SSDs

SSDs

HISTória

CRONOLOGIA DA EVolução do ssd

EXEMPLOS DE Implementação

CONTRAS

Prós

Trabalho Realizado por: José Coixão, Sara Socorro, Kateryna Grineva-Kicha, João Leite, Tânia Santos

História do SSD

Go!

Uma unidade de estado sólido, em inglês: Solid-State Drive, ou SSD, é um dispositivo de armazenamento de estado sólido que usa conjuntos de circuitos integrados para armazenar dados de forma persistente, normalmente usando memória flash e funciona como armazenamento secundário na hierarquia de armazenamento do computador.

Às vezes, também é chamado de dispositivo de armazenamento semicondutor, dispositivo de estado sólido ou disco de estado sólido, embora os SSDs não tenham discos giratórios físicos.Porque aplicam maior rapidez e armazenamento, são algumas das vantagens dos SSDs em relação aos HDs. Os principais componentes de um SSD são o controlador e a memória para armazenar os dados.

O componente de memória principal em um SSD era tradicionalmente a memória volátil DRAM, mas desde 2009, é mais comumente a memória não volátil NAND Flash. A tecnologia, empregue para substituir os HDs, usa material sólido para o transporte de sinais elétricos entre transístores. Em comparação com as unidades electromecânicas, os SSDs, geralmente, são mais resistentes a choques físicos, funcionam silenciosamente e têm IOPS mais alta e dissimulação mais baixa, porque os SSDs armazenam dados em células semicondutoras.

A partir de 2019, as células passaram a conter entre 1 e 4 bits de dados. Os dispositivos de armazenamento SSD variam em suas propriedades de acordo com o número de bits armazenados em cada célula, sendo as células de bit único Single Level Cells ou SLC, porém, geralmente são o tipo mais confiável, durável, rápido e caro, em comparação com células de 2 e 3 bits Multi-Level Cells/MLC e Triple-LevelCells/TLC. Finalmente, as células de quatro bits, QLC, sendo usado para dispositivos de consumo, pois não exigem propriedades tão extremas, são os mais baratos por gigabyte dos quatro. Além disso, a memória 3D XPoint, armazena dados alterando a resistência elétrica das células em vez de armazenar cargas elétricas nas células, e os SSDs feitos de RAM podem ser usados para alta velocidade.

Desenvolvimento e história

Um dos primeiros, se não o primeiro, dispositivo de armazenamento de semicondutor compatível com uma interface de disco rígido, a exemplo um SSD, conforme definido, foi o StorageTek STC 4305 de 1978. O STC 4305, um substituto compatível com tomada para a unidade de disco de cabeça fixa IBM 2305, que inicialmente usava dispositivos de carga acoplada, CCDs, para armazenamento, foi relatado como sendo sete vezes mais rápido que o produto da IBM e extremamente mais económico. Mais tarde, mudou para DRAM. Convém saber que antes do SSD StorageTek, havia muitos produtos DRAM e o núcleo, por exemplo DATARAM BULK Core de 1976, já eram vendidos como alternativas aos HDDs, mas esses produtos continham interfaces de memória e não eram SSDs, conforme o definido.

Desenvolvimento e história

Porém, nos finais dos anos 80, a Zitel ofereceu um conjunto de produtos SSD baseados em DRAM, sob o nome comercial RAMDisk, para uso em sistemas da UNIVAC e Perkin-Elmer, entre outros.A base para SSDs baseados em flash, Memória Flash, foi inventada por Fujio Masuoka, na Toshiba, em 1980, mas só iniciou a comercialização em 1987. Todavia, os fundadores da SanDisk, Eli Harari e Sanjay Mehrotra, juntamente com Robert D. Norman, viu o potencial da Memória Flash como uma alternativa aos discos rígidos existentes e registou a patente para um SSD baseado em flash em 1989. Assim, o primeiro SSD comercial baseado em Flash foi lançado pela SanDisk em 1991. Era um SSD de 20 MB com configuração PCMCIA.

