SSD vs HDD : différences de vitesse, de robustesse et de coût

Un disque dur (HDD) stocke les données magnétiquement sur des plateaux en rotation lus par une tête mobile. Un SSD stocke les données dans des puces de flash NAND, sans pièce mobile. Les SSD sont bien plus rapides, silencieux et plus résistants aux chocs ; les HDD coûtent beaucoup moins cher par téraoctet et atteignent de plus grandes capacités. Les deux sont donc souvent utilisés ensemble : un SSD pour le système et les fichiers actifs, un HDD pour le stockage de masse.

CritèreHDDSSD
Mode de stockage des donnéesPlateaux magnétiques tournant sous une tête de lecture/écriture mobilePuces de mémoire flash NAND, sans pièce mobile
Vitesse séquentielleEnviron 100 à 250 MB/sD'environ 500 MB/s (SATA) jusqu'à 14 GB/s (NVMe rapide)
Accès aléatoire et latenceLents : quelques millisecondes pour le déplacement de la tête et la rotation du disqueRapides : quelques dizaines de microsecondes, et des centaines de milliers d'opérations par seconde ou plus
Résistance aux chocsVulnérable aux chutes et aux vibrations en fonctionnementRésistant, car rien ne bouge
BruitRotation et déplacements de la tête audiblesSilencieux
ConsommationPlus élevée : un moteur et un actionneur de têtePlus faible, en particulier au repos
Coût par téraoctetFaiblePlus élevé, mais en baisse
CapacitéPlusieurs dizaines de téraoctets par disqueDisques grand public de 1 à 8 TB ; disques d'entreprise plus grands
UsureUsure mécanique ; pas de limite de cycles d'écritureCycles de programmation/effacement limités, gérés par le wear leveling et exprimés en TBW
Entretien particulierLa fragmentation le ralentitNécessite TRIM et une zone de réserve ; la fragmentation importe peu
Idéal pourStockage de masse, sauvegardes, stockage réseau, vidéosurveillance et archivesDisques système, ordinateurs portables, téléphones, jeux, bases de données

Les valeurs indiquées sont des ordres de grandeur typiques et varient selon la génération de procédé et le produit.

Quand choisir l'un ou l'autre ?

SSD
Pour tout ce où la vitesse et la réactivité comptent : disque système, applications, ordinateurs portables et appareils mobiles.
HDD
Pour de grandes quantités de données rarement consultées au coût par téraoctet le plus bas : sauvegardes, médiathèques, archives.
Les deux
Une configuration courante associe un SSD rapide pour le système et le travail en cours, et un grand HDD pour le stockage.

Questions fréquentes

Un SSD est-il toujours plus rapide qu'un HDD ?

Pour presque toutes les tâches, oui. Les SSD ont des temps d'accès de quelques dizaines de microsecondes contre quelques millisecondes, et des vitesses séquentielles d'environ 500 MB/s jusqu'à 14 GB/s, contre environ 100 à 250 MB/s pour un HDD.

Les SSD s'usent-ils ?

Les cellules flash supportent un nombre limité de cycles de programmation/effacement. Le wear leveling et la zone de réserve répartissent l'usure, et les disques sont spécifiés en TBW, ce qui dépasse largement ce que la plupart des utilisateurs écrivent.

Pourquoi les HDD sont-ils encore utilisés ?

Ils sont beaucoup moins chers par téraoctet et atteignent de plus grandes capacités : ils restent donc le choix pour le stockage de masse, les sauvegardes et les archives.

Qu'est-ce que TRIM ?

Une commande qui indique au SSD quels blocs le système d'exploitation n'utilise plus, afin que le garbage collection puisse les effacer à l'avance et maintenir les performances d'écriture.

Vérifier vos connaissances

Quelle caractéristique d'un SSD par rapport à un HDD (disque dur) est correcte ?

  1. AIl enregistre magnétiquement sur un disque en rotation
  2. BIl n'a aucune pièce mécanique mobile, offre un accès aléatoire rapide et résiste aux chocs
  3. CÀ capacité égale, il est toujours moins cher qu'un HDD
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Réponse : B. Il n'a aucune pièce mécanique mobile, offre un accès aléatoire rapide et résiste aux chocs

Le SSD enregistrant sur de la flash NAND, il n'a pas de pièces mobiles comme les disques ou les têtes. Le HDD met quelques ms par accès à cause du déplacement de la tête et de l'attente de rotation du disque, alors que le SSD met quelques dizaines à 100 µs environ ; l'accès aléatoire en particulier est plusieurs centaines de fois plus rapide. Il est résistant aux chocs et aux vibrations, et silencieux. En revanche, le prix par capacité reste plus bas pour le HDD, qui demeure utilisé pour le stockage de grande capacité.

Quel est l'objectif correct de la répartition de l'usure (wear leveling) utilisée notamment dans les SSD ?

  1. ACompresser les données pour augmenter la capacité
  2. BChiffrer les données pour les protéger
  3. CRépartir les écritures sur l'ensemble des blocs au lieu de les concentrer sur certains, afin de prolonger la durée de vie
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Réponse : C. Répartir les écritures sur l'ensemble des blocs au lieu de les concentrer sur certains, afin de prolonger la durée de vie

Le nombre de réécritures d'un bloc étant limité, écrire toujours à la même adresse logique use prématurément cet emplacement. Avec la répartition de l'usure, le contrôleur gère une table de correspondance entre adresses logiques et blocs physiques (FTL) et oriente les écritures vers les blocs les moins effacés. En déplaçant aussi de temps en temps les données statiques peu réécrites, il égalise l'usure de tous les blocs et prolonge la durée de vie de l'ensemble du produit.

Quelle description du ramasse-miettes (garbage collection) des SSD est correcte ?

  1. AUn traitement qui déplace les données valides des blocs contenant des données invalides vers un autre emplacement, puis efface ces blocs pour créer de l'espace libre
  2. BUn traitement qui supprime les virus informatiques
  3. CUn traitement qui compresse les données
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Réponse : A. Un traitement qui déplace les données valides des blocs contenant des données invalides vers un autre emplacement, puis efface ces blocs pour créer de l'espace libre

La NAND ne permettant pas l'écrasement et n'effaçant que par bloc, chaque réécriture laisse l'ancienne version sous forme de page invalide. Le contrôleur choisit les blocs riches en pages invalides, déplace leurs données valides vers un autre bloc, puis efface le bloc d'origine pour créer de l'espace libre. Ces copies supplémentaires causent l'amplification d'écriture ; elles sont d'autant plus fréquentes que l'espace libre est faible, ce qui dégrade les performances en écriture.

  1. Quelle commande permet à l'OS de signaler au SSD les zones des fichiers supprimés, afin de rendre le ramasse-miettes plus efficace ?
  2. Quelle description de l'« amplification d'écriture » (write amplification) des SSD est correcte ?
  3. Quelle description du « surprovisionnement » (over-provisioning) des SSD est correcte ?

Questions d'entraînement sur SRAM et mémoire flash

Termes clés expliqués

Mémoire flash NAND
Mémoire non volatile dont les cellules sont connectées en série. Très dense et facile à porter à grande capacité, elle est utilisée dans les SSD et les cartes mémoire.
3D NAND
Flash NAND dont les cellules sont empilées verticalement en grand nombre pour augmenter la capacité. Introduite pour dépasser les limites de la miniaturisation planaire, elle dépasse 200 couches.

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