HDD, SSD ou SSHD ?

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Avant toutes choses, il faut savoir que, comme avec mes clients, je vais pratiquer la vulgarisation ; essayer de rendre compréhensible au plus grand nombre certains aspects des technologies informatiques et/ou numériques en essayant de ne pas nous noyer sous des termes techniques dont on se moque éperdument du moment que ça fonctionne !! 😀

Le but étant de découvrir et de comprendre les principes généraux de fonctionnement de certaines technologies, sans rentrer dans des cours magistraux, certains sites le font mieux que moi mais nous pourrons toujours en discuter en privé.

Donc, les supports de stockage ….

Actuellement, 3 types de supports de stockage sont utilisés en informatique :

  • Le HDD, Hard Disk Drive, ou DD, le bon vieux disque dur magnétique (né en 1956)
  • Le SSD, Solid State Drive, une technologie de stockage Flash
  • Le SSHD, Solid State Hybride Drive, un hybride entre les deux autres technologies

Chaque technologie possède ses avantages et inconvénients.

Leurs caractéristiques principales sont :

  • La capacité en Go (Giga Octets)
  • La vitesse de rotation des disques (pour les HDD et SSHD)
  • La vitesse de transfert des données (HDD, SSD et SSHD)

Le HDD :

5.png

– Technologie :

Le bon vieux disque dur est une technologie de stockage de masse à disque magnétique tournant, créée en 1956 par IBM (l’IBM 350, la jolie photo tout en haut), c’était gros, très gros, bruyant et peu performant.

De nos jours, un disque dur typique contient un axe central autour duquel le ou les plateaux magnétiques tournent à une vitesse de rotation constante. Toutes les têtes de lecture/écriture sont reliées à une armature qui se déplace à la surface des plateaux, avec une ou deux têtes par plateau (une tête par face utilisée). L’armature déplace les têtes radialement à travers les plateaux pendant qu’ils tournent, permettant ainsi d’accéder à la totalité de leur surface.

Le principe est comparable au tourne disque qui fait tourner un disque en vinyle et qu’une tête de lecture viendra « lire » en effleurant sa surface et transformant les sillons en sons.

Sur un HDD, les disques (en verre depuis 2003 pour certains modèles, mais plus généralement en alliage d’aluminium) tournent autour d’un axe motorisé et sont recouverts d’un revêtement magnétique qu’une tête de lecture/écriture va venir effleurer (sans la toucher) afin de modifier le champ magnétique et y inscrire un code binaire (1/0) qui sera traduit ensuite en données exploitables.

Contrairement aux CD/DVD, ce sont d’abord les pistes périphériques (c’est-à-dire les plus éloignées du centre du plateau) qui sont écrites en premier (et reconnues comme « début du disque »), car c’est à cet endroit que les performances sont maximales : en effet, la vitesse linéaire d’un point du disque est plus élevée à l’extérieur du disque (à vitesse de rotation constante) donc la tête de lecture/écriture couvre une plus longue série de données en un tour qu’au milieu du disque.

Le tout est géré par une carte contrôleur.

Suivant leurs capacités, les HDD utilisent un ou plusieurs plateaux.

– Avantages :

Bien qu’ayant énormément évolué au cours des 20 dernières années, cette technologie est bien maitrisée et permet d’avoir le coût au Go le plus faible qui existe, ce qui permet aujourd’hui d’avoir des disques de très grosse capacité pour un prix dérisoire.

Comptez entre 40 et 80€ pour un HDD d’1To « grand public » (soit la possibilité de « copier » environ 210 DVD simple couche sur le disque).

– Inconvénients :

Le disque dur est mécanique… donc possède une usure normale au fil du temps et suivant son utilisation plus ou moins intensive.

Les têtes de lecture/écriture peuvent entrer en contact avec la surface du disque après un choc physique ou thermique, ce qui se traduit bien souvent par un disque « rayé », des secteurs inexploitables et donc une perte de données. Le moindre choc peut être fatal à un disque dur.

Les vitesses de rotation des disques durs causent bien souvent des ralentissements, en effet, les technologies et la puissance des microprocesseurs et de la mémoire (RAM) ont énormément évoluées, avec des taux de réponse de l’ordre de quelques dizaines de microsecondes alors que les disques durs, freinés par la mécanique, ont un temps de réponse variable.

La latence rotationnelle moyenne se calcule ainsi :

Latence rotationnelle = 60 / (vitesse de rotation en tours par minute) x 2

Vitesse
de rotation
(tr/min)
Latence
rotationnelle
moyenne (ms)
4 200 7,14
5 400 5,56
7 200 4,17
10 000 3,00
15 000 2,00
   

La rotation des disques exige une alimentation électrique constante, augmentant avec la vitesse de rotation. Même si certains disques possèdent des protocoles « écolo » et se mettent en veille lorsqu’ils ne sont plus utilisés depuis un certain temps, la remise en route exige un replacement des bras de support des têtes de lecture/écriture, le redémarrage du moteur axial pour faire tourner les disques et créé ainsi une nouvelle latence plus élevée que la latence moyenne.

