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O que é uma unidade de estado sólido?
Uma unidade de estado sólido (SSD) é um dispositivo de armazenamento baseado em semicondutores, que normalmente usa memória flash NAND para salvar dados persistentes. A tecnologia de estado sólido está transformando o armazenamento com memória flash de alta velocidade.
Cada chip de memória flash NAND consiste em uma matriz de blocos, também conhecida como grade e, dentro de cada bloco, há uma matriz de células de memória, conhecidas como páginas ou setores. O número de bits armazenados em cada célula pode variar, e eles são normalmente categorizados como células de bit único (ou seja, "Células de nível único" ou "SLC"), células de 2 e 3 bits (ou seja, "Células de nível múltiplo/MLC" e "Células de nível triplo/TLC"), ou células de quatro bits ("QLC"). Cada tipo de célula também tem seus pontos fortes e fracos. Enquanto as SLCs são conhecidos por sua confiabilidade, altas velocidades e preços, as QLCs têm a vantagem de serem mais acessíveis. Cada grade pode armazenar entre 256KB e 4MB. A unidade central de processamento (CPU) atua como a controladora de quaisquer trabalhos de leitura ou gravação na memória. Seu tamanho e baixos requisitos de energia os tornam ideais para notebooks, tablets e smartphones.
Os SSDs tentam imitar os HDDs por meio do uso de memória de estado sólido não volátil, mas são muito mais rápidos do que o disco rígido ou disquete tradicional. Os HDDs têm uma latência e tempo de acesso inerentes causados por atrasos mecânicos na rotação do prato e no movimento do cabeçote de leitura/gravação. Como os SSDs não têm partes móveis, a latência e o tempo de acesso e armazenamento dos dados são bastante reduzidos.
De acordo com o Gartner (link externo ao site ibm.com), as unidades de estado sólido estão emergindo como a plataforma de armazenamento ideal para dar suporte às cargas de trabalho de dados estruturados, que são alimentadas pela inovação em torno do flash NAND e da tecnologia de memória de classe de armazenamento (SCM). Eles esperam que, até 2025, mais de 40% de todas as atividades de administração e suporte de armazenamento de TI no local sejam substituídas por armazenamento gerenciado como serviço, o que representa um aumento em relação aos menos de 5% em 2021.
Armazenamento flash
Armazenamento flash, também conhecido como memória flash, é um tipo de tecnologia de estado sólido que usa chips de memória flash para escrever e armazenar dados. As soluções de armazenamento flash podem variar de unidades USB a matrizes de nível empresarial. As matrizes all-flash são projetadas para maximizar e acelerar o desempenho sem as restrições das funções legadas da rede de área de armazenamento (SAN). Eles são mais adequados para ambientes multinuvem e protocolos de armazenamento, como NVMe. Como a maioria dos SSDs modernos são baseados em flash, o armazenamento flash tende a ser sinônimo de sistemas em estado sólido.
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Como o nome indica, as unidades de estado sólido internas são instaladas dentro de um computador, conectando-se diretamente à placa-mãe. Os SSDs externos, por outro lado, são conectados como HDDs externos, frequentemente a portas USB 3.0, e têm finalidades semelhantes. Os SSDs internos se conectam via SATA padrão, IDE e m.2., enquanto os SSDs externos utilizam conexões USB, eSATA e Thunderbolt.
Existem dois tipos principais de formatos de SSD:
- mSATA III, SATA III e SSDs tradicionais: embora os SSDs SATA sejam provavelmente os mais comuns, são mais uma tecnologia legada, pois foram projetados com a intenção de serem instalados no lugar de uma unidade de disco rígido. Dito isso, você pode precisar de um adaptador de compartimento ou gabinete, dependendo do seu dispositivo, como um PC de mesa. Embora a facilidade de instalação tenha facilitado a adoção de SSDs, essa interface está em processo de desativação com a introdução de SSDs PCIe e NVMe. Em comparação, os SSDs mSATA III, SATA III e os tradicionais são limitados quanto aos seus tempos de velocidade, tendo uma taxa de transferência menor em comparação com as versões mais recentes de SSDs do mercado.
