Qu'est-ce qu'un disque SSD (Solid State Drive) ? De plus, les avantages et les inconvénients

Les disques SSD(SSDs) (Solid State Drives ) deviennent rapidement le stockage informatique préféré pour les systèmes d'exploitation et les applications. Vous les trouverez dans les derniers ordinateurs portables, téléphones, tablettes et même consoles.

Avec d'excellentes performances et durabilité, ces disques font sensation, mais qu'est-ce qu'un SSD exactement ? 

Comment fonctionnent les disques durs(Hard Disk Drives) traditionnels ( HDD(HDDs) )

Pour comprendre ce qui rend les SSD(SSDs) différents, nous devons revenir brièvement en arrière et regarder les disques durs(Hard Disk Drives) traditionnels ( HDD(HDDs) ). Un disque dur(HDD) était le type de lecteur standard que vous trouviez dans pratiquement tous les ordinateurs jusqu'à récemment.

À l'intérieur du disque dur(HDD) , vous trouverez un ou plusieurs disques rotatifs appelés « plateaux ». Chaque plateau est divisé en pistes et en secteurs. Les plateaux sont généralement en aluminium ou en verre et sont recouverts d'un matériau magnétique.

La surface du plateau contient des milliards de zones individuelles qui représentent chacune un seul bit de données. La zone peut être magnétisée ou démagnétisée, représentant un un ou un zéro.

Alors que les plateaux tournants tournent à des milliers de tours par minute, de minuscules têtes de lecture-écriture attachées à des bras oscillants flottent à un cheveu au-dessus du plateau lisant ou écrivant sur le lecteur.

Les disques durs(Hard) sont des appareils incroyablement compliqués avec de nombreuses pièces mobiles minuscules, précises et fragiles. C'est une merveille moderne qu'ils fonctionnent aussi bien qu'ils le font. 

Comment fonctionne un disque SSD (Solid State Drive)

Les SSD ont plus en commun avec les dispositifs à semi-conducteurs comme les CPU(CPUs) et la RAM(RAM) qu'avec les disques durs. Les SSD(SSDs) et les HDD(HDDs) agissent tous deux comme des périphériques de stockage, mais les SSD(SSDs) fonctionnent de manière très différente.

À l'intérieur d'un SSD(SSD) typique , vous ne trouverez que des puces informatiques. Il y a la puce de contrôleur du SSD , qui gère comment et où les données sont stockées, mais la majeure partie d'un SSD est constituée de puces de mémoire flash.

La mémoire flash(Flash) est une mémoire « non volatile ». La mémoire volatile(Volatile) , comme la RAM(RAM) , ne persiste pas lorsque l'alimentation est coupée : les données qui y sont stockées disparaissent. En revanche, avec une mémoire non volatile (comme les SSD(SSDs) ou les clés USB(USB) ), vos données persistent même lorsque l'alimentation est coupée. C'est pourquoi les clés USB(USB) sont également appelées « clés USB » !

Les SSD(SSDs) modernes (et la plupart des clés USB(USB) et des cartes mémoire) utilisent un type de mémoire flash appelé mémoire flash NAND . Il porte le nom de l'un des types de portes logiques que vous pouvez créer dans une micropuce. Dans la mémoire NAND , il existe des "cellules" qui peuvent contenir différents niveaux de charge électrique. En mesurant le niveau de charge d'une cellule mémoire, vous pouvez savoir s'il représente un un ou un zéro. Pour modifier le contenu d'une cellule, il vous suffit de modifier le niveau de charge à l'intérieur de celle-ci.

Il existe de nombreuses variantes de la technologie dans le monde de la mémoire NAND . Par exemple, vous avez peut-être vu certains SSD Samsung(Samsung SSDs) étiquetés « V-NAND » ou « vertical » NAND . Ici, les cellules de mémoire sont empilées verticalement, ce qui permet une plus grande capacité de stockage dans la même empreinte de silicium. La NAND(NAND) 3D d'Intel est également plus ou moins la même technologie. 

