Uma unidade de estado sólido (SSD) é um novo tipo de dispositivo de armazenamento utilizados em computadores modernos, executando as mesmas funções de um HD tradicional. Um SSD armazena os dados em memória flash de estado sólido, e são muito mais rápidos do que um disco rígido. Usando um SSD, você inicializará o sistema operacional e executará os programas em questão de segundos!
Um HD tradicional utiliza uma cabeça de leitura/gravação para acessar mecanicamente os dados gravados em seus pratos que giram a 5400 ou 7200 rpm. Com o tempo, suas partes mecânicas podem se desgastar e levar a danos físicos. a avarias mecânicas. Um SSD não tem peças móveis e os dados são gravados em chips de memória, fornecendo alto desempenho na leitura/gravação dos arquivos.
Os SSDs podem ser usados em qualquer dispositivo que use um disco rígido, tais como computadores pessoais (PCs), laptops, consoles de games ou gravadores DVR. No entanto, eles são mais caros do que os HDs tradicionais. Pela sua baixa latência, o acesso a arquivos é otimizado em SSDs que podem lidar eficientemente com cargas de trabalho pesadas e aleatórias.
Qualquer equipamento como PCs desktop, notebooks ou servidores de alto desempenho podem ser beneficiar da tecnologia SSD, agilizando as operações de grandes volumes de dados. Essas características tornam os SSDs corporativos ideais para armazenar máquinas virtuais ou bancos de dados pesados.
1 – Como funciona um SSD?
Unidades de estado sólido trabalham de forma diferente de um HD tradicional que usa peças mecânicas e que se desgastam com o tempo. Um SSD (Solid State Drive = Disco de Estado Sólido) são chamados assim porque não dependem de discos giratórios ou peças móveis para funcionar. Os dados são armazenados em memórias NAND flash, similares aos utilizados em pen drives ou cartões de memória, mas muito mais rápidos!
Uma memória NAND flash não precisa de uma fonte de alimentação para manter seu estado de carga, e é conhecido como memória não volátil. Isso quer dizer que os dados permanecerão seguros, mesmo que o computador esteja desligado. Esse tipo de armazenamento também é mais seguro, pois não haverá perda de dados no caso de quedas ou movimentos bruscos. Além disso, um SSD não perde seus dados em razão de interferências magnéticas, como a proximidade de um imã.
Essas são apenas algumas de sua vantagens. Pelas suas características, um SSD pode atingir velocidades de gravação e leitura muito maiores do quem um HD tradicional. Enquanto um HD SATA 3 consegue ler/gravar arquivos a no máximo 200 MB/seg, um SSD NVMe de última geração pode atingir velocidades superiores a 3000 MB/seg!
Isso sem falar no acesso aleatório a pequenos arquivos, onde um SSD é dezenas ou centenas de vezes mais veloz do que um disco rígido. Tudo isso é feito de maneira silenciosa e consumindo menos energia, o que pode ser muito vantajoso para equipamentos portáteis como notebooks que terão um maior tempo de autonomia em suas baterias.
2 - QUAIS SÃO AS PARTES DE UM SSD?
CONTROLADORA DE MEMÓRIA: Este é o coração do SSD e o componente que definirá quão rápido ele pode ser. Os fabricantes mais comuns deste tipo de chip são Indilinx, Intel, Samsung e JMicron. O chip controlador também pode ser chamado de “SOC” ou “Sistema em um Chip” e fazem o gerenciamento dos dados que trafegam entre o SSD e o computador.
INTERFACE: A interface do SSD é a conexão física entre o disco e o computador, usada para transferir dados entre eles, podendo utilizar conectores SATA, mSATA, M.2, PCIe e U.2. As interfaces suportam o protocolo AHCI usado em conexões SATA, ou NVMe encontrado em conexões M.2.
MEMÓRIA CACHÊ: É um chip de memória SDRAM de baixa potência usado para acelerar as comunicações entre o controlador e a interface do SSD. Utiliza uma pequena quantidade de memória rápida e volátil, que requer energia para manter os dados e está disponível apenas em discos SSDs mais caros.
