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Tecnologia da Informação – O que é um HD SSD? Como funcionam os drives de estado sólido.

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HDD – Aquele zumbido que você ouve quando inicializa o computador ou quando ele sai do modo de suspensão é o som dos discos magnéticos do seu disco rígido começando a girar.

Conceitualmente não muito diferente de um toca-discos, um disco rígido (HDD) é um dispositivo eletromecânico com um braço atuador que se posiciona sobre discos giratórios, chamados de discos, para ler ou gravar informações.

Enquanto os recordistas atingem 78 rpm, os HDD de nível empresarial atuais podem girar a 15.000 rpm. Mesmo nessa velocidade, no entanto, há atrasos inevitáveis associados a cabeças que encontram o local na unidade que contém os dados solicitados. E às vezes uma unidade pode precisar ler de vários locais para concluir um comando, multiplicando os tempos de espera.

Por que o HD SSD é melhor?

Unidades de estado sólido (SSDs), como o nome sugere, não possuem partes móveis ou discos giratórios. Eles usam pools interconectados de memória flash que são gerenciados por um controlador SSD para oferecer velocidades, muito além do que um HDD pode oferecer.

Alguns exemplos aproximados: o HD SSD pode reduzir o tempo de inicialização de cerca de 35 segundos para cerca de 10 segundos.
As velocidades de gravação para um HD HDD podem estar no intervalo de 50 a 120 Mbit/s. comparado a entre 200-500Mbit/s para um HD SSD.

Um HD HDD pode ser capaz de completar entre 50-200 operações de entrada / saída por segundo, enquanto um HD SDD comparável pode ser capaz de fazer até 90.000.

E alguns HDs SSDs de escala de rack de nível empresarial afirmam ser capazes de processar milhões de operações por segundo.

Preço do HD SSD e confiabilidade

Mas, apesar de suas vantagens de desempenho, o HD SSD têm apenas 10% de participação de mercado em comparação com o HD HDD por alguns motivos.

Em primeiro lugar, eles são caros. Hoje, o HD HDD são em média de 3 a 4 centavos de dólar por GB, em comparação a 25 a 30 centavos de dólar para HD SSD.

Por exemplo, um HD HDD interno de 1 TB custa cerca de US$ 40, enquanto um ?HD SSD comparável custa cerca de US$ 250.

A segunda razão é que o HD SSD são pequenos dispositivos peculiares que ficam mais lentos à medida que são preenchidos. E, eventualmente, as células flash atingem um estado em que não conseguem mais concluir as operações de gravação.

Fabricantes de HD SSD criaram soluções inteligentes, incluindo algo chamado coleta de lixo, para mitigar esse problema, e os fornecedores de HD SSD dirão que os dispositivos atuais têm confiabilidade e longevidade iguais ao HD HDD. Mas a percepção permanece.

No geral, a linha de tendência para HD SSD está certamente apontando para cima. Na frente do consumidor, os fabricantes estão começando a fabricar equipamentos padrão SSD em seus desktops e laptops mais sofisticados. E essa vantagem de velocidade está tornando o HD SSD desejáveis em cenários de nuvem e corporativos, nos quais o desempenho é primordial.

O Gartner está prevendo que até 2021, 50% dos data centers usarão matrizes de estado sólido para computação de alto desempenho e cargas de trabalho de big data, acima de 10% hoje.

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Como funciona um HD SSD?

Uma simples unidade flash USB (ou pen drive) é um exemplo de tecnologia de drives de estado sólido. Um HD SSD é um dispositivo maior e mais complexo que agrega pools de armazenamento flash NAND, o tipo de armazenamento também encontrado em players de MP3 e câmeras digitais.

Ao contrário da RAM, que não retém dados quando a máquina é desligada, a memória flash SSD não é volátil, o que significa que os dados são mantidos, independentemente de o dispositivo estar ligado ou não.

Com HD SSD, cada bloco de dados é acessível na mesma velocidade de todos os outros blocos, independentemente da localização. Isso torna o HD SSD inerentemente mais rápidos do que os discos rígidos, onde os discos estão girando e os cabeçotes da unidade estão se movendo para o local correto.

Com HD HDD, arquivos grandes podem ser divididos e colocados em recantos e fendas não utilizados da unidade, e os dados podem ser facilmente atualizados no local. Isso permite o uso eficiente da capacidade total da unidade.

Por outro lado, os dados dispersos obviamente levam mais tempo para serem localizados, e é por isso que a desfragmentação de um disco rígido tornou-se parte padrão da manutenção de dispositivos.

O HD SDD têm um problema diferente e maior – o HD SSD só podem gravar em blocos vazios. Tudo bem quando o HD SSD é novo e todos os blocos estão vazios. Mas com o tempo, à medida que os blocos são preenchidos, a sobregravação de dados se torna um problema, porque a única maneira de um HD SSD atualizar uma página existente é copiar o conteúdo do bloco inteiro para a memória, apagar o bloco e depois gravar o conteúdo do antigo bloco, além dos novos dados.

Se não houver blocos vazios disponíveis, o HD SSD deve procurar blocos marcados para exclusão, mas ainda não excluídos, apagá-los e gravar os dados na página agora apagada. Com o tempo, à medida que o SSD é preenchido, a gravação na unidade se torna mais complicada e lenta.

O HD SSD usam uma combinação de métodos para superar esse problema, incluindo “super provisionamento”; nivelamento de desgaste, um tipo de balanceamento de carga para células flash; e coleta de lixo, um processo que funciona em segundo plano para excluir arquivos obsoletos e otimizar o espaço disponível, semelhante à função de desfragmentação em HD HDD.

HD SSD x HDD nas empresas

O HD SSD têm uma série de vantagens sobre o HD HDD que podem ajudar a compensar a diferença no preço da etiqueta.

O HD SSD é silencioso. Eles não vibram, o que melhora a confiabilidade. Se cair, um disco rígido pode ficar danificado; não é assim com um HD SSD. Eles usam menos energia e geram menos calor, o que pode resultar em grandes economias em um grande cenário de data center. Eles também são menores e mais poderosos do que o HD HDD, portanto, os data centers podem armazenar mais espaço em menos espaço. E, claro, há a vantagem de velocidade.

Como o HD HDD têm uma enorme base instalada de clientes que, basicamente, sentem que as unidades de disco são “boas o suficiente”, a decisão de adotar uma tecnologia nova e diferente exige que as empresas criem um sólido “business case”.

As empresas precisam realizar uma análise detalhada de custo / benefício para determinar se uma mudança para SSDs faz sentido. Uma abordagem de implantação seria uma migração lenta em que os SSDs seriam um requisito em novos servidores e dispositivos de armazenamento. Outra abordagem é usar os SSDs exclusivamente para dados de “Camada 0” em um cenário de armazenamento de dados em camadas. Os dados da camada 0 são dados transacionais que exigem alto desempenho, como em aplicativos financeiros ou de comércio eletrônico.

Outros casos de uso corporativo para SSDs incluem notebooks ou laptops robustos, aplicativos em que o tempo de inicialização é importante, a edição de grandes arquivos de mídia, como vídeo e áudio, unidades de cache e servidores de banco de dados.

Ao mesmo tempo em que as empresas estão pensando em SSDs vs. HDDs, é importante observar que o volume total de dados está explodindo, então a maioria das empresas continuará comprando os dois tipos de drives por um tempo muito longo. Na verdade, a IDC prevê que, mesmo com o aumento do volume de vendas de SSD, os drives de estado sólido representarão apenas 20% da participação total de mercado na empresa até 2025.

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