Types de SSD et interfaces

Les SSD(SSDs) sont disponibles dans une variété de facteurs de forme et de types de mémoire flash NAND . Cela détermine les performances maximales d'un SSD ainsi que son prix.

Types de mémoire flash

Tous les flashs NAND ne sont pas les mêmes en termes de densité de données et de performances. Vous vous souviendrez de notre discussion ci-dessus que les SSD(SSDs) stockent les données sous forme de charges électriques à l'intérieur des cellules de mémoire. 

Si une cellule ne stocke qu'un seul bit de données, on l'appelle SLC ou mémoire de cellule à un seul niveau(single-level cell memory) . Les mémoires MLC(MLC) (cellule à plusieurs niveaux) et TLC (cellule à trois niveaux) stockent respectivement deux et trois bits de données par cellule. La mémoire QLC(QLC) (cellule à quatre niveaux) l'amène à quatre bits par cellule.

Plus vous pouvez stocker de bits de données dans une seule cellule, moins votre SSD peut être bon marché, ou plus vous pouvez stocker de données dans le même espace. Cela semble être une excellente idée, mais grâce au fonctionnement des SSD(SSDs) , les disques meurent plus rapidement lors de l'utilisation d'une méthode de stockage multi-bits. La mémoire SLC(SLC) est le type de NAND le plus performant et le plus durable avec une longue durée de vie. Cependant, c'est aussi de loin le plus cher et on ne le trouve que dans les disques haut de gamme.

En tant que tels, la plupart des SSD(SSDs) grand public utilisent MLC ou TLC et emploient des méthodes spéciales pour prolonger autant que possible leur durée de vie utile. Nous aborderons la question de l' usure des SSD un peu plus loin dans cet article sous les inconvénients de la technologie.

Facteurs de forme SSD

Les SSD(SSDs) se présentent sous différents facteurs de forme. Un "facteur de forme" est simplement la forme physique de l'appareil et la norme de connexion à laquelle il se conforme. Étant donné que les SSD(SSDs) ont été initialement conçus pour remplacer les disques durs(HDDs) , les premiers appareils destinés aux ordinateurs de bureau grand public étaient destinés à s'insérer là où se trouvaient auparavant les disques durs.

C'est là que la conception du SSD SATA de 2,5 pouces( 2.5-inch SATA SSD) entre en scène. Vous pouvez simplement retirer votre disque dur d'ordinateur portable actuel de 2,5 pouces et brancher l'un de ces SSD(SSDs) .

Le SSD à l'intérieur de ce boîtier n'a pas besoin de tout cet espace, mais cela était parfaitement logique puisque les ordinateurs portables et la plupart des ordinateurs de bureau modernes ont déjà des baies de lecteur de 2,5 pouces et des connecteurs SATA sur leurs cartes mères. Vous pouvez également acheter des adaptateurs qui vous permettent de placer un lecteur de 2,5 pouces dans la baie de 3,5 pouces d'un ordinateur de bureau.

En plus de prendre de la place inutilement, ces disques 2,5 pouces étaient limités à 600 MB/s puisque c'est la limite de l' interface SATA 3 .

La norme mSATA (mini-SATA) résout le problème d'espace. mSATA avait physiquement la même forme, la même taille et le même connecteur que la norme de carte PCI Express Mini , mais les deux types de cartes sont électriquement incompatibles.

La norme m SATA a été remplacée par la norme M.2. Les SSD M.2(M.2 SSDs) peuvent être SATA ou PCIe , selon la combinaison de la carte et de la carte mère.

Les cartes M.2 peuvent également être à double face avec des composants des deux côtés, et leur longueur varie. Il est toujours important de s'assurer que la carte mère de votre ordinateur est compatible avec le SSD M.2(M.2 SSD) que vous souhaitez utiliser avec !

