HDD vs. SSD

Quanto è più veloce un SSD rispetto alle unità HDD e vale il prezzo?

Un'unità SSD o SSD può accelerare notevolmente le prestazioni di un computer, spesso più di quanto possa fare un processore (CPU) o RAM più veloce. Un disco rigido o un HDD è più economico e offre più spazio di archiviazione (sono comuni da 500 GB a 1 TB) mentre i dischi SSD sono più costosi e generalmente disponibili in configurazioni da 64 GB a 256 GB.

Gli SSD presentano numerosi vantaggi rispetto alle unità HDD.

Tabella di confronto

Grafico di confronto tra HDD e SSD
disco fisso SSD
Sta perDisco rigidoDisco a stato solido
VelocitàL'HDD ha una latenza più elevata, tempi di lettura / scrittura più lunghi e supporta meno IOP (operazioni di input input al secondo) rispetto all'SSD.L'SSD ha una latenza inferiore, letture / scritture più veloci e supporta più IOP (operazioni di input input al secondo) rispetto all'HDD.
Calore, elettricità, rumoreLe unità a disco rigido utilizzano più elettricità per ruotare i piatti, generando calore e rumore.Poiché tale rotazione non è necessaria nelle unità a stato solido, consumano meno energia e non generano calore o rumore.
deframmentazioneLe prestazioni dei dischi rigidi peggiorano a causa della frammentazione; pertanto, devono essere periodicamente deframmentati.Le prestazioni dell'unità SSD non sono influenzate dalla frammentazione. Quindi la deframmentazione non è necessaria.
componentiL'HDD contiene parti mobili: un mandrino motorizzato che contiene uno o più dischi circolari piatti (chiamati piatti) ricoperti da un sottile strato di materiale magnetico. Le testine di lettura e scrittura sono posizionate sopra i dischi; tutto questo è racchiuso in un involucro di metalloSSD non ha parti mobili; è essenzialmente un chip di memoria. Si tratta di circuiti integrati (IC) interconnessi con un connettore di interfaccia. Esistono tre componenti di base: controller, cache e condensatore.
PesoGli HDD sono più pesanti delle unità SSD.Le unità SSD sono più leggere delle unità HDD perché non dispongono di dischi, mandrino e motore rotanti.
Gestire le vibrazioniLe parti mobili degli HDD li rendono sensibili agli urti e ai danni dovuti alle vibrazioni.Le unità SSD possono resistere a vibrazioni fino a 2000Hz, che è molto più di un HDD.

Velocità

I dischi HDD utilizzano dischi rotanti di unità magnetiche e testine di lettura / scrittura per il funzionamento. Quindi la velocità di avvio è più lenta per gli HDD rispetto agli SSD perché è necessario uno spin-up per il disco. Intel afferma che il suo SSD è 8 volte più veloce di un HDD, offrendo così tempi di avvio più rapidi. [1]

Il seguente video mette a confronto le velocità di HDD e SSD nel mondo reale e non sorprende che l'archiviazione SSD sia all'avanguardia in ogni test:

Statistiche benchmark - piccole letture / scritture

  • HDD: Letture piccole - 175 IOP, Scritture piccole - 280 IOP
  • SSD Flash: Letture piccole - 1075 IOP (6x), Scritture piccole - 21 IOP (0.1x)
  • SSD DRAM: piccole letture - 4091 IOP (23x), piccole scritture - 4184 IOP (14x)

Gli IOP rappresentano operazioni di input / output al secondo

Trasferimento dati in un HDD vs. SSD

In un HDD, il trasferimento dei dati è sequenziale. La testina di lettura / scrittura fisica "cerca" un punto appropriato nel disco rigido per eseguire l'operazione. Questo tempo di ricerca può essere significativo. La velocità di trasferimento può anche essere influenzata dalla frammentazione del file system e dal layout dei file. Infine, la natura meccanica dei dischi rigidi introduce anche alcune limitazioni delle prestazioni.