MEMÓRIA NAND FLASH: É aqui que os dados são armazenados. A memória flash, que é o tipo de memória também encontrada em pen drives e cartões de memória, não perde seu conteúdo quando a energia é desligada, diferentemente do que ocorre com a RAM principal do seu computador. A sua durabilidade dependerá do tipo de células de memórias utilizadas (SLC,MLC, TLC, QLC).
3 - QUAIS OS TIPOS DE CONEXÕES DOS SSD'S?
SSD COM CONEXÃO SATA
SATA (ou S-ATA) significa Serial Advanced Technology Attachment e é a interface mais usada para transferência de dados entre discos rígidos e os computadores. A maioria dos SSDs SATA têm um formato de 2,5 polegadas (aproximadamente 10 x 7 x 0,7 cm), o que é prático porque corresponde ao tamanho dos discos rígidos usados em notebooks.
Isso permite que eles sejam facilmente integrados em alguns PCs e na maioria dos notebook. Se você quiser instalar uma unidade em um compartimento de 3,5 polegadas em seu PC, existem adaptadores especiais disponíveis que são bastante acessíveis. Como alternativa, o mercado também oferece SSDs SATA com 1,8 polegadas e 3,5 polegadas, mas são muito difíceis de serem encontrados.
A tecnologia atualmente mais rápida é SATA-III ou SATA 6G com taxa de transferência de 6 Gbit/s, oferecendo uma velocidade máxima de leitura de 600 MB/s. No entanto, isso está muito abaixo do que os SSDs são capazes. A razão para isso é o protocolo de transferência AHCI usado pela SATA, que foi desenvolvido para HDs convencionais que raramente excedem 200 MB/s. Os modelos NVMe são muito mais poderosos aqui, mas também muito mais caros, uma das razões pelas quais os SATA SSDs ainda são populares, especialmente entre os usuários domésticos.
SSD COM CONEXÃO M-SATA
A versão menor do SATA SSD é mSATA, abreviação de mini-SATA. Em termos de desempenho, nada muda com esse fator de forma, pois as unidades mSATA também oferecem um rendimento máximo de 6 Gbps. A única diferença relevante está no tamanho e nos equipamentos em que são utilizados. Os SSDs mSATA são cerca de oito vezes menores do que as unidades SATA normais de 2,5 polegadas.
Isso os torna perfeitos para dispositivos pequenos como notebooks e tablets, onde as unidades usuais de 2,5 polegadas não caberiam. Mesmo com PCs, mudar para mSATA não é problema. Devido às especificações técnicas serem idênticas, as portas SATA normais podem ser convertidas em portas mSATA através de um adaptador simples. A interface mSATA dificilmente é usado, pois há muito tempo foi ultrapassado pelo padrão M.2 que é mais moderno.
SSD COM CONEXÃO M-2
O fator de forma M.2 foi introduzido sob o termo NGFF (Next Generation Form Factor). Os SSDs M.2 vêm em um formato de cartão extremamente compacto, sendo os preferidos em dispositivos móveis. O mais comum é o formato 2280, o que significa nada mais do que 22 mm x 80 mm de tamanho.
Uma unidade M.2 pode acomodar tanto os conectores SATA e PCIe. É operado com o protocolo AHCI ou o protocolo NVMe (Non-Volatile Memory Express). SSDs M.2 que são baseados em PCIe e usam o suporte ao protocolo NVMe aproveitam até quatro canais PCIe, resultando em taxas de transferência de dados muito mais altas do que os 6Gbps de SATA ou mSATA (7 a 8 vezes mais rápidos).
Por essa razão, o M.2 não só ultrapassou o mSATA, mas também o SATA em tempo relativamente curto, e agora é usado em todos os ultrabooks mais novos e notebooks compactos. Em princípio, as unidades M.2 (seja com conexão SATA-III ou PCIe) também podem ser integradas em PCs desktop, desde que o formato e o comprimento se encaixem no slot M-2 da placa-mãe.