Les SSD NVMe(NVMe SSDs) utilisent la norme Non-Volatile Memory Express , qui permet à l'ordinateur d'accéder à la mémoire SSD à l'aide du (SSD)PCIe qui est plus couramment utilisé pour les cartes graphiques. PCIe a beaucoup plus de bande passante que SATA , permettant à la mémoire (SATA)SSD rapide d'atteindre son plein potentiel.

Les avantages des SSD

Il existe de nombreuses raisons pour lesquelles les SSD(SSDs) deviennent rapidement la norme en matière de technologie de stockage. Alors que certains problèmes de démarrage les ont tenus à l'écart du monde informatique traditionnel pendant un certain temps, ils sont maintenant au point où nous pouvons les recommander à tout le monde. Même les dernières consoles de jeux vidéo(latest video game consoles) utilisent désormais le SSD . Voici les principaux atouts qui ont conduit les SSD(SSDs) vers leur popularité actuelle.

Les SSD sont rapides

Le disque dur mécanique le plus rapide au monde, le Seagate Mach.2 Exos 2X14 , peut atteindre des taux de transfert soutenus de 524 MB/s . C'est presque aussi rapide qu'un SSD SATA 3 , mais le lecteur mécanique typique que vous trouverez dans les ordinateurs de nos jours peut atteindre entre 100 MB/s et 250 MB/s si vous cherchez le haut de gamme du marché. .

Les SSD M.2 PCIe(M.2 PCIe SSDs) typiques , tels que ceux que l'on trouve dans les ordinateurs portables de milieu de gamme, offrent 2,5 à 3,5 GB/s . Les derniers SSD M.2 PCIe(M.2 PCIe SSDs) approchent les 8 GB/s , ce qui représente une quantité de données ahurissante. Les vitesses d'écriture séquentielle(Sequential) sont généralement un peu plus lentes que les vitesses de lecture, mais les données volent à un rythme effréné dans les deux sens.

Il ne s'agit pas seulement de vitesses de transfert. Les disques durs mécaniques ont besoin de temps pour faire tourner les plateaux et déplacer les têtes de lecteur en place. Trouver le bon endroit sur le plateau pour une demande de données est connu sous le nom de "temps de recherche". Pour les SSD(SSDs) , ce nombre de latence est effectivement nul. 

Le SSD(SSD) peut lire instantanément des données à partir de n'importe quel emplacement dans ses cellules de mémoire et même le faire en parallèle. Quelle que soit la manière dont vous le découpez, les SSD(SSDs) se situent dans un univers de performances différent de celui même des meilleurs disques durs mécaniques, quelle que soit la manière dont vous le découpez.

Lors de la mise à niveau du disque dur(HDD) d' un ordinateur vers un SSD , vous bénéficiez de temps de démarrage beaucoup plus rapides et d'une réactivité système très rapide. Tout simplement(Simply) parce que votre CPU n'a jamais à attendre les données de vos disques de stockage. C'est un moyen fantastique de donner une nouvelle vie à un ancien système Windows .

Les SSD sont durables

Les SSD(SSDs) sont à peu près aussi durables que tout autre composant à semi-conducteurs tel qu'un processeur(CPU) ou une RAM sans pièces mobiles. À moins qu'une surtension ne les détruise, ils devraient fonctionner indéfiniment ou du moins tant que l'ordinateur vous sera utile. La mémoire flash(Flash) est également très résistante aux chocs, contrairement aux disques durs qui sont facilement détruits s'ils tombent, en particulier lorsque les plateaux tournent.

Cette durabilité les rend parfaits pour les ordinateurs portables, et c'est pourquoi les ultrabooks tels que Apple MacBook Air , i Mac et d'autres membres de la famille d'ordinateurs Mac ont des (Mac)SSD(SSDs) intégrés hautes performances .

La « durabilité(Durability) » dans ce cas ne fait pas référence au phénomène d'usure du SSD , que nous couvrons dans la liste des inconvénients ci-dessous.

