Considerado um dos dispositivos mais populares da atualidade, seja por sua versatilidade, rápido desempenho em jogos ou durabilidade, o SSD ( solid-state drive) é um dos mais notáveis dispositivos tecnológicos voltado para o armazenamento de dados.
Sua origem remonta a década de 50 do século passado quando foram dados os primeiros passos em direção ao uso da memória de núcleo magnético em conjunto com um capacitor voltado para leitura de armazenamento, nessa época era utilizada como memórias auxiliares, mas foram suplantadas rapidamente por outras tecnologias.
Duas décadas depois o SSD passou a ser utilizado pela IBM nos Andahl e Cray, porém o alto preço os tornava inviável para maioria dos consumidores que, naquela época, eram outras grandes empresas. Nos anos que se sucederam o uso continuou sendo não muito relevante e sempre utilizado como tecnologia similar a RAM.
Foi em 1989 com o Psion MC 400, em unidades baseadas em flash e voltadas para o armazenamento que a tecnologia encontrou uma melhor abordagem de mercado e, em 1991, a SanDisk Corporation criou uma unidade de SSD de capacidade de 20 MB que custava cerca de $ 1,000. Desde então os principais entraves do seu uso surgiam em relação a baixa competitividade desta tecnologia.
No entanto, nos últimos 5 anos, com o aumento dos preços dos HDs e produção em escala do SSD, tem possibilitado a adesão de novos usuários que buscam mais velocidade do armazenamento secundário.
Assim, o SSDs atualmente atende a um tipo de usuário específico para os quais os HDs já não realizam plenamente os anseios. Esses usuários buscam reunir redução de uso de espaço físico com capacidade razoável de armazenamento, menor consumo de energia e maior durabilidade.
No decorrer do trabalho serão tratadas informações mais específicas que atendam às necessidades ainda mais pragmáticas dos usuários que vem aderindo a essa tecnologia. Vale ressaltar que cada característica do SSD será analisada através de um prisma que priorize o que será avaliado no tópico.
Dispositivos SSD
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Comparação de desempenho: SSD vs HDD
O SSD tem como grande vantagem em relação aos dispositivos de armazenamento concorrentes o seu desempenho superior, por isso, é a opção mais indicada em relação ao armazenamento de dados principalmente por jogadores, que precisam de mais desempenho, além de usuários que realizam várias tarefas que precisam ser executadas mais velozmente.
Percebe-se primeiramente que existe uma diferença notável de desempenho entre um HDD comum e um SSD ao iniciar o sistema operacional de um computador. A figura abaixo mostra uma comparação entre dois SSD’s, e um HDD de 7200rpm, que é vendido comumente.
Gráfico de média de tempo de acesso
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Os números ao lado dos gráficos mostram o tempo em segundos levado para um mesmo computador executar o boot (inicialização) completo com os três dispositivos testados. Percebe-se que os dois SSD’s testados conseguem fazer a inicialização completa em menos da metade do tempo que o HDD comum leva para realizar a mesma tarefa.
Partindo para o lado dos jogos, os desenvolvedores sempre procuram utilizar mais recursos e muitos dados tem que ser carregados rapidamente a fim de evitar longas telas de carregamento ou telas que não estão prontas no meio do jogo, o que pode muitas vezes frustrar a experiência de jogo que o jogador procura. Para reduzir o tempo de carregamento a fim de maximizar o tempo em jogo, os jogadores estão criando mais interesse em adquirir um SSD a fim de aumentar o desempenho, sobretudo nos jogos mais novos que demandam alto carregamento em tempo mínimo.
Arquitetura e componentes de um SSD
Os principais componentes de um SSD são o controlador e a memória para armazenar informação. Um controlador de memória tem como tarefa fornecer a interface mais adequada para as memórias flash e o host, e gerenciar dados de maneira eficiente, maximizando a velocidade de transferência, integridade e retenção da informação.
Os mais antigos utilizavam memória volátil RAM dinâmica, mas desde 2009 geralmente é usada a memória flash não-volátil do tipo NAND, sendo esse o que será analisado logo abaixo:
Componentes Lógicos do SSD
Todos os SSDs baseados em NAND são construídos de um vetor de memórias flash. Cada um deve conter os seguintes recursos:
- Interface Lógica do host - Se faz necessário pois possibilita alguma forma de conexão física como USB, SATA ou PCI Express, que também permite a emulação de um disco rígido através de um mecanismo flash de tradução.
- Gerenciador de buffer - Controla os pedidos realizados ou pendentes ao longo da memória principal.
- Multiplex (Flash Demux/Mux) - Emite comandos e dirige o transporte de informação das conexões para as memórias Flash.
- Processador - Gerencia o fluxo de pedidos e mapeamentos de endereço lógico para posição física.
O processador, o controlador de buffer e o multiplex são geralmente implementados em um componente discreto como um FPGA. Já o processador e a RAM associada a ele podem ser integrados ou independentes para um processamento mais substancial.