SSD COM CONEXÃO PCIe
SSDs baseados no fator de forma PCIe usam a tecnologia PCIe e o protocolo NVMe. As unidades PCIe são maiores que as unidades M.2 e permitem mais chips por cartão. Como resultado, os SSDs PCIe são especialmente interessantes para dispositivos maiores, como desktops e servidores, pois também fornecem capacidades mais altas.
O tamanho exato depende das pistas utilizadas. Por exemplo, se o x1 estiver por trás do fator de forma, uma única faixa é possível. Com x4, 4 pistas já podem ser utilizadas. Devido ao desempenho extraordinariamente alto, as interfaces PCIe são até usadas com placas de som e gráficos. Com todo esse poder, é claro que deve-se mencionar que os PCIe-SSDs são os mais caros de todos os modelos apresentados. São bastante utilizados por games e no mercado corporativo. A especificação atual do PCIe é 5.0, mas o 6.0 já foi anunciado para 2021.
4 - O QUE É MEMÓRIA NAND FLASH E COMO SÃO FABRICADOS?
A memória flash foi inventada em 1980 nos laboratórios da Toshiba pelo Dr. Fujio Masuoka. De acordo com a Toshiba, foi sugerido o nome “flash” porque o processo de apagamento do conteúdo dos chips de memória era semelhante ao flash de uma câmera fotográfica.
NAND Flash é um tipo de tecnologia de armazenamento não volátil que não requer energia para reter dados, sendo utilizados em discos SSD para armazenar dados. O NAND é encontrado principalmente em cartões de memória, pen drives e SSDs.
Dispositivos feitos com NAND Flash oferecem resistência a choques mecânicos, alta durabilidade e são capazes de suportar altas pressões e temperaturas quando comparados aos discos rígidos tradicionais. Não há partes móveis ao contrário dos HDs, portanto, são ideais para sistemas que vibram e tremem. O NAND também oferece tempos de acesso de leitura rápidos, o que é crucial ao processar muitos dados.
As memórias NAND Flash tem um número finito de ciclos de leitura / gravação em um bloco específico (cada vez que um bit é escrito ou apagado constitui um ciclo de programa / apagamento). Com o tempo, a falha de uma memória NAND Flash é inevitável quando o limite de ciclos de apagamento do programa é atingido.
Nivelamento de desgaste avançado (TRIM), super-provisionamento (OP) e algoritmos de firmware podem ajudar a aumentar a resistência NAND. Quando o NAND falhar, o dispositivo ficará inutilizável, resultando na perda dos dados gravados.
O NAND Flash passa por mais de 800 processos de fabricação diferentes e leva cerca de 30 dias para fazer apenas um waffer do tamanho de uma pizza grande, normalmente com 300 mm de diâmetro. As fábricas da NAND ou \’FABS\’ são enormes, funcionam 24 horas por dia, 7 dias por semana, 365 dias por ano para máxima eficiência e são 100 vezes mais limpas do que as salas de cirurgia de um hospital.
A FABS pode fazer diferentes tipos de NAND Flash (SLC, MLC, TLC, QLC) e vêm em diferentes tamanhos. Alguns dos maiores FABS podem fazer mais de 100.000 wafers por mês. Uma vez que o wafer é dividido, ou cortado em chips separados, eles são analisados e classificados como 1, 2, 3 ou 4, sendo 1 a qualidade mais alta.
Os chips são então enviados para um fornecedor que usa o NAND em seus próprios produtos. Os chips da mais alta qualidade terão as melhores características de desempenho e, portanto, um preço premium.
5 - QUAIS SÃO OS TIPOS DE MEMÓRIA FLASH?
Existem prós e contras para cada tipo de NAND Flash. O SLC mantém menos dados, mas é muito rápido e tem a maior resistência. No entanto, é o mais caro. Outros tipos de NAND podem armazenar mais dados e são mais baratos, mas têm níveis de resistência muito mais baixos e costumam ser mais lentos.
