Les prin­ci­pales dif­fé­rences entre SSD et HDD

L’aug­men­ta­tion ful­gu­rante de la quantité de données favorise cons­tam­ment l’émergence de nouvelles idées en matière de supports de stockage. Dès 1956, IBM sort un premier lecteur à disques durs (Hard Drive Disk, abrégé HDD) sur une base mag­né­tique. Sa capacité de stockage de 5 MO exige alors un support mécanique pesant 500 ki­lo­grammes (!). En 1980, Seagate lance un HDD de 6 MO dans une technique de 5,25 pouces sur le marché. Son prix : 1 000 dollars. 11 ans plus tard seulement sort le premier disque dur de 2,5 pouces avec une capacité de 100 MO. À la même époque, les premiers Solid State Drives (SSD) avec mémoire flash de­vien­nent in­té­res­sants pour une uti­li­sa­tion pratique. Depuis, les SSD ont détrôné les HDD dans de nombreux domaines. Pourtant, le disque dur classique n’a pas dit son dernier mot. Lisez notre article pour découvrir dans quels cas l’uti­li­sa­tion d’un HDD est re­com­man­dée et ce qui le dif­fé­ren­cie du SDD.

Un HDD se dif­fé­ren­cie d’un SSD par ses disques mag­né­tiques tournant, répartis en pistes et en zones. Ce disque dur comporte une tête de lecture/écriture, qui se déplace sur le disque mag­né­tique en rotation. Les in­for­ma­tions à stocker sont inscrites sur le disque par mag­né­ti­sa­tion. Les dif­fé­rentes sections po­la­ri­sées sont relues par la tête de lecture/écriture.

Pour sim­pli­fier, le processus de lecture s’apparente à la lecture d’un vinyle sur une platine : lorsqu’un titre est sé­lec­tionné sur l’index (la cou­ver­ture du disque), la tête de lecture (le diamant) se place dans l’espace iden­ti­fiable entre deux titres (le sillon) sur le disque, puis détecte les données (ici, la musique). Si l’on souhaite écouter un autre titre, il faut repartir à zéro. Sur le HDD, une interface et une prise stan­dar­di­sée assurent la com­mu­ni­ca­tion avec le système de l’or­di­na­teur. Le con­trô­leur interne du HDD déplace la tête de lecture/écriture jusqu’à la section demandée sur le plateau de stockage polarisé. Les données restent inscrites sur le plateau mag­né­tique du HDD même lorsque celui-ci est hors tension.

Con­trai­re­ment au SSD, l’ar­chi­tec­ture du HDD requiert une mécanique de haute précision. Le plateau de stockage mag­né­tique est placé dans une position bien précise, entraîné par moteur élec­trique pour effectuer un nombre défini de rotations, allant de 5 400 à 15 000 tours par minute (cette dernière valeur concerne les or­di­na­teurs hautes per­for­mances et les serveurs). La tête de lecture/écriture est actionnée par une force motrice séparée puis abaissée dans la position souhaitée. Cette opération exige elle aussi une grande précision, car les pistes de données sur le plateau mesurent à peine 75 na­no­mètres de large. La tête « flotte » sur le courant d’air provoqué par la rotation, à 25 na­no­mètres au-dessus du plateau mag­né­tique. À titre de com­pa­rai­son, un cheveu humain a un diamètre de 300 na­no­mètres. Si la tête de lecture/écriture et le disque se touchent, c’est l’at­ter­ris­sage de tête tant redouté, qui entraîne une perte de données.

HDD et SSD pré­sen­tent une dif­fé­rence non né­gli­geable : le SSD ne comporte plus aucune pièce mécanique mobile, ni plateau mag­né­tique tournant, ni tête de lecture/écriture. Les données sont stockées sur des cellules semi-con­duc­trices. Pour y parvenir, le système s’appuie sur les pro­prié­tés d’un semi-con­duc­teur (Solid State), capable de conserver un statut de char­ge­ment (c’est-à-dire d’en­re­gis­tre­ment) établi à un moment donné. La ré­par­ti­tion des in­for­ma­tions à en­re­gis­trer sur plusieurs millions de cellules semi-con­duc­trices est assurée par un con­trô­leur, qui « empile » les données en res­pec­tant certaines con­di­tions et, au besoin, ou en cas de cellule po­ten­tiel­le­ment dé­fec­tueuse, déplace les données. L’absence de pièce à actionner élec­tri­que­ment permet aussi au SSD de se démarquer du HDD par sa con­som­ma­tion élec­trique moindre. Par ailleurs, il est aussi plus léger et plus compact.