In un SSD, il trasferimento dei dati non è sequenziale; è un accesso casuale quindi è più veloce. Le prestazioni di lettura sono coerenti perché la posizione fisica dei dati è irrilevante. Gli SSD non hanno testine di lettura / scrittura e quindi nessun ritardo dovuto al movimento della testa (ricerca).

Affidabilità

A differenza delle unità HDD, i dischi SSD non hanno parti mobili. Quindi l'affidabilità SSD è maggiore. Le parti mobili in un HDD aumentano il rischio di guasti meccanici. Il rapido movimento dei piatti e delle teste all'interno del disco rigido lo rende suscettibile di "crash della testa". Gli incidenti alla testa possono essere causati da guasti elettronici, improvvisi interruzioni di corrente, scosse fisiche, usura, corrosione o piatti e teste mal fabbricati. Un altro fattore che influisce sull'affidabilità è la presenza di magneti. Gli HDD utilizzano l'archiviazione magnetica, quindi sono suscettibili a danni o corruzione dei dati quando sono in prossimità di potenti magneti. Gli SSD non sono a rischio per tale distorsione magnetica.

Portare-out

Quando Flash ha iniziato a guadagnare slancio per l'archiviazione a lungo termine, c'erano preoccupazioni sull'usura, in particolare con alcuni esperti che avvertivano che a causa del modo in cui funzionano gli SSD, c'era un numero limitato di cicli di scrittura che potevano raggiungere. Tuttavia, i produttori di SSD si sono impegnati molto nell'architettura del prodotto, nei controller di unità e negli algoritmi di lettura / scrittura e, in pratica, l'usura è stata un problema per gli SSD nella maggior parte delle applicazioni pratiche. [2]

Prezzo

A partire da giugno 2015, gli SSD sono ancora più costosi per gigabyte rispetto ai dischi rigidi, ma i prezzi degli SSD sono notevolmente diminuiti negli ultimi anni. Mentre i dischi rigidi esterni sono circa $ 0, 04 per gigabyte, un tipico SSD flash è di circa $ 0, 50 per GB. Questo è in calo da circa $ 2 per GB all'inizio del 2012.

In effetti, questo significa che puoi acquistare un disco rigido esterno (HDD) da 1 TB per $ 55 su Amazon (vedi i best seller del disco rigido esterno) mentre un SSD da 1 TB costa circa $ 475. (vedi l'elenco dei migliori venditori per SSD interni e SSD esterni).

Prospettiva dei prezzi

In un articolo influente per Network Computing a giugno 2015, il consulente di archiviazione Jim O'Reilly ha scritto che i prezzi per l'archiviazione SSD stanno scendendo molto rapidamente e con la tecnologia 3D NAND, l'SSD raggiungerà probabilmente la parità di prezzo con l'HDD verso la fine del 2016.

Ci sono due ragioni principali per la caduta dei prezzi SSD:

  1. Aumento della densità : la tecnologia 3D NAND è stata una svolta che ha consentito un salto di qualità nella capacità dell'SSD perché consente di imballare 32 o 64 volte la capacità per die.
  2. Efficienza del processo : la produzione di memorie flash è diventata più efficiente e i rendimenti degli stampi sono aumentati in modo significativo.

Un articolo di Computer World del dicembre 2015 prevedeva che il 40% dei nuovi laptop venduti nel 2017, il 31% nel 2016 e il 25% dei laptop nel 2015, utilizzeranno SSD anziché unità HDD. L'articolo ha anche riferito che mentre i prezzi degli HDD non sono diminuiti troppo, i prezzi degli SSD sono costantemente diminuiti di mese in mese e si stanno avvicinando alla parità con l'HDD.

Proiezioni dei prezzi per l'archiviazione su HDD e SSD, di DRAMeXchange. I prezzi sono in dollari USA per gigabyte.