Portanto, ao decidir qual flash NAND é adequado para um aplicativo, é importante considerar cuidadosamente essas características e seu impacto no desempenho do aplicativo. Provavelmente, o principal diferencial entre os tipos NAND são os ciclos de gravação / apagamento). Devido à maneira como a memória Flash NAND funciona, é necessário que uma célula seja apagada antes de poder ser gravada.
O processo de apagar e escrever uma célula é chamado de ciclo P / E (Programme / Erase). Cada vez que uma célula é apagada, ela fica danificada ou gasta. Isso é agravado pela composição do NAND Flash. Uma célula só pode ser apagada como um bloco, e é gravada como uma página. O tamanho de cada bloco e página é determinado pelo design do chip NAND Flash, mas um bloco consiste em muitas páginas.
Portanto, muitas vezes, mesmo que os dados em uma célula não mudem, eles ainda passarão por um ciclo de P/E. As células são desgastadas da forma mais uniforme possível, usando a tecnologia de nivelamento de desgaste (TRIM). Todo esse processo aumenta o número de ciclos de P / E e garante que o NAND Flash não se encha com dados redundantes. A vida útil do dispositivo é proporcional aos ciclos P / E do NAND Flash.
QUAL TIPO DE NAND É ADEQUADO PARA MINHAS NECESSIDADES?
Cada aplicativo terá diferentes demandas de resistência, temperatura, desempenho e retenção de dados, portanto, dependerá de quais critérios são mais importantes. Geralmente, para aplicações industriais onde a qualidade, confiabilidade e longevidade do fornecimento são necessárias, SLC ou MLC de nível industrial são usados. Para SSDs fabricados para o consumidor comum, onde o impacto da perda de funcionalidade ou dados não é grave e os dispositivos são normalmente jogados fora ou substituídos a baixo custo, TLC ou QLC serão usados.
O QUE É 3D NAND?
Embora o conceito de 3D NAND não seja novo (já existe há quase uma década), ele só apareceu no mercado em grande escala nos últimos dois anos. É indiscutivelmente o maior desenvolvimento de NAND desde seu início na década de 1980, mas fazer com que o NAND 3D funcione de forma consistente tem sido um problema. No entanto, esses desafios já foram superados e 3D NAND será, sem dúvida, o NAND Flash de maior demanda nos próximos anos.
Em termos gerais, 3D NAND é o empilhamento de chips de memória uns sobre os outros. Alguns fabricantes chamam isso de NAND V (para vertical). O objetivo deste NAND é fazer com que os aplicativos e dispositivos funcionem com mais rapidez e eficiência, retenha mais informações e use menos energia. A primeira empresa a lançar 3D NAND foi a Samsung, um nome familiar e de longe o maior fabricante de NAND Flash do mundo, com mais de 40% do mercado global de NAND.
Fazer com que o 3D NAND funcione de forma consistente em amplas temperaturas de operação (-40 ° C a 85 ° C) tem sido um desafio para alguns fabricantes que fornecem para os mercados industriais. A temperatura operacional padrão de 0 ° C a 70 ° C é adequada para consumidores, locais de trabalho, servidores e centros de dados, mas para aplicações que trabalham em ambientes hostis ou locais remotos, essa faixa de temperatura não é suficiente.
SLC (SINGLE LEVEL CELLS)
“SLC” (Single-Level Cell) tem o objetivo de atender o mercado de servidores e equipamentos de uso industrial, onde saõ exigidos SSDs com ciclos de leitura / gravação intensivos. Embora muito mais caros que as memórias flash de tecnologia mais recente, elas oferecem um melhor desempenho e são as mais duráveis.
Além disso, tem a vantagem de ser mais precisa ao ler ou gravar dados. A a vida útil do SLC é de aproximadamente 100.000 ciclos de gravação. Esse tipo de memória flash tem se saído excepcionalmente bem, devido à sua durabilidade, precisão e desempenho geral.