- SSDs PCIe e NVMe: formatos mais recentes, como SSDs U.2 e M.2, utilizam um protocolo de interface chamado Nonvolatile Memory Express (NVMe), que foi desenvolvido em conjunto por empresas do grupo de trabalho NVM Express, como Samsung, Intel e Seagate. A NVMe trabalha com o Peripheral Component Interconnect Express (também conhecido como PCI Express ou PCIe) para proporcionar altas velocidades de transferência de dados, atingindo velocidades de leitura de mais de 3000 MB/s. A latência reduzida torna esse tipo de SSD ideal para gamers e seus Playstations. Esses SSDs geralmente vêm com um dissipador de calor para evitar o superaquecimento.
Unidades de estado sólido vs. unidades de disco rígido
A história da IBM com o disco rígido remonta à década de 1950 com o disco rígido IBM 650 RAMAC. As unidades de disco rígido (HDD) usam um disco magnético giratório e uma cabeça de gravação mecânica para manipular dados. Os formatos mais comuns são unidades de 2,5 e 3,5 polegadas, usadas para notebooks e desktops, respectivamente. Embora a maioria dos HDDs utilize uma interface SATA, também conhecida como Serial ATA, você também pode encontrar conexões Serial Attached SCSI (SAS) ou Fibre Channel para uso especializado.
Ao contrário dos HDDs, as unidades de estado sólido (SSD) não têm partes móveis que as tornem mais lentas, portanto, os SDDs são muito atraentes por sua alta taxa de transferência. No entanto, os usuários de estado sólido tendem a comprometer a capacidade de armazenamento. Embora existam SSDs de alta capacidade, os usuários pagarão mais caro em comparação com os HDDs.
Muitas organizações estão adotando uma abordagem híbrida, mesclando a velocidade do flash com a capacidade dos discos rígidos. Uma infraestrutura equilibrada permite às empresas aplicar a tecnologia certa para diferentes necessidades de armazenamento, oferecendo um caminho econômico para a transição dos HDDs legados sem ter que passar completamente para o flash.
Vantagens e desvantagens das unidades de estado sólido
Vantagens:
- Alto desempenho: as unidades de estado sólido são mais eficientes em termos de velocidade do que os discos rígidos devido ao seu sistema de memória baseado em flash, o que as torna ideais para executar aplicativos, inicializar o sistema operacional Windows ou Mac ou transferir arquivos. Entretanto, à medida que a capacidade de armazenamento diminui, as unidades de estado sólido podem se tornar cada vez mais lentas.
- Fácil de usar: os SDDs são fáceis de instalar e não possuem peças móveis. Seu tamanho e peso também os tornam extremamente portáteis, tornando-os extremamente atraentes para dispositivos móveis populares, como Mac Book e iPad.
- Durabilidade e confiabilidade: problemas térmicos causados por altas rotações por minuto (RPM) e desgaste mecânico causam deterioração e degradação dos HDDs ao longo do tempo e criam vulnerabilidades a vibração, quedas e solavancos.
Desvantagens:
- Número limitado de gravações: a principal desvantagem dos SSDs é que eles têm um número limitado de gravações durante a vida útil. No entanto, técnicas como nivelamento de desgaste e superprovisionamento ajudam os SSDs de categoria corporativa a resistir a muitos anos de uso contínuo.
- Custo: embora o custo por unidade de armazenamento (ou seja, em gigabytes (GB) ou terabytes (TB)) dos SSDs seja mais caro do que os HDDs, o uso de energia dos SSDs é menor. Ao contrário dos HDDs, os SSDs não precisam usar eletricidade para girar os discos a partir de uma paralisação; o design do produto economiza dinheiro para as empresas nas suas contas de energia.
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