La fragmentation des données est naturelle à ce type de stockage, les données supprimées laissant un « vide », la carte contrôleur du disque va donc orienter l’inscription des nouvelles données vers ses espaces vides. Si ces données sont plus volumineuses que l’espace vide, le reste des données sera copié dans un autre espace vide, c’est la fragmentation, avec comme résultat des allers-retours des têtes de lecture/écriture pour lire le même fichier, la même donnée et donc créer des ralentissements.

Les dernières versions de Windows peuvent défragmenter automatiquement les disques durs.

Le SSD :

SATA-mSATA-M2-300

– Technologie :

Le SSD n’est pas à proprement parler un disque dur puisqu’il utilise des blocs de mémoires flash pour stocker les informations, la même technologie utilisée dans nos téléphones portables ou nos tablettes.

C’est une technologie plutôt récente mais qui se démocratise de plus en plus.

Le SSD peut se retrouver sous 3 formats différents :

  • SSD 2.5 pouces, le format des disques durs pour ordinateurs portables (mais adaptable aux ordinateurs de bureau), avec une prise SATA située sur la baie du disque dur (boîtier Samsung pour l’exemple)
  • SSD mSATA, plus petit qu’un SSD standard et est relié directement à une prise mSATA sur la carte mère (le plus à gauche)
  • SSD M2, branché directement à la carte mère par un connecteur M2 (SATA3) ou PCI Express (c’est le format tablette de chewing-gum)

Le format 2,5 pouces est le plus utilisé car il peut s’adapter à pratiquement tous les formats d’ordinateurs mais est le moins rapide des trois à cause de sa connectique SATA.

Le mSATA se retrouve principalement dans les ordinateurs portables du fait de son faible encombrement, le M2 est une évolution du mSATA que l’on retrouve de plus en plus d’origine sur des ordinateurs haut de gamme.

Un SSD M2 avec une interface PCI Express peut être jusqu’à deux fois plus rapide qu’un SSD avec une interface SATA.

3 types de mémoire flash peuvent se retrouver dans un SSD :

  • TLC (Triple Level Cell): 3 bits par cellule – environ 1000 cycles d’écriture par cellule
  • MLC (Multi Level Cell) : 2 bits par cellule – entre 3000 et 10000 cycles d’écriture par cellule
  • SLC (Single Level Cell) : 1 bit par cellule – environ 100000 cycles d’écriture par cellule

Le stockage de plusieurs bits par cellule permet de diminuer fortement les coûts et cette technologie se retrouve dans les SSD d’entrée de gamme qui ont une durée de vie beaucoup plus faible que les SSD utilisant les technologie MLC ou SLC.

– Avantages :

Aucune mécanique ni d’éléments mobiles, donc aucune usure, aucun bruit, aucun risque de perte de données à la suite d’un choc ou une chute.

Tout étant électronique, les débits de ces supports de stockage n’ont plus rien à voir avec ceux d’un disque dur standard et s’expriment en centaines de méga-octets par seconde, contre quelques dizaines de méga-octets par seconde pour les HDD (voir plusieurs Giga Octets par seconde pour les modèles en PCI Express les plus performants).

Les temps de latence d’un disque dur à 5400 tours/minute sont en moyenne de 5.56 millisecondes, ajoutons à cela des temps de recherches de l’ordre de 8 à 12 millisecondes et nous obtenons un temps d’accès (donc avant que l’accès aux données ne soit seulement lancé) de 13,56 à 17.56 millisecondes. Un SSD possède quant à lui un temps d’accès de l’ordre de 0.1 milliseconde.

Aucune fragmentation des données (accès direct aux cellules flash).

Très faible consommation (moins d’1 Watt pour un SSD standard.

– Inconvénients :

Leur prix, bien qu’en rapide baisse vu leur démocratisation, reste plus élevé qu’un disque dur standard. Le rapport actuel entre un HDD et un SSD est de 1 pour 4. Un SSD de 250 Go vaut quasiment le même prix qu’un HDD d’1To.

Les cellules de mémoire flash ont un cycle d’écriture limité allant de 1000 à 100000 cycles d’effacement/écriture suivant le type et la qualité du SSD ; la lecture n’est pas impactée par cette limite. Bien entendu, d’ici à ce que nous ayons réécrit complètement le SSD 3000 fois, il se sera passé des années (pour une utilisation normale). Cependant les SSD sont équipés d’un gestionnaire qui les empêchent d’écrire sur des cellules en fin de vie, supprimant pratiquement totalement le risque de perte de données en écrivant sur une cellule en fin de vie mais diminuant progressivement la capacité de stockage.