A evolução do SSD

Começou com o desenvolvimento para melhorar a capacidade 20 MB, Sandisk, em 1991.Em 1995, a STEC, Inc. entrou no negócio de Memória Flash para dispositivos eletrónicos de consumo, como substitutos de HDD para as indústrias militar e aeroespacial, bem como para outras aplicações de missão crítica. Esses aplicativos exigem a capacidade do SSD de resistir a choques extremos, vibrações e diferenças de temperatura.Em 1999, a BiTMICRO fez várias apresentações e anúncios sobre SSDs baseados em flash, incluindo um SSD de 18 GB.Em dezembro de 2009, a Micron Technology anunciou um SSD usando uma interface SATA de 6 GB por segundo

A evolução do SSD

Em 2016, a Seagate demonstrou velocidades de leitura e gravação sequenciais de 10 GB/s. Realce que as capacidades de armazenamento variam de 4 MB a 128 GB com diferentes variações nos layouts físicos, incluindo orientação vertical ou horizontal.Em 2017, a Samsung e a Toshiba lançaram no mercado SSDs de 30,72 TB usando o mesmo formato de 2,5”, mas com espessura de unidade de 3,5”, usando uma interface SAS. Uma nova versão do SSD de 100 TB foi lançada em 2020.

Em resumo

Os discos rígidos são como armários de arquivos digitais, porém os SSDs oferecem maior velocidade e eficiência em comparação com os HDDs.

Cronologia

Start

A evolução dos SSDs ao longo do tempo

A primeira versão dos SSDs era baseada em RAM e foi inventada pela StorageTek em 1978.

Os SSDs baseados em memória flash foram introduzidos em 1989 pela Western Digital.

Desenvolvimento inicial da tecnologia de memória flash, que é a base dos SSDs. Nesse período, a tecnologia foi principalmente aplicada em dispositivos como EEPROMs) e outros usos especializados.

1970s-1980s

1978

1989

SSDs baseados em flash vêm a oferecer maior densidade de armazenamento e menor consumo de energia em comparação com os SSDs baseados em RAM.

Durante a década de 1990, os SSDs começaram a surgir como uma tecnologia promissora, embora ainda estivessem em estágio inicial de desenvolvimento e não fossem amplamente adotados.

A SanDisk Corporation lança o primeiro SSD comercial baseado em NAND flash, chamado SSD 20M.

1990s

1991

Desde 2004, as memórias flash têm sido utilizadas como armazenamento para dispositivos portáteis, como smartphones, tablets, etc. Também são usadas em desktops e servidores de alto desempenho devido à sua alta capacidade e largura de banda.

Os primeiros SSDs com memória flash NAND Multi-Level Cell (MLC) tornam-se disponíveis, oferecendo maior capacidade de armazenamento a custos mais baixos em comparação com os SSDs Single-Level Cell (SLC).

A introdução da interface SATA II e o lançamento de SSDs para consumidores, como o Intel X-25M e a série Samsung SSD 470, marcam o início da popularização dos SSDs no mercado de computadores pessoais.

Os SSDs começam a ser utilizados em aplicações especializadas, como militares e aeroespaciais, devido à sua durabilidade, resistência a choques e baixo consumo de energia. Até 2004, o custo das memórias NAND flash diminuiu drasticamente, e os SSDs entraram numa nova fase como substitutos para dispositivos de armazenamento magnético.

2000s

2004

2007

2008

Surgimento de SSDs Serial Attached SCSI (SAS), oferecendo soluções de armazenamento de alto desempenho adequadas para ambientes de servidores exigentes.

Introdução do formato mSATA, permitindo que os SSDs fossem usados em dispositivos menores, como ultrabooks e tablets.

Os SSDs PCIe começam a surgir, tendo velocidades de transferência de dados mais rápidas em comparação com os SSDs SATA, particularmente em aplicações de computação de alto desempenho e estações de trabalho.

2010s

2010

2012

2013

A tecnologia NVMe (Non-Volatile Memory Express) ganha destaque, aproveitando a interface PCIe para velocidades de transferência de dados ainda mais rápidas e latência reduzida, especialmente benéfica para data centers empresariais e usuários de PC entusiastas.

A chegada da tecnologia de NAND 3D permite capacidades de armazenamento significativamente mais altas em SSDs, mantendo o desempenho e a confiabilidade.

Introdução de SSDs baseados em NAND QLC (Quad-Level Cell), com capacidades de armazenamento ainda maiores a custos mais baixos, embora com desempenho e resistência ligeiramente reduzidos em comparação com os tipos de flash NAND anteriores.

Durante a década de 2010, os SSDs (Solid State Drives) continuaram a evoluir rapidamente, ganhando popularidade e se tornando cada vez mais comuns em uma variedade de dispositivos eletrônicos.

