SSD, todo lo que debes saber sobre este dispositivo

Las unidades de estado sólido (SSD) han dejado obsoletos los discos duros como el componente principal para cubrir el almacenamiento interno de las computadoras personales. Todos los nuevos equipos OEM las usan, mientras que para equipos antiguos son altamente recomendables ya que es una de las renovaciones más rentables en un PC. Y pronto, serán obligatorias para instalar sistemas operativos como Windows 11.

Sus ventajas frente a los discos duros son cuantiosas en términos de consumo, emisión calorífica o ruido emitido, nulo por el uso de memorias flash NAND y la ausencia de partes móviles de las unidades mecánicas. En otro apartado importante, la robustez y la resistencia, los últimos informes confirman su gran fiabilidad y elevado tiempo de vida útil.

Con ser importante lo anterior, es en el rendimiento donde una SSD pulveriza a los discos duros, con una velocidad muy superior en el arranque del sistema operativo o el las aplicaciones, en las recuperaciones de sistemas desde los modos de suspensión o en la transferencia de archivos internamente o hacia unidades externas.

Comentar por último que la entrada en escena de los nuevos formatos M.2 conectados a la interfaz PCIe (mucho más pequeños en tamaño que los de la interfaz SATA) han permitido aligerar peso y ocupación de espacio, un apartado muy importante en equipos donde el tamaño es crítico como en los ordenadores portátiles.

Sirva lo anterior como introducción a un componente clave en cualquier PC del que revisaremos todo lo que un usuario debe conocer.

SSD: aspectos técnicos

Las unidades de estado sólido tienen el mismo propósito que un disco duro: almacenar datos y archivos de manera persistente. De esta manera y frente a otros tipos de memorias como la RAM, los datos en una SSD se mantienen aunque apaguemos el equipo. Al guardar datos en memorias no volátiles, no requieren ningún tipo de alimentación energética constante ni pilas/baterías para no perder los datos almacenados, incluso ante apagones repentinos del PC.

Cómo funciona una SSD

Hay una diferencia importante entre la forma que maneja los datos una SSD y cómo lo hace un disco duro. Una SSD escribe datos en trozos llamadas “páginas”. Este grupo de páginas se agrupan en los denominados «bloques» y con el fin de escribir nuevos datos en un bloque ocupado todo el bloque tiene que ser borrado primero.

Para evitar la pérdida de datos, toda la información que exista en el bloque debe ser trasladado primero a otro lugar antes del borrado. Una vez que los datos se mueven y el bloque se borra, sólo entonces se pueden escribir. Este proceso es casi instantáneo y no tiene efecto en el usuario, pero requiere espacio libre vacío para que funcione correctamente. Si no hay suficiente espacio libre el proceso pierde eficiencia y se ralentiza.

Esta cuestión es muy técnica, pero conviene conocerla porque afecta a la capacidad cuando realizamos la compra de una SSD. Para lograr su máxima eficiencia deberíamos dejar libre aproximadamente un 20 por ciento de la unidad. De ahí que se recomiende adquirir unidades con un punto de capacidad de almacenamiento más al que realmente necesitamos. Por ejemplo, el precio de un modelo de 250 GB frente a uno de 500 GB no suele ser excesivo y siempre merecerá la pena.

Tipos de memorias

El tipo de memoria flash NAND utilizado por estas unidades también es importante, aunque aquí el usuario tiene poco que decir ya que es una opción de los fabricantes para sus procesos de producción. Desde 2020 en adelante, los fabricantes han ido apostando por las memorias que usan QLC (cuádruple nivel de celda). Este tipo de tecnología aumenta la densidad de almacenamiento y rebaja costes, permitiendo ofrecer modelos con mayor capacidad a menores precios.

Por contra, a medida que aumentan los bits por celda se reduce la resistencia frente a formatos anteriores como TLC (triple nivel de celda), MLC (doble nivel de celda) y especialmente SLC, Single-Layer Cell, que solo almacena un bit por celda y que ya no verás en el mercado de consumo porque no se venden. La inmensa mayoría de la oferta son ya QLC y TLC. En cualquier caso, los mejores fabricantes han aumentado la garantía hasta 5 años en unidades de consumo, mientras que hay modelos profesionales con hasta 10 años de garantía.