Les SSD ne souffrent pas de fragmentation(Suffer From Fragmentation)

Les fragmentations de données(Data) sont un vrai problème sur les disques durs(HDDs) . Cela se produit lorsque de nouvelles données sont écrites dans le premier espace disponible sur le disque. Ainsi, un fichier donné ou un ensemble de fichiers associés peut voir ses données dispersées sur toute la zone physique du plateau du lecteur.

Cela détruit les vitesses de lecture séquentielle et ajoute une tonne de temps de recherche car les têtes de lecteur volent partout pour trouver toutes les parties d'un fichier. Les SSD(SSDs) , de par leur nature même, ne souffrent pas de fragmentation. Ce n'est pas que les fichiers ne sont pas fragmentés. C'est juste que cela n'a pas d'importance car il n'y a pas de pièces mobiles et pas de temps de recherche à proprement parler. 

La défragmentation ne fait qu'user inutilement le disque. Si vous voulez en savoir un peu plus sur la fragmentation SSD , lisez Faut-il défragmenter un SSD ?(Should You Defrag an SSD?)

Les SSD sont silencieux

Les disques durs sont bruyants ! Le bourdonnement du moteur, le souffle du disque, les cliquetis des têtes de lecteur qui se déplacent d'avant en arrière - c'est le bruit de fond des utilisateurs d'ordinateurs depuis des décennies.

Les SSD(SSDs) , en revanche, ne font aucun bruit. Cela peut sembler un avantage insignifiant, mais les composants informatiques bruyants sont ennuyeux. Dans certains cas d'utilisation, tels que les ordinateurs utilisés pour l'enregistrement sonore, les niveaux sonores sont critiques. Il y a eu des disques durs coûteux avec des montages et des conceptions spéciaux qui ont essayé de réduire le bruit du disque dur , mais avec les (HDD)SSD(SSDs) , le problème est complètement résolu.

C'est pourquoi nous pouvons désormais avoir un ordinateur comme le Apple M1 MacBook Air , qui n'a ni ventilateur ni disque dur mécanique. L'ensemble de l'ordinateur est à semi-conducteurs et ne fait donc aucun bruit !

Les SSD sont petits et économes en énergie

Les SSD prennent beaucoup moins de place que les disques durs(HDDs) et ils ont besoin de beaucoup moins d'énergie pour fonctionner. Cela signifie que nous pouvons avoir des ordinateurs, des tablettes, des smartphones et d'autres appareils électroniques plus petits et plus fins qui nécessitent des disques de stockage non volatiles rapides.

Les SSD(SSD) peuvent se mettre presque entièrement en veille lorsqu'ils ne sont pas utilisés et, contrairement aux disques durs(HDDs) , ils peuvent passer en mode hautes performances presque instantanément. Dans(Taken) l'ensemble, la consommation d'énergie des SSD est particulièrement importante pour obtenir une meilleure autonomie de la batterie des ordinateurs portables et autres gadgets qui les utilisent. (SSD)Les appareils électromécaniques ont simplement besoin de plus d'énergie que les appareils à semi-conducteurs pour fonctionner.

Les SSD peuvent réduire la taille des installations

Les SSD(SSDs) peuvent réduire la taille d'installation de certaines applications, en particulier les jeux vidéo(video games) . Lorsque les applications s'appuient sur la diffusion rapide de données dans la mémoire, les développeurs peuvent dupliquer les informations à plusieurs endroits sur le plateau du disque dur . (HDD)Cela réduit les temps de recherche car les têtes de lecteur sont toujours proches d'une copie des données dont elles ont besoin. C'est une astuce astucieuse, mais cela se fait au détriment de l'espace de stockage.

Les applications conçues pour les SSD(SSDs) n'ont pas du tout besoin de le faire. Étant donné que le SSD n'a pratiquement aucune latence et peut lire immédiatement les données de n'importe où sur le disque, une seule copie des données doit être présente.