SSD - Custo e Benefício
O
custo e benefício do SSD comparado com o HD depende do tipo de
utilização e do volume de dados, tanto para o usuário doméstico
(uso pessoal), quanto para o uso empresarial (uso comercial). É
necessário analisar o perfil de uso antes da escolha final que
melhor atenda às necessidades especificadas.
-
Armazenamento -
HDs
são conhecidos pela sua alta capacidade de armazenamento. É
possível encontrar discos com 1, 2 ou até mais Terabytes de
armazenamento. No entanto, os preços não sobem muito à medida que
se escolhe HDs com capacidades maiores, logo possuem o menor custo x
benefício por MB dentre as unidades de armazenamento.
-Preço-
Os
SSDs têm nesse quesito sua principal desvantagem; o custo por MB é
bastante elevado. Numa simples comparação, SSDs de 256 GB custam
muito mais que um HD de 2 TB. Portanto, se o uso final demandar um
computador com amplo espaço de armazenamento, a compra de um HDD é
a mais recomendada para esse caso.
-Velocidade-
Em
relação à velocidade, os SSDs são muito mais rápidos que os
discos rígidos, pois não possuem partes móveis. Em contrapartida,
os HDs utilizam um prato magnético para salvar os dados. Esses dados
são acessados através de um braço mecânico, que precisa percorrer
todo o disco em busca dos arquivos. Nos SSDs, como não há partes
móveis e todos os arquivos estão guardados em módulos de memória
flash, fica muito mais rápido acessar um dado ou inicializar um
programa ou o próprio sistema operacional.
-
Durabilidade e Confiabilidade-
As
taxas de falha nas tecnologias de SSD e HD são muito próximas. O
SSHD (híbrido de SSD e HD) tem benefícios, pois usa partes de SSD
e HD mais eficientemente do que se fossem separadas.
Quando
se trata da durabilidade dos dados, os que estão salvos num HD duram
muito mas tempo do que os salvos num SSD, pois os discos de estado
sólido possuem um número limitado de escritas em seus blocos de
memória. OS SSDs mais caros, por exemplo, utilizam chips de memória
flash SLC, que podem ser apagados até 100 mil vezes. Já os SSDs
mais baratos são construídos com chips de memória flash TLC, que
aceitam apenas mil processos de apagamento e escrita. Na prática, é
bem complexo determinar o tempo de vida útil de um SSD mas, em
geral, eles duram bem menos que um disco rígido convencional e podem
suportar extremos mais altos de impacto, queda e temperatura..
-Portabilidade-
SSDs podem ser usados em dispositivos extremamente finos, sendo
excelente escolhas para ultrabooks, por exemplo. Eles também não emitem ruído. Isso contribui para a fabricação de
dispositivos mais silenciosos e potentes. Portanto, se a escolha é
adquirir um computador silencioso e fino, é imprescindível a compra
e o uso de um SSD.
-Duração
da bateria-
Em
geral, o armazenamento não afetará a duração da bateria em uma Notebook em mais de 10%. A potência do processador e o LCD exigem
bastante bateria. Entretanto, a SSD apresenta a melhor eficiência
energética.
- Resumo-
Analisar
todos esses critérios pode fazer com que o upgrade do armazenamento
de um computador pareça uma decisão difícil. No entanto, tudo depende do tipo
de utilização da máquina. A depender, até mesmo um SSHD (disco
híbrido de estado sólido) talvez seja a melhor combinação de
características e desempenho.
Abaixo
uma tabela de um estudo publicado pela Dell sobre o determinadas
aplicações e sua porcentagem de desempenho com dados armazenados em
HD e SSD:
Recomendação Dispositivo para cada tipo de Aplicação
Disponível em: Link
A seguir, será feito um comparativo À luz dos critérios previamente estabelecidos de arquitetura, desempenho e custo benefício. Para tal comparação, utilizamos como base os preços em US$ (dólar americano) fornecidos pela loja Amazon, dos EUA. A escolha da Amazon como fonte de levantamento de preços justifica-se por ela ofertar uma grande variedade de dispositivos, muitos dos quais foram escolhidos para o presente levantamento, outro motivo foi o de tratar-se de uma empresa que atua em um mercado bastante dinâmico e determinante para o nivelamento de preços em vários lugares do mundo.
