Dispositif de stockage qui enregistre les données à l'aide de mémoire flash NAND et d'un contrôleur. Sans pièces mobiles, il offre un accès aléatoire plus rapide et une meilleure résistance aux chocs qu'un HDD.
Nom japonais: SSD
« SSD (disque à semi-conducteurs) » apparaît dans 30 questions d'entraînement réparties sur 9 thèmes, dont SRAM et mémoire flash, Interfaces d'E/S et bus, CPU et architecture.
Domaine: SRAM et mémoire flash
Un SSD (solid-state drive) est un dispositif de stockage qui réunit sur une carte plusieurs puces de mémoire flash NAND, un contrôleur qui les gère et, dans de nombreux cas, de la DRAM qui contient la table de correspondance des adresses. Le contrôleur assure la FTL, qui fait correspondre les adresses logiques aux emplacements physiques dans la flash, l'ECC pour corriger les erreurs, la répartition de l'usure pour étaler les écritures sur tout le dispositif, et le ramasse-miettes (garbage collection), qui efface les blocs devenus inutiles pour créer de l'espace libre. En faisant travailler de nombreuses puces en parallèle sur plusieurs canaux, il atteint des débits supérieurs à ce qu'une seule puce permettrait.
Les SSD se connectent à l'hôte par le SATA, la même interface que les HDD, ou par le NVMe, qui fonctionne sur PCI Express. Le SATA est limité à 6 Gb/s par sa spécification, et les débits réels restent de l'ordre de 500 MB/s. Les SSD NVMe utilisent plusieurs voies PCI Express (généralement x4) et peuvent atteindre, selon la génération, des débits de plusieurs GB/s ; ils peuvent aussi traiter de nombreuses commandes en parallèle, ce qui maintient une faible latence. Les formats comprennent la taille d'un HDD de 2,5 pouces, la carte M.2 étroite utilisée dans les ordinateurs portables et ailleurs, et des formats pour centres de données.
Un HDD lit et écrit en déplaçant une tête au-dessus de plateaux magnétiques en rotation, si bien que l'accès à un emplacement éloigné prend plusieurs millisecondes. Un SSD n'a pas de pièces mobiles et répond aux lectures aléatoires en quelques dizaines à 100 µs environ, ce qui le rend particulièrement rapide pour les charges comportant beaucoup de petits fichiers. Il consomme aussi moins, résiste aux chocs et aux vibrations et ne fait pas de bruit. En revanche, les HDD de grande capacité sont généralement moins chers par unité de capacité, et les centres de données utilisent aussi des HDD pour stocker de grands volumes de données. Un HDD peut réécrire sur place, mais la flash doit être effacée avant d'être écrite, ce qui complique le traitement interne d'un SSD.
Chaque réécriture dégrade les films isolants des cellules de mémoire flash NAND ; les SSD ont donc une valeur indicative de la quantité totale de données inscriptibles, exprimée en TBW (terabytes written) ou en DWPD (drive writes per day). La TLC et la QLC, qui stockent plus de bits par cellule, ont en général des limites de réécriture plus basses. Le TRIM, qui permet à l'hôte de signaler les données supprimées, et une zone de réserve cachée à l'utilisateur (surprovisionnement) réduisent l'amplification d'écriture et allongent la durée de vie. La durée de conservation des données hors tension varie fortement selon l'usure et la température de stockage, et un SSD très usé stocké longtemps au chaud peut perdre des données.
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.
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.
Un SSD est généralement plus rapide, surtout en accès aléatoire : un HDD a besoin de plusieurs millisecondes pour déplacer sa tête, tandis qu'un SSD répond en quelques dizaines à 100 µs environ. Les grands HDD sont moins chers par unité de capacité, et les deux servent donc à des usages différents.
Le SATA est une interface conçue pour les HDD et limitée à 6 Gb/s par sa spécification. Le NVMe est un protocole pour la flash qui fonctionne sur PCI Express : plusieurs voies et le traitement parallèle de nombreuses commandes donnent des débits plus élevés et une latence plus faible.
La mémoire flash NAND est non volatile : les données restent donc hors tension. Leur durée de conservation dépend toutefois de l'usure par réécriture et de la température de stockage, et un SSD usé stocké longtemps au chaud peut perdre des données.
À la suppression d'un fichier, l'OS ne fait que modifier ses informations de gestion : le SSD ignore que ces données sont devenues inutiles et continue de les copier inutilement lors du ramasse-miettes.
Quelle commande permet à l'OS de signaler au SSD les zones …Le SSD enregistrant sur de la flash NAND, il n'a pas de pièces mobiles comme les disques ou les têtes.
Quelle caractéristique d'un SSD par rapport à un HDD (disqu…Par exemple, vendre comme 480 GB un SSD doté de 512 GiB de NAND donne un excédent d'environ 14 %.
Quelle description du « surprovisionnement » (over-provisio…Elle est largement utilisée par les SSD compacts au format M.2.
Quelle norme d'interface basée sur PCI Express est largemen…Un même SSD paraît plus ou moins rapide selon l'usage.
Pourquoi indique-t-on souvent les performances d'un SSD non…DRAM (mémoire vive dynamique) SLC (cellule à un niveau) PCI Express Ramasse-miettes (garbage collection) TLC (cellule à trois niveaux) Tension de seuil Répartition de l'usure (wear leveling) Amplification d'écriture (write amplification) NVMe Mémoire flash NAND