Des consoles comme la PlayStation 5 ont déjà montré à quel point les SSD(SSDs) peuvent réduire les tailles d'installation, en particulier combinés à la compression, ce qui nous amène au prochain avantage.

Les SSD peuvent être accélérés

Si vous pensiez que les SSD(SSDs) étaient déjà très rapides, vous pouvez accélérer ces disques pour obtenir des performances vraiment à haute vitesse. Tout cela grâce à la technologie de compression. Les données sont stockées sur le SSD sous une forme fortement compressée. Lorsque les informations sont demandées, elles sont décompressées en temps réel, amplifiant efficacement les vitesses de transfert de données brutes du SSD .

Le seul problème est que vous avez besoin d'un processeur puissant pour décompresser, mais les SSD(SSDs) n'incluent actuellement pas un tel processeur. Il s'avère que les GPU sont excellents pour effectuer ce type de travail, donc en utilisant des (GPUs)API(APIs) logicielles ( Application Programmer Interface ) telles que DirectStorage de Microsoft et RTX IO de Nvidia(Nvidia’s RTX IO) , les dernières générations de GPU peuvent accélérer non seulement les graphiques 3D, mais également les performances SSD .

Les inconvénients des SSD

Les SSD(SSDs) ont de nombreux attributs souhaitables, mais la technologie n'est pas parfaite. Certains aspects de la possession de SSD ne sont pas aussi agréables que nous le souhaiterions.

Les SSD sont plus chers

Les disques durs(HDD) ont tellement baissé de prix et ont augmenté la quantité de données qu'ils peuvent stocker à des niveaux de densité insensés. Le résultat est qu'un gigaoctet de données HDD coûte beaucoup moins cher que le flash NAND le moins cher.

Les prix des SSD(SSD) ont chuté précipitamment au cours des dernières années, mais les gens utilisent généralement encore des SSD(SSDs) relativement petits dans la gamme de 256 Go à 512 Go. Les SSD(SSDs) sont réservés aux applications et aux systèmes d'exploitation, tandis que les disques durs(HDDs) disposent toujours d'un stockage de masse pour les fichiers multimédias ou les applications qui ne bénéficient pas des vitesses SSD .

La bonne nouvelle est que, comme pour toutes les technologies de semi-conducteurs, la densité des transistors et les processus de fabrication devraient afficher une tendance exponentielle conduisant à des coûts plus faibles et à des volumes d'espace plus importants. Pour l'instant, la plupart des budgets nécessitent une combinaison de stockage SSD(SSD) et HDD .

Les SSD peuvent s'user

Alors que les SSD(SSDs) sont très durables et peuvent résister à plus de punitions que les disques durs(HDDs) , tout en ayant une durée de vie plus longue, ils souffrent de l'usure. L' usure du SSD se produit parce que l'écriture des (SSD)SSD(SSDs) sur les cellules de mémoire est destructrice. Chaque fois qu'un bit est écrit sur une cellule de mémoire SSD , elle perd un peu sa capacité à tenir une charge.

Au fil du temps, des écritures répétées dans une cellule la rendent inutilisable. Les SSD SLC(SLC SSDs) peuvent gérer les écritures les plus répétées avant de faire frire une cellule donnée, mais les cellules MLC , TLC et QLC sont plus vulnérables, dans cet ordre. Les premiers SSD(SSDs) grand public pourraient bientôt mourir de manière alarmante, mais aujourd'hui, les disques disposent de stratégies telles que le nivellement de l'usure et le surprovisionnement pour prolonger l'endurance d'écriture du SSD .

L'usure des SSD(SSD) est un sujet complexe, alors jetez un œil à Tout ce que vous devez savoir sur l'usure des SSD(Everything You Need To Know About SSD Wear & Tear) pour une discussion approfondie.