Capacità di memoria

Fino a poco tempo fa, gli SSD erano troppo costosi e disponibili solo in dimensioni inferiori. I laptop da 128 GB e 256 GB sono comuni quando si utilizzano unità SSD mentre i laptop con unità interne HDD sono in genere da 500 GB a 1 TB. Alcuni fornitori, tra cui Apple, offrono unità "fusion" che combinano 1 unità SSD e 1 unità HDD che funzionano perfettamente insieme.

Tuttavia, con 3D NAND, è probabile che gli SSD colmino il divario di capacità con le unità HDD entro la fine del 2016. Nel luglio 2015, Samsung ha annunciato il rilascio di unità SSD da 2 TB che utilizzano connettori SATA. [3] Mentre è probabile che la tecnologia HDD raggiunga un limite di circa 10 TB, non esiste tale limitazione per l'archiviazione flash. Infatti, nell'agosto 2015, Samsung ha presentato il disco rigido più grande del mondo: un'unità SSD da 16 TB.

Deframmentazione negli HDD

A causa della natura fisica degli HDD e dei loro piatti magnetici che memorizzano i dati, le operazioni di I / O (lettura o scrittura sul disco) funzionano molto più velocemente quando i dati vengono archiviati in modo contiguo sul disco. Quando i dati di un file vengono archiviati su diverse parti del disco, le velocità di I / O vengono ridotte poiché il disco deve ruotare affinché diverse regioni del disco entrino in contatto con le testine di lettura / scrittura. Spesso non è disponibile spazio contiguo sufficiente per memorizzare tutti i dati in un file. Ciò comporta la frammentazione dell'HDD. Deframmentazione periodica è necessaria per impedire al dispositivo di rallentare le prestazioni.

Con i dischi SSD, non esistono restrizioni fisiche di questo tipo per la testina di lettura / scrittura. Pertanto, la posizione fisica dei dati sul disco non ha importanza in quanto non influisce sulle prestazioni. Pertanto, la deframmentazione non è necessaria per SSD.

Rumore

I dischi HDD sono udibili perché ruotano. Le unità HDD con fattori di forma più piccoli (ad es. 2, 5 pollici) sono più silenziose. Gli azionamenti SSD sono circuiti integrati senza parti mobili e quindi non fanno rumore durante il funzionamento.

Componenti e funzionamento

Un tipico HDD è costituito da un mandrino che contiene uno o più dischi circolari piatti (chiamati piatti ) su cui sono registrati i dati. I piatti sono realizzati in materiale non magnetico e sono rivestiti con un sottile strato di materiale magnetico. Le testine di lettura e scrittura sono posizionate sopra i dischi. I piatti vengono fatti girare a velocità molto elevate con un motore. Un tipico disco rigido ha due motori elettrici, uno per far girare i dischi e uno per posizionare il gruppo testina di lettura / scrittura. I dati vengono scritti su un piatto mentre ruota oltre le testine di lettura / scrittura. La testina di lettura e scrittura è in grado di rilevare e modificare la magnetizzazione del materiale immediatamente sotto di essa.

Componenti smontati delle unità HDD (sinistra) e SSD (destra).

Al contrario, gli SSD usano microchip e non contengono parti mobili. I componenti SSD includono un controller, che è un processore integrato che esegue software a livello di firmware ed è uno dei fattori più importanti delle prestazioni SSD; cache, dove viene conservata anche una directory con i dati di posizionamento dei blocchi e usura; e accumulo di energia - un condensatore o batterie - in modo che i dati nella cache possano essere scaricati sull'unità quando si interrompe l'alimentazione. Il componente di archiviazione principale in un SSD è stata la memoria volatile DRAM sin dal loro primo sviluppo, ma dal 2009 è più comunemente memoria flash NAND. Le prestazioni dell'SSD possono essere ridimensionate con il numero di chip flash NAND paralleli utilizzati nel dispositivo. Un singolo chip NAND è relativamente lento. Quando più dispositivi NAND operano in parallelo all'interno di un SSD, la larghezza di banda si ridimensiona e le latenze elevate possono essere nascoste, purché siano in sospeso abbastanza operazioni eccezionali e il carico sia uniformemente distribuito tra i dispositivi.

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