Comment fonctionnent les disques SSD?

De nos jours, que vous achetiez un nouvel ordinateur ou que vous mettiez à niveau un ancien ordinateur, vous souhaiterez acheter un lecteur SSD au lieu d'un lecteur de disque dur traditionnel. En effet, passer du disque dur au disque dur SSD est l’une des meilleures améliorations de la performance d’un ordinateur.

Mais comment? Et pourquoi? Qu'est-ce qui fait du SSD une technologie si révolutionnaire??

Dans cet article, vous apprendrez exactement ce que sont les disques SSD, comment les disques SSD fonctionnent et fonctionnent réellement, pourquoi les disques SSD sont si utiles et le principal inconvénient des disques SSD que vous devriez connaître. Si vous recherchez plutôt des conseils d'achat, nous vous recommandons de lire notre article sur les éléments à prendre en compte avant d'acheter un disque SSD. 5 éléments à prendre en compte lors de l'achat d'un disque SSD. 5 éléments à prendre en compte lors de l'achat d'un disque SSD Le monde de l'informatique domestique est en train de devenir solide disques d'état pour le stockage. Devriez-vous en acheter un? Lire la suite .

Comprendre les ordinateurs et la mémoire

Pour comprendre le fonctionnement des disques SSD et leur utilité, nous devons d’abord comprendre le fonctionnement de la mémoire de l’ordinateur. L'architecture de la mémoire d'un ordinateur se décompose en trois aspects:

1. le cache
2. le Mémoire
3. le lecteur de données

Chacun de ces aspects remplit une fonction importante qui détermine leur fonctionnement.

Le cache est l'unité de mémoire la plus interne. Lors de l'exécution, votre ordinateur utilise le cache comme une sorte de terrain de jeu pour les calculs et les procédures de données. Les chemins électriques menant au cache sont les plus courts, rendant l’accès aux données presque instantané. Cependant, le cache est très petit et ses données sont constamment écrasées..

La mémoire est le juste milieu. Vous le connaissez peut-être sous le nom de RAM (Random Access Memory). C’est là que votre ordinateur stocke les données relatives aux programmes et processus en cours d’exécution. L'accès à la RAM est plus lent que l'accès au cache, mais de manière négligeable..

Le lecteur de données est l'endroit où tout le reste est stocké pour la permanence. C'est là que sont conservés tous vos programmes, fichiers de configuration, documents, fichiers de musique, fichiers vidéo et tout le reste. Lorsque vous souhaitez accéder à un fichier ou exécuter un programme, l'ordinateur doit le charger à partir du lecteur de données et dans la RAM..

La chose importante à savoir est qu'il existe une grande différence de vitesse entre les trois. Alors que le cache et la RAM fonctionnent à des vitesses nanosecondes, un disque dur traditionnel fonctionne à des vitesses millisecondes.

En substance, le lecteur de données constitue le goulot d'étranglement: peu importe la rapidité avec laquelle tout le reste est, un ordinateur ne peut que charger et enregistrer des données aussi rapidement que le lecteur de données peut le gérer..

C'est là qu'interviennent les disques SSD. Alors que les disques durs traditionnels ont des ordres de grandeur plus lents que le cache et la RAM, les disques SSD sont beaucoup plus rapides. Cela peut réduire considérablement le temps nécessaire au chargement de divers programmes et processus, et permettra à votre ordinateur de fonctionner plus rapidement..

Comment fonctionnent les disques SSD?

Les disques SSD ont la même fonction que les disques durs: ils stockent des données et des fichiers pour une utilisation à long terme. La différence est que les disques SSD utilisent un type de mémoire appelé “mémoire flash,” qui est similaire à la RAM, mais contrairement à la RAM, qui efface ses données chaque fois que l'ordinateur est mis hors tension, les données stockées sur un disque SSD persistent même quand l'ordinateur est hors tension.

Si vous démontiez un disque dur typique, vous verriez une pile de plaques magnétiques avec une aiguille de lecture, un peu comme un lecteur de disque vinyle. Avant que l’aiguille puisse lire ou écrire des données, les plaques doivent tourner au bon endroit..