Controlador

Junto a las memorias, es el componente más importante de una SSD. Es responsable del rendimiento final de la unidad, del manejo de la interfaz, del número de canales soportado, del nivel de RAID, de la corrección de errores, de la gestión de la memoria flash NAND y también de la memoria DRAM adicional que veremos después.

Hay fabricantes especializados en producción de controladores como Silicon Motion y Phison que los venden a los integradores que no cuentan con diseños propios y por ello los verás en una gran diversidad de modelos. Los gigantes del sector como WD, Kioxia o Samsung, producen controladores propios para sus soluciones.

Memoria caché

Casi todas las unidades de estado sólido incluyen una memoria adicional para caché de datos. Este tipo de memoria es más rápida que la NAND flash general y permite elevar el rendimiento de la unidad, pero solo mantiene sus prestaciones mientras dura su capacidad. La gestión de esta memoria caché la realiza el controlador instalado y es interna, automática y eficiente. Cuando se agota, se acabó la ayuda hasta que no vuelva a llenarse.

Siempre dependiendo de la cantidad instalada un usuario tipo no suele notar pérdida de rendimiento en las tareas comunes. Pero sí se puede notar en tareas más avanzadas o las que exijan mover una mayor cantidad de datos y que termina agotando la caché. Hay que advertir que algunos fabricantes están retirando esta memoria caché para reducir los costes. A la hora de la compra, asegúrate conocer si incluye o no esta memoria. No es imprescindible, pero termina siendo un plus para mover los datos más utilizados.

Firmware y software

El programa que establece la lógica de más bajo nivel, más conocido como el software que maneja físicamente el hardware desde su arranque hasta que se inicia el sistema operativo (en este caso el controlador), es otro componente de SSD y de cualquier producto electrónico.

No es tan relevante como el controlador, pero sí conviene mantenerlo actualizado. Los fabricantes suelen hacerlo a través de un software de control que a modo de aplicación se carga en el sistema operativo. Además de actualizar el firmware, estas aplicaciones suelen ofrecen pruebas de rendimiento, datos técnicos de la unidad e información de la temperatura de funcionamiento o la vida útil estimada según los Tbytes escritos.

Algunos fabricantes suelen ofrecer software adicional para facilitar la migración de datos desde la unidad de almacenamiento instalada a la nueva SSD. Las mejores son licencias de suites comerciales especializadas que permiten migrar el sistema operativo, las aplicaciones y los datos, cuentan con herramientas para crear las particiones y proporcionan funciones de copia de seguridad y recuperación.

Disipadores

Las SSD M.2 conectadas a un slot PCIe son las unidades más avanzadas como veremos más abajo. Son muy pequeñas y ofrecen un rendimiento altísimo, pero se calientan y mucho. Es por ello que las últimas generaciones incluyen por defecto o en opción un pequeño disipador de metal que cubre la unidad y ayuda a mantener las temperaturas bajo control.

No son obligatorios, pero sí recomendables ya que son útiles y muy económicos. Se pueden adquirir junto a la SSD, aunque las placas base (nivel medio o superior) ya las suelen incluir para los módulos M.2 que tenga disponible.

Vida útil

Añadimos aquí el apartado de robustez y resistencia, siempre importante en cualquier producto electrónico. Volver a decir que una de las grandes diferencias de SSD frente a los discos duros es que éstas no tienen partes móviles lo que le otorga una gran ventaja en cuanto a imposibilidad de fallo mecánico.

Por contra, las SSD son más propensas a fallos de energía eléctrica mientras que la unidad esté en funcionamiento, provocando corrupción de datos o incluso el fallo total. Además, los bloques de memoria en una SSD tienen un número limitado de operaciones de escritura.

Afortunadamente, los últimos años han mejorado muchísimo en fiabilidad y como citábamos arriba las últimas pruebas masivas de resistencia confirman que duran más que un disco duro antes de que comience a fallar. Además, todas las SSD incluyen células de memoria adicionales libres para cuando las otras fallen no perder capacidad, reasignando los sectores dañados.

Formatos de SSD

Estas unidades se comercializan en varios formatos e interfaces normalizados que debe conocer todo usuario a la hora de afrontar su compra para ampliaciones o reemplazos de discos duros. Las repasamos.