2010s

2015

2017

2018

Expansão para Computação em Nuvem e Armazenamento de Dados em Data Centers: A demanda por armazenamento rápido e eficiente em data centers e na computação em nuvem continuou a impulsionar a adoção de SSDs em grande escala.

Adoção Generalizada de NVMe: A tecnologia NVMe (Non-Volatile Memory Express) ganhou destaque como o padrão para interfaces de SSDs de alta velocidade.

Foco na Segurança: Com o aumento das preocupações com segurança cibernética, os fabricantes de SSDs começaram a implementar recursos de criptografia de dados embutidos nos drives para proteger informações sensíveis.

Aumento na Capacidade de Armazenamento: A capacidade dos SSDs continuou a aumentar significativamente, com a introdução de unidades com terabytes (TB) de armazenamento acessíveis para consumidores comuns.

Durante a década de 2020, os SSDs continuaram a evoluir rapidamente, impulsionados por avanços tecnológicos e demandas crescentes por armazenamento de alta velocidade e confiabilidade.

2020s

De forma geral, esta evolução representa uma história de inovação tecnológica contínua e melhoria incremental, resultando em dispositivos de armazenamento mais rápidos, confiáveis, acessíveis e eficientes, que desempenham um papel fundamental em muitos aspectos da nossa vida digital moderna.

A evolução dos SSDs ao longo das últimas décadas tem sido notável, transformando radicalmente a indústria de armazenamento de dados e impactando positivamente variados dispositivos e aplicações.

Exemplos de implementação

Go!

Existem muitos tipos de SSDs (unidades de estado sólido) e pode ser difícil decidir qual SSD comprar para sua próxima atualização de armazenamento. A boa notícia é que os SSDs estão mais acessíveis, detalharemos as principais diferenças entre os SSDs: M.2, PCIe NVMe e SATA.

SATA O modelo de conexão SATA é o mais presente no mercado, principalmente por já existir há mais tempo. No entanto, ainda tem uma velocidade relativamente baixa comparada aos demais tipos, chegando até 3 GBps, além de um formato físico maior e mais robusto, que pode ser um problema em algumas situações.

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M2 O M2 é o padrão atual, mais fácil de ser encontrado em desktops e notebooks. Por ser menor e mais compacto, é um ótimo SSD para notebook ultrafino.

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Um equívoco comum é que SSDs M.2 e SSDs SATA são dois tipos completamente diferentes de SSDs. M.2, conforme abordado acima, é um SATA do tipo barramento. Os SSDs SATA vêm em formatos de 2,5” e M.2. O formato de 2,5” é o que a maioria das pessoas associa a um SSD; requer dois cabos (dados e alimentação) e é montado no gabinete do computador. Os SSDs M.2 SATA, por outro lado, possuem o mesmo desempenho exato de suas contrapartes de 2,5” e se conectam diretamente à placa-mãe, eliminando a necessidade de cabos. Comprimentos de SSD M.2: 2240, 2260 e 2280. O SSD M.2 oferece o mesmo desempenho que a versão de 2,5” sem a necessidade de cabos de alimentação e dados SATA. Melhor ainda é o fato de que não há preço premium para a versão M.2. Tudo o que é necessário é um slot M.2 compatível em sua placa-mãe. Se você não tiver um slot M.2, poderá adquirir um adaptador M.2 PCIe instalado como uma placa gráfica; o SSD M.2 está instalado no adaptador.

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PCIe Por sua vez, a conexão PCIe é a mais potente, capaz de chegar a altas velocidades de 6GBps, otimizando todo o desempenho do computador. É excelente para gamers e para quem realiza diversas tarefas pesadas ao mesmo tempo no dispositivo. Esse tipo de SSD usa o mesmo espaço para placa de vídeo, por exemplo, que demonstra como seu foco é no desempenho.

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Talvez o recurso mais interessante dos SSDs M.2 baseados em NVMe (non-volatile memory express) que se conectam via PCI-express. Os SSDs são essencialmente memória de alta velocidade semelhante à RAM, mas como o SATA 3.0 só era capaz de 6 GB/s, as velocidades do SSD acabaram sendo limitadas a esta banda. Ao acessar diretamente o barramento PCI-express, em vez do barramento SATA limitado, as unidades NVMe podem ser executadas nas velocidades que a memória flash são capazes. A tecnologia NVMe permite que os SSDs liberem seu verdadeiro potencial: velocidades de leitura/gravação extremamente mais rápidas.