Avec autant de dif­fé­rences sur le plan technique entre HDD et SSD, il est in­té­res­sant de se pencher sur la durée de vie de ces tech­no­lo­gies de stockage. Les solutions mé­ca­niques sont aujourd’hui très abouties, mais finiront toujours par s’user na­tu­rel­le­ment, notamment à cause de la friction (sans quoi, on at­tein­drait le mouvement perpétuel). Ainsi, un disque dur classique a une durée de vie d’environ cinq à dix ans. Cette valeur peut encore diminuer en fonction de la chaleur et de la charge mécanique aux­quelles le support de stockage est exposé. Certains fa­bri­cants de HDD pro­met­tent une durée de vie allant jusqu’à un million d’heures (soit environ 114 ans). Il existe dif­fé­rents logiciels de diag­nos­tic per­met­tant de lire « l’état de santé » d’un disque dur. Dé­frag­men­ter ré­gu­liè­re­ment un HDD permet clai­re­ment d’allonger sa durée de vie.

Con­trai­re­ment au HDD, le SSD se dif­fé­ren­cie par une durée de vie gé­né­ra­le­ment indiquée par le volume de données totales ins­crip­tibles. La dé­no­mi­na­tion consacrée en anglais est « Total Bytes Written » (abrégé en TBW). Par exemple, un SSD pour par­ti­cu­lier ayant une capacité de 240 gi­gaoc­tets est vendu par son fabricant avec une garantie de trois ans pour un volume de données total de 72 té­raoc­tets. En calculant, on obtient ainsi une moyenne de 65 gi­gaoc­tets par jour. Un poste de travail classique inscrit entre 20 et 30 gi­gaoc­tets par jour. Dans ces con­di­tions, le SSD de notre exemple devrait durer environ dix ans. Si l’on travaille sur de gros fichiers vidéo ou gra­phiques, le volume de données total sera atteint plus ra­pi­de­ment.

Les SSD à des­ti­na­tion de l’industrie at­teig­nent à l’heure actuelle jusqu’à cinq millions de cycles en écriture, et la tendance est à la hausse. Ainsi, par exemple, les serveurs avec SSD sont la solution de choix pour les tech­no­lo­gies de stockage tournées vers l’avenir, parce qu’ils per­met­tent de diminuer aussi bien la con­som­ma­tion éner­gé­tique des centres de serveurs que leur empreinte éco­lo­gique.

Le plus grand risque pour un HDD est que la tête de lecture/écriture s’écrase à cause d’une influence mécanique. En règle générale, cet accident se solde par la perte totale des données. Les pertes de données les plus probables sont dues à l’usure ma­té­rielle. Celle-ci se manifeste la plupart du temps par des erreurs de plus en plus fré­quentes. Toutefois, perdre com­plè­te­ment la totalité des données pour cette raison avec un HDD est très rare.

Les SSD, pour un usage aussi bien in­dus­triel que privé, pré­sen­tent désormais des per­for­mances ex­cep­tion­nelles en matière de sécurité des données. Pourtant, la plupart du temps, même un dépanneur pro­fes­sion­nel ne pourra pas sauver le contenu d’un SSD endommagé.

Voici un bref résumé des données de per­for­mance les plus im­por­tantes des HDD et SSD. Grâce à leurs dé­ve­lop­pe­ments tech­niques, les per­for­mances des SSD ont fortement progressé en peu de temps. Par con­sé­quent, les valeurs du tableau suivant sont des données ap­proxi­ma­tives et s’ap­pli­quent aux modèles prévus pour un usage privé.

Pour n’importe quel matériel in­for­ma­tique, les prix observent une courbe dé­crois­sante dès lors que les modèles sont aboutis et dis­po­nibles depuis un certain temps sur le marché. À la rédaction de cet article, en octobre 2020, les prix pour un disque dur SSD s’élevaient à environ 120 euros par téraoctet de capacité de stockage. Pour un espace de stockage de 4 té­raoc­tets sur SSD, on atteint donc vite une somme de 500 euros, en fonction des ca­rac­té­ris­tiques sup­plé­men­taires des modèles. Une nette dif­fé­rence avec les HDD qui, avec environ 40 euros par téraoctet, per­met­tent de faire des économies. Pour des HDD ayant une capacité de stockage im­por­tante, les tarifs sont encore plus avan­ta­geux, parfois nettement sous la barre des 30 euros par téraoctet.

Si l’on veut garder toutes les options ouvertes, il vaut mieux faire fonc­tion­ner le système d’ex­ploi­ta­tion d’un or­di­na­teur sur un SSD. Même les pro­grammes lourds démarrent beaucoup plus ra­pi­de­ment grâce aux cellules semi-con­duc­trices, ce qui assure une meilleure fluidité pour tra­vail­ler. Pour vos données, vous pouvez opter soit pour un SDD, soit pour un HDD.

Les grandes archives de données, comme les photos, les vidéos et la musique ou les fichiers de mo­dé­li­sa­tion con­sé­quents, doivent être sau­ve­gar­dés sur des disques durs HDD, et, idéa­le­ment, copiés sur deux disques durs dif­fé­rents.

Note pour les gamers : bien entendu, les jeux chargent ra­pi­de­ment sur un disque dur SSD. Pourtant, les lecteurs modernes à cellules semi-con­duc­trices ne per­met­tent pas un jeu plus fluide en lui-même, car les per­for­mances de la mémoire vive, du pro­ces­seur et de la carte graphique ont aussi un impact.