2,5 pulgadas

Es un formato estandarizado que también usan los discos duros más pequeños. Es el más extendido y versátil porque lo encontrarás en cualquier ordenador de sobremesa y en casi todos los portátiles. En una torre de PC puedes montar cualquiera de estos modelos en las bahías de 2,5″ y también en las de 3,5″ con un adaptador, mientras que en portátiles varían según su grosor de 9,5 mm y 7 mm los más delgados y que se suelen usar en ultra portátiles o convertibles.

M.2

Mucho más moderno y pequeño en tamaño que el anterior, se comercializa en varias variantes aunque la más extendida es la denominada 2280 que mide únicamente 80 x 22 y 3,5 mm, más pequeña que un módulo de memoria RAM. Es el formato que se está imponiendo en la industria y el recomendado a utilizar en placas base que lo soporten, tanto por tamaño, como por rendimiento cuando usan la interfaz PCI-Express que veremos más abajo. Otra variante es mSATA, aún más pequeña que la anterior (50,8 mm x 29,85 mm x 4,5 mm), pero bastante menos extendida.

Tarjetas

Un tercer formato que podemos encontrar en este caso exclusivamente para ordenadores de sobremesa es el de tipo tarjeta pinchada directamente en un slot PCIe de la placa base. En este formato se incluyen las unidades que montan sus chips directamente en la tarjeta o si ésta se utiliza como accesorios para poder montar las M.2 anteriores en placas que no tengan un conector especializado. Son igual de rápidas que las M.2 al utilizar PCIe, pero suelen ser algo más caras y su oferta es muy inferior a las M.2. Cada vez hay menos oferta y realmente solo las recomendaríamos cuando nuestra placa no tenga conectores M.2 disponibles.

Interfaces de SSD

Relacionado con el apartado anterior, pero muy diferente, todo comprador de estas unidades debe conocer las interfaces soportadas por su equipo o lo que es lo mismo, el bus de conexión al que va a conectar las SSD. Básicamente son dos:

SATA

(Serial Advanced Technology Attachment). Es un bus tremendamente extendido ya que lleva con nosotros desde 2003 y lo soportan el 100% de los PCs vendidos los últimos 15 años. Tremendamente versátil, es usado únicamente por las unidades de 2,5 pulgadas ya que las pocas M.2 que se comercializaron hace años para este puerto prácticamente han desaparecido.

No todas las SSD ofrecen el mismo rendimiento ya que dependen de las memorias utilizadas y especialmente de su controlador, pero prácticamente todas las SATA alcanzan velocidades de transferencia de datos de 500 MB/s, entre el doble y el triple de la de un disco duro, aunque menos veloces que las que veremos a continuación. Son las SSD más económicas en coste por GB, aunque los nuevos lanzamientos se están reduciendo frente a las PCIe. Se pueden montar muy fácilmente en portátiles y sobremesas con adaptadores.

PCIe

Más moderno y mucho más rápido que SATA, PCI-Express se ha convertido en el bus local principal de los PCs y la tendencia es que termine siendo el único una vez que se vayan arrinconando todos los componentes legados existentes para SATA. Se utiliza tanto para conexión interna en los circuitos integrados de las placas base (chipsets) como para conectar tarjetas externas pinchadas en los slots correspondientes.

En el caso de SSD cuentan con conectores dedicados en las placas base, los M.2 mencionados y soportan el protocolo NVMe que convierte la unidad en arrancable, permite obtener un gran rendimiento, reduce la sobrecarga de los componentes de E/S y de la CPU. Entre los pocos inconvenientes frente a los modelos SATA es el que mencionamos más arriba, que las PCI se calientan más. También son más caras en precio por GB.

Las unidades más extendidas se conectan a la interfaz PCIe 3.0 y ofrecen velocidades en los entornos de los 3.000 MB/s en lecturas secuenciales, mientras que la versión 4.0 (la más recomendable ahora mismo) eleva la transferencia de datos por encima de 7.000 Mbytes por segundo. Está en camino la próxima generación que se conectará a la norma PCIe 5.0, pero todavía no hay ninguna unidad en el mercado de consumo.

M.2 PCIe y una SATA instalada en la misma placa

 

Saludos.