Qu’est-ce qu’un SSD ?

Qu’est-ce qu’un SSD, au juste ? Cette abré­via­tion désigne une tech­no­lo­gie de disque dur moderne et rapide. Les pré­cur­seurs de ces disques durs exis­taient déjà depuis les années 1950, tandis que les SSD à pro­pre­ment parler ont fait leur ap­pa­ri­tion dans les années 1970. À l’époque, ces solutions étaient ex­trê­me­ment coûteuses, avaient une durée de vie très limitée et perdaient leurs données si l’ali­men­ta­tion était coupée (support à mémoire volatile).

Il faut attendre les années 1990 pour voir ap­pa­raître les premiers SSD à mémoire flash sur le marché, qui con­ser­vent les données en­re­gis­trées in­dé­pen­dam­ment de la mise sous tension ; des appareils à mémoire non volatile, donc. Outre les modules flash, ces disques em­bar­quent aussi des modules de stockage SDRAM,qui servent surtout de mémoire tampon pendant l’uti­li­sa­tion. Ils sont certes volatiles, mais nettement plus rapides que les RAM clas­siques. Aujourd’hui, les SSD in­dus­triels peuvent atteindre une capacité de stockage de 100 té­raoc­tets, pour 5 millions de cycles d’écriture et une durée de con­ser­va­tion des données allant jusqu’à 10 ans. Ils peuvent par exemple servir à cons­ti­tuer des serveurs rapides avec SSD.

En anglais, le sigle « SSD » signifie Solid State Drive. « Solid State » désigne des com­po­sants semi-con­duc­teurs, tandis que « Drive » désigne le lecteur, ce qui donne lit­té­ra­le­ment en français « Lecteur à com­po­sants semi-con­duc­teurs ». Un SSD consiste donc en un agen­ce­ment de très nombreux com­po­sants semi-con­duc­teurs, exploités par un ges­tion­naire de fichiers pour en­re­gis­trer des données nu­mé­riques. Pour organiser ces données sur un SSD, on peut utiliser les systèmes de ges­tion­naires de fichiers FAT32 et NTFS, présentés dans nos articles dédiés.

Dans un SSD, les in­for­ma­tions à en­re­gis­trer sont inscrites sur des cellules semi-con­duc­trices. Ces cellules con­ser­vent leur statut même lorsque l’ali­men­ta­tion élec­trique est coupée : c’est le principe de la mémoire flash. Chacune cellule peut présenter deux états uni­que­ment : occupée ou vide. Cette méthode est baptisée Single Level Cell (SLC) et s’utilise es­sen­tiel­le­ment dans les équi­pe­ments in­dus­triels très onéreux. Une cellule cor­res­pond à un bit, ce qui montre bien qu’on a besoin d’un très grand nombre de ces cellules pour atteindre, par exemple, un total d’un gigaoctet (1 GO) : cela re­pré­sente 10⁹ ou 1 milliard de cellules de stockage (ou plus exac­te­ment 2³⁰ = 1 073 741 824). Une simple lettre en code ASCII occupe à elle seule 8 bits. Vous devinez donc l’espace de stockage né­ces­saire pour un document de texte ou même pour des images.

Cela étant, il est aussi possible d’utiliser des unités de tailles dif­fé­rentes sur une même cellule, afin d’y stocker plus d’un bit par cellule. Ce type de stockage s’appelle Multi Level Cell (MLC) et permet, en général, d’en­re­gis­trer 2 bits par cellule. Ainsi, on peut en­re­gis­trer davantage de données sur une même surface et faire des économies. Cette solution a toutefois l’in­con­vé­nient d’un nombre de cycles en écriture plus faible. Autre niveau de den­si­fi­ca­tion, on retrouve aussi le Triple Level Cell (TLC), qui diminue encore les coûts.