Les SSD peuvent avoir une pourriture rapide des bits

Toutes les formes de stockage de données finissent par succomber à la pourriture des bits. (bit rot.)Cela se produit lorsque le support de stockage se dégrade tellement qu'il ne peut plus contenir les données sous une forme lisible.

Différents supports obtiennent la pourriture des bits pour diverses raisons, mais les disques durs peuvent être stockés pendant des décennies sans que la pourriture des bits ne soit un problème. Les SSD(SSDs) , en revanche, peuvent potentiellement perdre leurs données après seulement quelques années de stockage. Cela se produit en raison de la dégradation de la couche isolante qui maintient la charge dans chaque cellule de mémoire. Si le montant fuit, la cellule est vide et ne contient aucune donnée !

Il semble que la pourriture des bits se produise plus rapidement si les SSD(SSDs) sont conservés dans un environnement trop chaud, mais dans tous les cas, ils ne sont probablement pas le meilleur choix pour stocker des données dans un tiroir quelque part.

La récupération de données SSD est difficile(SSD Data Recovery Is Hard) à impossible

Il existe une industrie sophistiquée construite autour de l'art de récupérer des données à partir de disques durs mécaniques. Si vous avez assez d'argent à dépenser, vous pouvez même récupérer les données des disques qui ont été brisés, car un spécialiste reconstruit littéralement le disque à partir de morceaux.

À un niveau plus banal, vous pouvez récupérer des données supprimées accidentellement car les disques durs(HDDs) ne suppriment pas les données physiques lorsque vous les supprimez dans Windows ou un autre système d'exploitation. Au lieu de cela, cette zone du lecteur est simplement marquée pour être écrasée. Tant que l'écrasement n'a pas encore eu lieu, vous pouvez le récupérer à l'aide d'un logiciel spécial.

Les SSD(SSDs) rendent presque impossible la récupération de quoi que ce soit si le disque est endommagé ou si des fichiers sont supprimés. Si un disque dur est endommagé(HDD is damaged) par une surtension électrique, vous pouvez toujours le reconstruire avec une nouvelle électronique de lecteur, mais comme un SSD est entièrement électrique, toute la mémoire peut être grillée.

Cela n'aide pas non plus que les SSD(SSDs) aient des contrôleurs sophistiqués qui font beaucoup de choses avec des systèmes d'exploitation de données physiques qu'ils ne connaissent pas. Par exemple, la commande TRIM utilisée par les SSD SATA(SATA SSDs) supprime de manière préventive les cellules de mémoire qui ont été marquées pour suppression afin d'accélérer le processus d'écriture de nouvelles données. Donc, l'astuce de restauration ne fonctionnera pas sur eux !

L'avenir est à l'état solide

Bien que les SSD(SSDs) ne soient pas parfaits, ils représentent un tel bond en avant dans les performances des disques de stockage que leur domination éventuelle sur le marché du stockage semble inévitable. Au fil du temps, nous nous attendons à ce que même les SSD SLC baissent de prix, tandis que les types de (SLC SSDs)SSD moins durables deviendront encore plus intelligents lorsqu'il s'agira de limiter l'usure. 

La technologie des disques durs(Hard) a également eu sa juste part de problèmes au début, mais nous avons le sentiment que tous les problèmes que les SSD(SSDs) ont encore seront résolus en un temps record. 



Malo Deparrois

About the author

Je suis un ingénieur en informatique avec plus de 10 ans d'expérience dans l'industrie du logiciel, plus précisément dans Microsoft Office. J'ai écrit des articles et des tutoriels sur divers sujets liés à Office, y compris des conseils sur la façon d'utiliser ses fonctionnalités plus efficacement, des astuces pour maîtriser les tâches bureautiques courantes, etc. Mes compétences en tant qu'écrivain font également de moi une excellente ressource pour ceux qui souhaitent en savoir plus sur Office ou qui ont simplement besoin de conseils rapides.


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