Não é tão comum encontrar SSDs com chips SLC em computadores domésticos, devido ao seu alto custo e baixa capacidade de armazenamento.
MLC (MULTI LEVEL CELLS)
Com a introdução da tecnologia MLC (Mult-Level Cell), cada célula passa a armazenar dois bits em vez de apenas um, diminuindo o custo de fabricação. Tem menor custo de produção e maior capacidade que os chips SLC.
Entretanto, isto resultou em chips de memória flash com um desempenho mais baixo que o SLC, e que se degradam mais rapidamente. Como todos sabemos, o custo da produção de memória flash é geralmente repassado para o consumidor final.
Para um usuário comum de SSD, usar memória flash MLC é mais barato e será o preferido. Embora a vida de leitura / gravação seja de aproximadamente 10.000 ciclos de gravação por célula, é o suficiente para uso normal.
TLC (TRIPLE LEVEL CELLS)
O TLC armazena 3 bits de dados por célula, e é o tipo mais barato de memória flash. SSDs fabricados com a tecnologia TLC são recomendados apenas para o consumidor comum.
Ele não é capaz de atender aos rígidos padrões para uso industrial ou de servidores. Os ciclos de vida de leitura / gravação são consideravelmente mais curtos, entre 3.000 a 5.000 ciclos por célula. Ele tem ainda menor custo de produção do que o MLC, e atualmente domina o mercado de SSDs de baixo custo. O tempo de vida do TLC é muito menor do que SLC e MLC.
A velocidade de leitura / gravação é a mais lenta entre todos os tipos de memória flash. Mas é o suficiente para deixar satisfeitos usuários de computadores desktop e notebooks. HDs fabricados com esta tecnologia tem um desempenho muito maior quando comparado a um HD tradicional.
QLC (QUAD LEVEL CELLS)
Comparando com o TLC, a densidade de armazenamento do QLC aumenta 33% em cada célula, podendo salvar dados de 4 bits. O ciclo de gravação do QLC pode chegar a apenas 100 a 1.000 vezes. O preço do QLC é menor que o do TLC.
Apesar da maior densidade e maior capacidade de armazenamento, o ciclo de gravações é muito reduzido. Recomendado para armazenamento de dados que exijam gravações e leituras moderadas (cold data). É recomendado que o usuário não o utilize como um SSD contendo o sistema operacional.
6- VALE A PENA TROCAR UM HD POR UM SSD?
QUAIS SÃO AS VANTAGENS DE UM SSD?
- Velocidades de leitura/gravação mais rápidas.
- Podem acessar arquivos grandes rapidamente.
- Tempos de inicialização mais rápidos e melhor desempenho.
- São mais responsivos e proporcionam uma melhor experiência de uso.
- São mais resistentes a choques e temperaturas extremas.
- Precisam de menos energia para funcionarem.
- Produzem menos ruídos audíveis porque não há peças giratórias.
- Tem tamanho mais reduzido que os HDs.
QUAIS SÃO AS DESVANTAGENS DE UM SSD?
- São mais caros que os HDs tradicionais.
- O tempo de vida esperado geralmente é menor que um HD.
- O desempenho diminui ao longo do tempo.
- SSDs são normalmente vendidos em tamanhos menores.
- A recuperação de dados pode ser mais demorada e cara, ou não serem ser recuperáveis.
Os SSDs são considerados muito mais rápidos do que os HDs de maior desempenho. A latência também é substancialmente reduzida, e os usuários normalmente experimentam tempos de inicialização muito mais rápidos.
Vários fatores influenciam a vida útil de SSDs e HDs, incluindo calor, umidade e como são utilizados. Os dados gravados em ambos os tipos de mídia se degradarão ao longo do tempo, com os HDs geralmente suportando um número maior de gravações por dia (TBW).
As partes móveis dos HDs aumentam a chance de falhas. Para compensar, os fabricantes de HDs adicionaram sensores de choque para proteger o drive em algumas situações. Este tipo de sensor detecta se a máquina está prestes a cair, e toma medidas para desligar o HD.