Les com­po­sants semi-con­duc­teurs ont une durée de vie limitée. Pour pallier à ce problème, les SSD em­bar­quent un con­trô­leur interne qui détecte les cellules usées. Ce système, le Bad Block Ma­na­ge­ment, identifie les blocs dont les cellules de stockage risquent de tomber en panne, les marque comme dé­fec­tueux et les remplace par des cellules issues d’une réserve maintenue à dis­po­si­tion. En fonction de la taille des SSD, cette réserve re­pré­sente de 2 à 7 % de la capacité de stockage totale et allonge con­si­dé­ra­ble­ment la durée de vie du support de stockage.

N’oublions pas de men­tion­ner le Solid State Hybrid Drive (SSHD, parfois HHD pour Hybrid Hard Disk). Il s’agit d’un support de stockage combinant un disque HDD et un disque SSD. La mémoire flash rapide du SSD peut accélérer la vitesse globale d’un modèle hybride de ce type par rapport à un disque dur HDD classique, sans toutefois égaler la vitesse d’un SSD pur.

Lumière et ombre vont de pair, mais les zones d’ombre du SSD sont très clai­re­ment contenues.

Un avantage majeur du SSD est son délai d’accès aux données réduit, près du centième du temps né­ces­saire à un HDD. Le SSD présente aussi des taux de transfert bien plus élevés en lecture et en écriture. Il n’a pas de temps de démarrage et ne contient aucune pièce mécanique (à l’exception des prises pour le rac­cor­de­ment). De plus, cette tech­no­lo­gie résiste aux chocs et aux vi­bra­tions, consomme moins d’énergie et dégage ainsi moins de chaleur. Le rapport volume/espace de stockage est lui aussi bien plus in­té­res­sant. Beaucoup d’uti­li­sa­teurs ap­pré­cient le fonc­tion­ne­ment si­len­cieux du SSD.

Les disques durs SSD sont (encore) nettement plus chers que les disques clas­siques, tandis que le nombre des cycles en écriture/lecture est limité à cause des pro­prié­tés de leurs com­po­sants semi-con­duc­teurs. Les lecteurs SSD sont également sensibles aux tem­pé­ra­tures très élevées.

Retrouvez plus d’in­for­ma­tions sur les avantages et in­con­vé­nients des disques durs clas­siques et des SSD dans notre dossier SSD vs HDD. Nous vous ex­pli­quons aussi les tenants et abou­tis­sants du processus Shingled Magnetic Recording pour augmenter la densité de stockage des supports mag­né­tiques dans notre article dédié au SMR.

De plus en plus d’appareils destinés aux par­ti­cu­liers sont équipés de SSD, notamment les or­di­na­teurs portables ou de bureau, les appareils photos nu­mé­riques ou les appareils de lecture de musique. Dans le cas des or­di­na­teurs de bureau, on a tendance à installer un SSD en tant que disque système et espace de stockage des pro­grammes, que l’on associe à un HDD (souvent bien plus vo­lu­mi­neux) pour les données de travail. Les smart­phones et tablettes ont gé­né­ra­le­ment une durée de vie plus courte que les appareils fixes, ce qui les pré­des­tine à embarquer un SSD. Tous ces appareils profitent également du poids réduit, de la rapidité et de la ré­sis­tance aux chocs des SSD. L’évolution des prix de cette tech­no­lo­gie laisse penser que, à l’avenir, toutes les solutions de stockage à des­ti­na­tion des par­ti­cu­liers adop­te­ront le SSD.

Les ap­pli­ca­tions pro­fes­sion­nelles ou in­dus­trielles con­cer­nent surtout les serveurs haute per­for­mance, à l’instar des serveurs avec SSD de IONOS, pour les­quelles les SSD re­pré­sen­tent une solution de stockage d’avenir. On retrouve aussi ces supports sur les or­di­na­teurs portables ou de bureau haut de gamme. Par ailleurs, cette tech­no­lo­gie de stockage trouve aussi son utilité dans les ap­pli­ca­tions né­ces­si­tant d’accéder (presque) en temps réel à de grandes quantités de données, comme dans l’aviation ou l’as­tro­nau­tique (notamment dans les boîtes noires), mais aussi dans le domaine militaire.