Históricamente, los fabricantes han utilizado discos giratorios debido a su menor coste unitario y a su mayor durabilidad media, aunque las unidades SSD son ahora habituales en los ordenadores de sobremesa y portátiles.

Un disco duro giratorio lee y escribe datos magnéticamente, que es uno de los medios de almacenamiento más antiguos en uso continuo. Sin embargo, las propiedades magnéticas pueden provocar averías mecánicas. Por el contrario, una unidad SSD lee y escribe los datos en un sustrato de chips de memoria flash interconectados, que se fabrican con silicio. Los fabricantes construyen las unidades SSD apilando chips en una cuadrícula para lograr densidades variables.

Para evitar la volatilidad, los fabricantes de discos duros SSD diseñan los dispositivos con transistores de puerta flotante (FGR) para mantener la carga eléctrica. Esto permite que una unidad SSD retenga los datos almacenados incluso cuando no está conectada a una fuente de alimentación. Cada FGR contiene un solo bit de datos, designado como 1 para una celda cargada o como 0 si la celda no tiene carga eléctrica.

Historia de las unidades SSD, aparición en el almacenamiento para empresas

Las primeras unidades de estado sólido se diseñaron generalmente para dispositivos de consumo. El debut del iPod de Apple en 2005 marcó el primer dispositivo notable basado en flash que penetró ampliamente en el mercado de consumo.

EMC, ahora conocido como Dell EMC, fue el primer proveedor en incluir las unidades SSD en el hardware de almacenamiento empresarial cuando agregó la tecnología a sus matrices de discos Symmetrix en 2008. Esto dio lugar a la aparición de matrices flash híbridas que combinan unidades flash y discos duros. En su mayor parte, las unidades SSD empresariales en matrices híbridas se utilizan para almacenar en caché las lecturas en flash. Esto se debe al mayor coste y a la menor resistencia de las unidades SSD en comparación con los discos duros.

Las primeras unidades SSD de diseño comercial se fabricaron con la tecnología flash de célula multinivel (MLC) de la empresa, que ha mejorado los ciclos de escritura en comparación con las MLC de consumo. Se están comercializando nuevas unidades SSD empresariales que utilizan células de tres niveles (TLC). Las unidades SSD fabricadas con NAND 3D representan la siguiente evolución. IBM, Samsung y Toshiba han producido y comercializado unidades SSD con 3D NAND, en las que las células de memoria flash se apilan una encima de otra en capas verticales. Toshiba vendió su negocio de chips flash en 2017.

La adopción de la tecnología flash por parte de las empresas está aumentando como resultado de las mejoras en el rendimiento del desgaste de los discos SSD y de la caída de los precios de los discos flash, aunque la restricción de los suministros globales de discos flash ha frenado la caída de los precios. Los expertos afirman que las unidades SSD están empezando a sustituir a los discos tradicionales en algunos casos de uso, aunque se espera que las unidades flash y los discos duros coexistan en muchas empresas en un futuro próximo. Por ejemplo, las SSD están diseñadas para un almacenamiento de alto rendimiento, pero no tanto para el archivado y la copia de seguridad a largo plazo, que suelen utilizar discos rígidos.

¿Para qué se utilizan las unidades de estado sólido?

Las unidades SSD proporcionan un almacenamiento más rápido y otras ventajas de rendimiento que el disco rígido. Las empresas con una necesidad en rápida expansión de mayores entradas y salidas (E/S) han impulsado el desarrollo y la adopción de las unidades SSD. Debido a que las unidades SSD ofrecen una latencia menor que los discos duros, pueden manejar eficientemente tanto cargas de trabajo de lectura pesada como aleatorias. Esta latencia más baja se deriva de la capacidad de una unidad SSD de flash para leer datos directa e inmediatamente desde una ubicación de celda SSD de flash específica.

Una matriz de todos los flashes sólo acepta SSDs como almacenamiento. Una matriz flash híbrida combina el almacenamiento en disco y las unidades SSD con la memoria flash utilizada para almacenar en caché los datos más importantes que se escriben posteriormente en disco o cinta. En las configuraciones flash del lado del servidor, las unidades SSD se instalan en ordenadores x86 para admitir cargas de trabajo específicas, a veces junto con el almacenamiento en red.

La memoria flash soporta un número limitado de escrituras por día

Los servidores de alto rendimiento, portátiles, ordenadores de sobremesa o cualquier aplicación que necesite entregar información en tiempo real o casi real pueden beneficiarse de la tecnología de unidades SSD. Estas características hacen que las unidades SSD empresariales sean adecuadas para descargar lecturas de bases de datos con gran cantidad de transacciones, para aliviar las ralentizaciones de arranque con infraestructura de escritorio virtual (VDI), o dentro de una matriz de almacenamiento para preparar los datos de forma local para el almacenamiento externo en un escenario de nube híbrido.

Las unidades SSD se utilizan en una amplia gama de dispositivos de consumo, como ordenadores, cámaras digitales, reproductores de música digitales, ordenadores portátiles, PC, teléfonos inteligentes, tabletas y unidades de memoria USB. Estos dispositivos no están diseñados para proporcionar el mismo nivel de rendimiento o durabilidad que las unidades SSD empresariales.

Principales características

El diseño de una unidad SSD se distingue por varias características. Debido a que no utiliza piezas móviles, una unidad SSD no está sujeta al fallo mecánico que se produce con los discos duros. También es más silencioso y consume menos energía que su homólogo de disco. Y como las unidades SSD pesan menos que los discos duros, son perfectas para portátiles y dispositivos informáticos móviles.

Además, el software del controlador de las unidades SSD incluye análisis predictivos que alertan al usuario antes de que se produzca un posible fallo en la unidad. Debido a que la memoria flash es maleable, los proveedores de conjuntos de flashes pueden manipular la capacidad de almacenamiento utilizable con técnicas de reducción de datos.

Terminología de los discos duros SSD

Los fabricantes de semiconductores siguen diseñando conjuntos de chips cada vez más pequeños que permiten unidades SSD de alta densidad. Intel, Micron, Samsung y Western Digital ofrecen unidades SSD basadas en la tecnología NAND fla de 64 capas.

Vida útil de los SSD frente a los HDD

Hay una serie de factores que influyen en la vida útil de las unidades SSD y HDDS, como la humedad y el efecto de la oxidación de los metales en el interior de las unidades. Los datos de ambos tipos de medios se degradarán con el tiempo, y los discos duros generalmente admiten un mayor número de escrituras.

Como ya se ha indicado, las partes móviles de los discos duros aumentan las posibilidades de que se produzcan fallos. Para compensar, los fabricantes de discos duros añaden sensores de choque para proteger las unidades y otros componentes de los dispositivos informáticos personales. Este tipo de sensor utiliza piezoresistores para detectar si la máquina está a punto de caer y luego tomará medidas para apagar el disco duro y el hardware crítico relacionado.

La exposición al calor es otro factor que afecta a la vida útil de la unidad, especialmente en el caso de las unidades SSD. Los expertos de la industria recomiendan almacenar las unidades SSD no utilizadas u ociosas a bajas temperaturas para prolongar su vida útil. Cuando una unidad SSD funciona a altas temperaturas durante un período de tiempo prolongado, puede contribuir a que los electrones se filtren de la memoria flash NAND.

La memoria flash soporta un número limitado de escrituras por día. El nivel de retención de datos disminuye a medida que más y más datos se escriben en las celdas flash. Las unidades SSD empresariales están diseñadas con mayor resistencia que las unidades SSD de consumo.

Las unidades SSD se utilizan en una amplia gama de dispositivos de consumo