O desempenho de leitura de um HD pode sofrer quando os dados são divididos (fragmentados) em diferentes setores no disco. Para aumentar o seu desempenho, é utilizada uma técnica conhecida como desfragmentação. Os SSDs não armazenam dados magneticamente, de modo que o desempenho de leitura permanece estável, independentemente de onde os dados são armazenados na unidade.
Os SSDs têm uma expectativa de vida definida, com um número finito de ciclos de gravação antes que comecem a apresentar falhas. Para compensar, os SSDs empregam nivelamento de desgaste (TRIM), processo que prolonga a vida útil de um SSD. O nivelamento de desgaste é normalmente gerenciado pela controladora de memória, usando um algoritmo para organizar dados para que os ciclos de gravação/apagamento sejam distribuídos uniformemente entre todos os blocos do dispositivo.
Outra técnica, o excesso de provisionamento do SSD (OP), pode ajudar a minimizar o impacto no desgaste do SSD. O fabricante do SSD pode reservar um percentual adicional (além da capacida nominal da unidade) para Excesso de Provisionamento (OP) durante a programação do firmware. O OP melhora a performance e ajuda a aumentar a resistência do SSD, fazendo com que ela dure mais tempo porque a controladora de memória terá mais espaço de armazenamento para reduzir o desgaste dos NAND Flash durante sua vida útil.
QUAL SSD COMPRAR? ESCOLHA O MODELO IDEAL!
O tipo de SSD que você deve adquirir depende do seu equipamento. Para computadores, verifique sua placa-mãe e descubra que tipo de slots você tem. Diferentes dispositivos suportarão diferentes tipos de drives.
Se você é um gamer e quer otimizar seu PC de jogos, você provavelmente escolherá um SSD no formato PCIe por causa da interface mais rápida. Seus jogos começarão e executarão mais rápido se forem instalados em um SSD do que em um HD tradicional. Os jogadores precisam de um SSD que possa acessar dados muito rapidamente.
Além disso, se você costuma jogar, perceberá que esses jogos contêm grandes quantidades de dados como áudio, gráficos de alta resolução e muito mais, às vezes chegando a ter mais de 100 GB de dados.
Se o seu jogo leva de dois a três minutos para carregar do seu HD, pense em quanto mais rápido ele ficará se estiver armazenado em um SSD. Quanto mais tempo o jogo demorar para carregar, pior será sua jogabilidade.
Para tarefas gerais, ou se seu computador não tiver um conector PCIe ou M.2, você pode optar por um SSD SATA. Ainda existem os HDs tradicionais que você pode usar para armazenar seus dados. Ele só não vai transferir seus dados tão rapidamente e provavelmente vai ocupar mais vida útil da bateria.
Tenha em mente que as unidades de SSD que têm uma capacidade de armazenamento menor têm menos módulos de memória e, por sua vez, terão um desempenho mais lento. HDs são geralmente para aqueles que querem armazenar um monte de fotos e vídeos antigos que eles não terão que acessar toda hora.
Normalmente, os SSDs são mais confiáveis porque não precisam de peças móveis para operar, enquanto os HDs precisam gravar seus dados em um disco magnético, aumentando a chance de perder seus dados.
Os preços das unidades de estados sólidos diminuíram drasticamente ao longo dos últimos anos, e será a melhor opção para todos que tem um computador onde seja possível instalar um SSD.
Se você tem um PC desktop, pode ter o melhor de dois mundos. Para o sistema operacional, adquira o SSD mais rápido que puder encontrar, não sendo necessário um de grande capacidade. E para armazenar seus vídeos e fotos, adquira um HD tradicional de grande capacidade.
Agora que você aprendeu tudo sobre SSDs, sabe que eles são resistentes, mas não são imunes e podem ficar inacessíveis. Se você perder dados do seu SSD, entre em contato com a E-RECOVERY e solicite um orçamento para o serviço de Recuperação de Dados de SSD.
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