D'autre part, les disques SSD utilisent un réseau de cellules électriques pour envoyer et recevoir rapidement des données. Ces grilles sont séparées en sections appelées “des pages,” et ces pages sont où les données sont stockées. Les pages sont regroupées pour former “des blocs.”

Les SSD sont appelés “état solide” parce qu'ils n'ont pas de pièces mobiles.

Pourquoi est-ce nécessaire de savoir? Parce que les disques SSD ne peuvent écrire que dans des pages vides d’un bloc. Sur les disques durs, les données peuvent être écrites à tout moment sur la plaque, ce qui signifie que les données peuvent être facilement écrasées. Les disques SSD ne peuvent pas écraser directement des données dans des pages individuelles. Ils peuvent uniquement écrire des données dans des pages vides d'un bloc.

Alors, comment les SSD gèrent-ils la suppression de données? Lorsque suffisamment de pages dans un bloc sont marquées comme inutilisées, le disque SSD enregistre toutes les données du bloc dans la mémoire, efface tout le bloc, puis ré-valide les données de la mémoire dans le bloc tout en laissant vierges les pages inutilisées. Notez que la suppression d'un bloc ne signifie pas nécessairement que les données ont complètement disparu. (Comment supprimer en toute sécurité des données sur un SSD!)

Cela signifie que les disques SSD deviennent plus lents avec le temps.

Lorsque vous avez un nouveau disque SSD, il est entièrement chargé avec des blocs pleins de pages vierges. Lorsque vous écrivez de nouvelles données sur le SSD, celui-ci peut immédiatement écrire sur ces pages vierges à une vitesse vertigineuse. Cependant, à mesure que de plus en plus de données sont écrites, les pages vierges s'épuisent et il reste des pages inutilisées aléatoires dispersées dans les blocs..

Comme un SSD ne peut pas écraser directement une page individuelle, chaque fois que vous voulez écrire de nouvelles données à partir de ce moment, le SSD doit:

1. Trouvez un bloc avec suffisamment de pages marquées “inutilisé”
2. Notez quelles pages de ce bloc sont encore nécessaires
3. Réinitialiser toutes les pages de ce bloc en blanc
4. Réécrire les pages nécessaires dans le bloc fraîchement réinitialisé
5. Remplissez les pages restantes avec les nouvelles données

Donc, en substance, une fois que vous avez parcouru toutes les pages vierges d’un nouvel achat de disque SSD, votre disque doit suivre ce processus chaque fois qu’il veut écrire de nouvelles données. Voici comment fonctionne la plupart des mémoires flash.

Cela dit, c'est toujours Plus vite qu’un disque dur traditionnel, et les gains de vitesse valent absolument l’achat d’un SSD par rapport à un disque dur.

Les inconvénients des disques à semi-conducteurs

Maintenant que nous savons comment fonctionne un lecteur à semi-conducteurs, nous pouvons également comprendre l'un de ses inconvénients les plus importants: la mémoire flash ne peut supporter qu'un nombre fini d'écritures avant de mourir..

Beaucoup de données scientifiques expliquent pourquoi cela se produit, mais il suffit de dire que lorsqu'un disque SSD est utilisé, les charges électriques de chacune de ses cellules de données doivent être réinitialisées périodiquement. Malheureusement, la résistance électrique de chaque cellule augmente légèrement à chaque réinitialisation, ce qui augmente la tension nécessaire pour écrire dans cette cellule. Finalement, la tension requise devient si élevée qu'il devient impossible d'écrire dans la cellule concernée..

Ainsi, les cellules de données SSD ont un nombre fini d'écritures. Cependant, cela ne signifie pas qu'un SSD ne durera pas longtemps! Consultez notre article sur la durée de vie moyenne des disques durs, SSD et disques flash. Disques durs, SSD, disques flash: combien de temps durera votre support de stockage? Disques durs, SSD, lecteurs flash: combien de temps durera votre support de stockage? Combien de temps les disques durs, les SSD et les lecteurs flash continueront-ils de fonctionner, et combien de temps vont-ils stocker vos données si vous les utilisez pour l'archivage? Lisez plus si vous voulez en savoir plus. J'espère que vous avez maintenant une meilleure compréhension du fonctionnement des disques SSD.

En savoir plus sur: Solid State Drive.