Dispositivo
|
Capacidade
|
Ciclos de Gravação
|
Velocidade
|
Durabilidade
|
HDD
|
US$0,054/GB
|
Não se aplica
|
10-12 ms
|
Aproximadamente 40 meses
|
Nuvem
|
US$59,99/ano Ilimitado
|
Não se aplica ao usuário
|
Depende da Banda Larga
|
Enquanto assinar
|
SSD
|
US$ 0,30/GB
|
10000
|
0,1 ms
|
Aproximadamente 120 meses
|
DVD
|
US$ 0,045/GB
|
1
|
165 ms
|
Aproximadamente 10 anos
|
Fita Magnética
|
US$ 0,006/GB
|
2000 passagens
|
Não se Aplica
|
Aproximadamente 30 anos
|
Quanto ao desempenho em atividades corriqueiras, foi decidido que seriam avaliados o uso em duas funcionalidades específicas:
Desempenho
|
Games
|
Sistemas
|
HDD
|
Atualmente não é o dispositivo mais viável, pois tem provocado vários
atrasos devido ao seu lento tempo de acesso.
|
Ainda viável para uso em sistemas operacionais, mas possui um tempo
de boot mais lento em relação ao seu principal concorrente.
|
SSD
|
Se destaca em relação ao HD por possuir melhor tempo de acesso, tem
sido, nos últimos anos, o sonho de consumo de grande parte da comunidade
Gamer.
|
Desnecessário, mas apresenta um melhor desempenho e fluidez do
sistema.
|
Conclusão
O HDD ainda mantém seu tradicional posto de melhor custo/benefício
do mercado para usuários finais, o SSD tem crescido muito e se destacado graças
a seu desempenho diferenciado em termos de velocidade e durabilidade. Para o
usuário comercial, a maior parte dos servidores usam HDD em Larga escala.
No que tange ao armazenamento externo os serviços em nuvem
tem crescido consideravelmente, principalmente devido a sua flexibilidade de
acesso, porém ainda esbarram em problemas de segurança e de acesso precário a
internet. Já o DVD e Fita Magnética possuem uma durabilidade maior em relação aos
demais dispositivos, mas esbarram nos problemas de flexibilidade e tempo de
acesso para leitura.
Itens selecionados para a pesquisa:
Referências:
SSD Market History - Charting the Rise of the Solid State Disk Market
http://www.storagesearch.com/chartingtheriseofssds.html
Acesso em 19/03/2016
Origin of Solid State Drives
http://www.storagereview.com/origin_solid_state_drives
Acesso em 19/03/2016
Evolution of the Solid-State Drive
http://www.pcworld.com/article/246617/storage/evolution-of-the-solid-state-drive.html
Acesso em 19/03/2016
The Brief History Of Solid State Drive (SSD)
http://www.ryli.net/the-brief-history-of-solid-state-drive-ssd/
Acesso em 19/03/2016
História do SSD: conheça a origem da tecnologia que substituirá os HDs
http://www.techtudo.com.br/noticias/noticia/2015/02/historia-do-ssd-conheca-a-origem-da-tecnologia-que-substituira-os-hds.htmlAcesso em 20/03/2016
O que é SSD (Solid-State Drive)?
http://www.infowester.com/ssd.php
Acesso em 20/03/2016
The Development and History of Solid State Drives (SSDs)
http://www.semiconductorstore.com/blog/2014/The-Development-and-History-of-Solid-State-Drives-SSDs/854Acesso em 20/03/2016
Seagate Momentus XT Hybrid Drive Tested: 750GB at Near-SSD Speeds
http://www.laptopmag.com/articles/seagate-2nd-gen-momentus-xt-hybrid-hard-drive-provides-750gb-at-near-ssd-speeds
Acesso em 20/03/2016
How do SSDs affect gaming performance?
http://www.pcgamer.com/how-do-ssds-affect-gaming-performance/
Acesso em 20/03/2016
SSD vs. HDD: What's the Difference?
http://www.pcmag.com/article2/0,2817,2404258,00.asp
Acesso em 20/03/2016
HDD vs. SSD Real World Gaming Performance
http://www.hardocp.com/article/2013/12/10/hdd_vs_ssd_real_world_gaming_performance/#.Vu4R0qcrLIU
Acesso em 20/03/2016
SSD Architecture and PCI Express Interface K. Eshghi and R. Micheloni
http://www.springer.com/cda/content/document/cda_downloaddocument/9789400751453-c1.pdf?SGWID=0-0-45-1354508-p174543000
Acesso em 21/03/2016
Design Tradeoffs for SSD Performance. Nitin Agrawal, Vijayan Prabhakaran, Ted Wobber,
John D. Davis, Mark Manasse, Rina Panigrahy
http://usenix.org/legacy/events/usenix08/tech/full_papers/agrawal/agrawal_html/index.html
Acesso em 21/03/2016
Como escolher entre o armazenamento SSD, SSHD e HDD para o seu laptop
http://www.seagate.com/br/pt/do-more/how-to-choose-between-hdd-storage-for-your-laptop-master-dm/
Acesso em 22/03/2016
SSD vs HDD Price and Performance Study
http://www.dell.com/learn/us/en/04/shared-content~data-sheets~en/documents~ssd_vs_hdd_price_and_performance_study.pdf
Acesso em 22/03/2016
Acesso em 22/03/2016
Acesso em 05/05/2016
SamSung SSD SemiCondutor