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Tudo depende do seu computador e de qual o objetivo da compra.Defina o tanto de capacidade de armazenamento que necessita e, ainda mais importante, identifique qual dos modelos é o adequado para o seu computador ou notebook. Dessa forma, os riscos de comprar um modelo que não seja compatível com o seu equipamento é reduzido.

8- Alto desempenho

7- Desfragmentação irrelevante

6- Tamanho compacto

5- Menor geração de calor

4- Baixo nível de ruído

3- Menor consumo de energia

2- Durabilidade

1- Velocidade

SSD (Solid State Drive) oferece várias vantagens em comparação com os HDDs (Hard Disk Drives) tradicionais. As principais vantagens são:

Vantagens do uso ssd

Os módulos SSDs são significativamente mais rápidos do que HDDs em termos de leitura e gravação de dados. Isso traduz-se em tempos de iniciação mais rápidos, menor atraso na abertura e gravação de arquivos, e melhor desempenho geral do sistema.

1. Velocidade

Como memórias não possuem partes móveis, elas são mais resistentes a choques e vibrações, tornando-as uma opção mais confiável para armazenamento de dados, especialmente em dispositivos móveis e portáteis.

2. DurabILIDADE

As unidades flash consomem menos energia do que os HDDs, o que ajuda a economizar bateria em dispositivos como notebooks e dispositivos móveis, além de reduzir o consumo de energia em sistemas de armazenamento corporativos.

3. Menor consumo de energia

Como os SSDs não possuem partes mecânicas como os discos e cabeças de leitura/gravação presentes em HDDs, esses módulos não emitem sons durante a operação, o que é ideal para ambientes que exigem baixo nível de ruído.

4. baixo nível de ruído

Os discos de estado sólido geram menos calor quando comparados a outros dispositivos que, além melhorar a longevidade dos componentes, ajuda a manter a temperatura de servidores, computadores e storages corporativos.

5. menor geração de calor

Os módulos de memória flash geralmente são menores e mais leves do que os HDDs, o que os torna ideais para dispositivos móveis como laptops, tablets e smartphones, onde o espaço e o peso são fatores importantes.

6. tamanho compacto

A fragmentação de arquivos não afeta o desempenho dos SSDs como afeta os hard disks. Isso significa que os SSDs não precisam ser desfragmentados regularmente para acessar suas informações em alta velocidade.

7. desfragmentação irrelevante

A maioria dos SSDs possuem tempos de acesso muito mais rápidos do que discos, ou seja, seus dados podem ser acessados quase instantaneamente. Esse desempenho resulta em um sistema mais ágil e responsivo.

8. alto desempenho

Apesar das vantagens listadas, os módulos de SSD também apresentam algumas desvantagens. As principais deficiências de um módulo SSD são:

Contras

Os SSDs ainda são mais caros do que os HDDs em termos de preço por gigabyte, o que pode ser um fator limitante para muitos utilizadores que precisam de grandes volumes de armazenamento.

Alto Custo

Embora a capacidade desse tipo de unidade esteja a aumentar, estes sistemas ainda oferecem pouco armazenamento quando comparados aos HDDs. Isto pode ser um problema para aplicações que exigem muito espaço de armazenamento.

Capacidade limitada

A maioria dos SSDs possui uma quantidade limitada de ciclos de gravação nas suas células. Assim, o volume de dados que pode ser escrito diminui à medida que as células de memória flash se desgastam.

Vida útil limitada

Muitos sistemas podem se tornar mais lentos a medida que o espaço de armazenamento é preenchido, especialmente em unidades sem TRIM (comando que informa ao SSD quais os blocos de dados que não são mais necessários e que podem ser apagados).

Desempenho inconsistente

Apesar do disco se fragmentar, NUNCA se deve usar o desfragmentador do windows num ssd, porque reduz consideravelmente o tempo de vida do mesmo

Embora a fragmentação de arquivos não seja um problema para memórias flash, a fragmentação também pode ocorrer no SSD devido ao processo de gravação e limpeza, o que pode levar a degradação do desempenho ao longo do tempo.

Fragmentação

Os SSDs são sensíveis a temperaturas elevadas. O desempenho e a vida útil de um módulo de memória pode ser afetado negativamente quando expostos a temperaturas muito altas ou baixas.

Sensibilidade a temperaturas extremas

Embora os SSDs geralmente sigam os padrões da indústria, pode haver problemas de compatibilidade com hardware ou software mais antigos.

Incompatibilidade e interoperabilidade

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