rango de 5V a 12V.

Entonces, lo siguiente es. Para usar un objeto como células de memoria es preciso que este cumpla tres condiciones: debe poder asumir dos estados mutuamente exclusivos, debe permitir que esta estado sea verificado (lectura) y debe permitir que este estado sea alterado (escritura). Nuestra célula de memoria flash cumple las tres. Los dos estados son puerta flotantes: cargada/descargada. La lectura es realizada verificando si el transistor conduce o no (si la puerta flotante está cargada). Y se puede cambiar este estado descargando o cargando.

Si lo has encontrado muy complicado, te lo ponemos aún más fácil

Si has encontrado esto muy complicado no se ha entendido mucho. Entonces olvídalo. Pero entiende que solo una cosa: Para leer un contenido en una memoria flash en un pendrive, tarjeta de memoria, disco de estado sólido, solo basta con comprobar si el transistor conduce o no. Pero para escribir (es decir modificar el contenido) puede ser necesario aplicar una tensión elevada a una de las partes. Y esto tiene un precio, cada que vez que esto pasa, este pierde un poco de sus capacidades de cargar y descargar.

¿Todavía sigues sin entender?, pues vamos a volver la cosa más sencilla que hasta mi sobrina de 5 años sea capaz de entender.

Puedes leer el contenido de una células de memoria flash tantas veces quieras, que esta no va a sufrir. Pero, para escribir, la cosa es diferente: cada operación de escritura reduce, aunque mínimamente, el tiempo vida útil del SSD. Simplificando aún más, en una célula de memoria flash el número de lectura es ilimitado, pero hay un límite para el número de operaciones de escritura.

Y cuando llegue a este límite, para lo único que va a servir el SSD, es para ser un pisapapeles.

En el siguiente artículo vamos a ver lo que sucede con una desfragmentación.


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