La mémoire flash, contrairement à un disque magnétique en parfait état, ne peut pas stocker la même information pendant plusieurs années de suite (écriture électronique)

Les SSD, à cause de leur conception à base de cellules flash, sont très sensibles aux coupures d’électricité et aux extinction « sauvages » (appuyer sur le bouton d’alimentation au lieu de passer par les fonctions marche/arrêt des systèmes d’exploitation).

 

Le SSHD :

money1.jpg

-Technologie

Le SSHD est une technologie hybride, utilisant les faibles coûts et la grande capacité de stockage des disques durs couplés à la technologie des SSD pour augmenter les vitesses de réponse et de transfert.

Pour simplifier, il s’agit ni plus ni moins que d’un disque dur avec une carte contrôleur sur laquelle sont implantée une ou plusieurs cellules flash, les même que pour un SSD. La partie SSD est couplée à une grosse mémoire cache (tampon), ce qui améliore grandement les performances en stockant les programmes/données les plus utilisés dans la partie SSD (Windows par exemple, ou les programmes les plus souvent utilisés). Le logiciel intégré va apprendre, en fonction de notre utilisation, quels logiciels et quelles données stocker dans la partie SSD pour gagner en performances.

Le SSHD va s’adapter à notre utilisation et apprendre. Les premiers démarrages de Windows seront aussi longs qu’avec un HDD standard mais au fil des utilisations ils deviendront plus rapides. Il en est de même pour les programmes les plus utilisés.

-Avantages :

Tous les avantages des HDD et des SSD, à savoir :

  • Très grosses capacités de stockage
  • Vitesse de réponse et de transfert supérieures à celles d’un HDD
  • Tarifs à peine plus élevés qu’un disque dur classique
  • Un stockage qui s’adapte à notre utilisation

-Inconvénients :

Comme les avantages, mais version inconvénients :

  • « Fragilité » du disque magnétique
  • Sensible aux coupures électriques
  • Bruit du moteur
  • Moins rapide qu’un vrai SSD

En conclusion

Chaque support possède ses avantages et inconvénients qu’il nous faudra bien peser au moment du choix de son matériel.

La différence de prix étant de plus en plus réduite entre SSD et HDD, certains constructeurs ont décidés d’arrêter la production de disques durs tournant à 7200 tours/minute pour ne se concentrer que sur les 5400 tours/minute, plus économiques à l’achat (Seagate par exemple) et proposer du SSHD ou SDD pour les utilisateurs privilégiant la performance.

Pour les possesseurs d’ordinateurs portables, l’utilisation d’un SSD est préconisée. Plus rapide au démarrage et à l’utilisation, ne craignant pas les chocs ou secousses en utilisation (plus de pertes de données à la suite d’une « rayure » sur le disque dur ou d’un décalage des têtes). Le SSHD est aussi un bon compromis entre grosse capacité de stockage et rapidité, pour un tarif nettement inférieur.

Pour les possesseurs de PC tour et serveurs de données, tout va dépendre de l’utilisation. En utilisation bureautique standard un HDD permettra de stocker jusqu’à 4 fois plus de données qu’un SSD mais sera beaucoup plus lent, le SSHD présente un compromis intéressant pour quelques euros de plus. En stockage/écriture multiple de données (serveurs de données, stockage vidéo surveillance, etc…), un HDD ou un bon SSHD seront largement suffisants, les disques magnétiques étant toujours plus adaptés aux multiples effacements/réécritures que les SSD d’entrée de gammes et possédant de très grosses capacités à des tarifs inférieurs aux SSD. Cependant, les nouveaux SSD haut de gamme, avec leurs centaines de milliers de cycles d’effacement/réécriture ainsi que des capacités de stockage de plus en plus élevées ( 30TO pour Samsung et 100 TO (!!) pour Nimbus Data) sont parfaitement adaptés à ce genre de postes, leurs vitesses de lecture et écriture pouvant être entre 10 (SATA3) et 100 fois (PCI-E) supérieure à un disque dur standard, seule la question du prix motivera la décision.

Et concernant les configurations orientées jeux, PC tours comme portables, notre choix va se porter sur la multiplication des espaces de stockages. Un SSD pour Windows et les programmes les plus utilisés pour favoriser les temps de chargement et l’accès aux parties et un HDD pour le stockage des données, applications moins utilisées et des sauvegardes. A titre personnel, je ne vois pas l’intérêt d’un SSHD dans ce type de configuration, sauf si l’aspect financier est le premier critère de sélection pour le stockage des données, dans ce cas, il faudra remplacer le SSD par un SSHD.

 

Quel que soit le type de support utilisé, nous devons toujours garder à l’esprit qu’une perte de données est toujours possible et qu’il faut SAUVEGARDER régulièrement. Un disque dur standard externe est largement suffisant et parfaitement adapté à cela.

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2 comments on “HDD, SSD ou SSHD ?”

  1. J’aime beaucoup votre blog. Un plaisir de venir flâner sur vos pages. Une belle découverte et blog très intéressant. Je reviendrai m’y poser. N’hésitez pas à visiter mon univers. Au plaisir.

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