No que parece ser um movimento muito repentino, a tecnologia SSD se tornou popular. Essas unidades de estado sólido rápidas são um recurso comum até mesmo em computadores de médio porte. Até a próxima geração do Playstation contará com um SSD^{(feature an SSD)} em vez de um disco rígido mais tradicional.

Em geral, isso é uma coisa boa. Os SSDs^(SSDs) representam um grande salto no desempenho em relação aos discos rígidos tradicionais. No entanto, eles também trazem algumas considerações especiais de uso e manutenção. A maioria dos usuários que estão lendo isso provavelmente já possui um SSD em seu sistema ou quase certamente obterá um em seu próximo sistema.

Portanto, é a hora certa de descompactar um dos problemas mais importantes, mas incompreendidos, exclusivos da tecnologia SSD . Estamos falando do desgaste do SSD . ^(SSD)O assassino mítico de drives que manteve muitos dos primeiros adeptos desta tecnologia acordados à noite.

Antes de podermos abordar o que realmente é o desgaste do SSD , precisamos falar brevemente sobre como os ^(SSD)SSDs são diferentes dos discos rígidos que todos conhecemos e amamos.

Como SSDs e discos rígidos tradicionais ^{(Traditional Hard)}diferem^(Differ)

O disco rígido mecânico tradicional consiste em pratos revestidos de um material magnético especial. O prato gira a milhares de rotações por minuto, enquanto as cabeças de leitura/gravação deslizam sobre suas superfícies em uma bolsa de ar mais fina que um fio de cabelo humano.

Os primeiros discos rígidos eram tão grandes que precisavam de um avião para entrega^{(needed an airplane for delivery)} – mantendo apenas alguns megabytes de dados. Atualmente, um disco rígido portátil de 4 TB cabe facilmente no seu bolso. Essas unidades são baratas, espaçosas e bastante confiáveis em comparação com a forma como as coisas eram no início.

No entanto, a tecnologia de disco rígido mecânico não tem esperança de acompanhar o avanço dos componentes de computador de estado sólido, como CPUs , RAM e memória flash. Os pratos só podem girar tão rápido, as cabeças de leitura/gravação só podem se mover conforme as leis da física permitem que objetos com tanta massa o façam.

As unidades de estado sólido não têm partes móveis. É tudo circuito de semicondutores. Os elétrons podem se mover através de chips de silício muito, muito^(much) mais rápido do que qualquer componente mecânico jamais poderia. É por isso que^(Which) mesmo o SSD mais barato obliterará completamente uma unidade mecânica em desempenho.

Como não possuem partes mecânicas, também são muito menos frágeis fisicamente e muito menos propensos a falhas. Por outro lado, simplesmente usar um SSD reduzirá sua vida útil e, se você usá-lo de maneira errada, esse encurtamento pode ser bastante dramático. Então o que está acontecendo?

Por que os SSDs se desgastam?

Em primeiro^(First) lugar, a leitura de dados de um SSD não tem nenhum efeito apreciável em sua vida útil. Em vez disso, é o ato de gravar na célula de memória flash que a degrada. Cada célula de memória dentro de um SSD possui um componente de óxido. Duas camadas de um ou outro produto químico misturado com oxigênio. Os elétrons ficam presos entre essas camadas de óxido.

Qual é o estado de uma determinada célula depende do nível de carga. Em outras palavras, quantos elétrons estão presos entre as camadas de óxido. Toda vez que esse estado é alterado, as camadas de óxido se desgastam, eventualmente perdendo sua capacidade de conter elétrons. Isso pode tornar o estado impossível de ler corretamente. Escreva^(Write) para uma célula muitas vezes e, eventualmente, fica ruim.

Tipos de tecnologia SSD e resistência

Embora todos os SSDs sofram de desgaste de gravação, nem todos têm a mesma tolerância. Existem diferentes designs de células de memória, que alteram a quantidade de informações que podem ser armazenadas em uma única célula.

O design mais robusto é conhecido como SLC ou memória de célula de nível único . ^{(single level cell)}Isso armazena apenas um único bit de dados em uma célula, tornando-a binária. Portanto, é muito fácil distinguir entre um nível de carga que representa um estado ou outro, mesmo depois de muito desgaste.

Os projetos MLC^(MLC) e TLC , de nível múltiplo e triplo, armazenam dois e três bits por célula, respectivamente. Suas células têm vários níveis e, portanto, muitos estados diferentes que precisam ser lidos. Como as margens entre os diferentes estados das células são mais estreitas, mesmo uma pequena quantidade de desgaste pode causar problemas de capacidade de elétrons que impossibilitam a recuperação do estado correto.

Então devemos usar apenas SLC , certo? O problema é que o SLC é incrivelmente caro por gigabyte. É rápido e robusto, mas não muito denso. Atualmente, a maioria das unidades SSD premium em computadores usa MLC , e o TLC está se tornando mais popular graças a maiores capacidades a um bom preço.

Então, quanto você tem que se preocupar com a falta de resistência desses produtos mais baratos na prática?

Resistência SSD na prática

A resposta a essa pergunta hoje é “não muito”. Nos primeiros dias dos SSDs de computador , você poderia destruir um em apenas algumas horas martelando-o com solicitações de gravação. Hoje você pode esperar que as unidades de vários níveis tenham muito mais resistência de gravação do que o usuário típico jamais precisará.

Existem algumas razões para isso, mas tudo se resume ao fato de as próprias unidades serem sistemas operacionais muito mais inteligentes e modernos, sabendo como usar as unidades SSD corretamente.

Por exemplo, os SSDs agora usam uma técnica conhecida como nivelamento de desgaste^{(wear-leveling)} . Isso espalha de forma transparente as gravações de célula em todo o disco para que o desgaste ocorra de maneira uniforme. Caso contrário, algumas células morreriam muito mais rapidamente do que outras.

Então, quanta resistência de gravação você pode esperar? A última geração de unidades, como a unidade Samsung 950 Pro^{(Samsung 950 Pro 512GB drive)} de 512 GB, tem uma autonomia de gravação de 400 TB. No entanto, muitas pessoas ainda estão usando unidades populares mais antigas, como o 850 EVO . Essa unidade é classificada para 'apenas' 150 TB.

Testes de tortura^{(Torture tests)} mostram que essa classificação é muito conservadora. Na vida real, o uso desse modelo de unidade levou 9100 TB de gravações antes de desistir do fantasma. Portanto, o número de 150 TB é apenas o ponto em que o fabricante não honrará mais a garantia.

Ainda assim, as unidades de nível de consumidor não devem ser usadas para nenhum trabalho em que muitas gravações de disco ocorram constantemente. Eles não são bons para uso em servidor ou como unidades de mídia pesada. No entanto, para o uso diário normal do consumidor, a resistência de gravação é algo em que você nunca terá que gastar tempo pensando.

Compre uma boa marca de unidade^{(Buy a good brand of drive)} e, de qualquer forma, faça backups regulares de seus dados de missão crítica.

Everything You Need To Know About SSD Wear & Tear

In what sеems like a very sudden move, SSD technology haѕ gone mainstream. These fаst, solid-statе drives are a common feature on even mid-range cоmputers. Evеn the next generation of Рlaystation will feature an SSD instead of a more traditional hard drive.

In general this is a good thing. SSDs represent a major leap in performance over traditional hard drives. However, they also bring some special usage and maintenance considerations with them. Most users reading this probably have an SSD in their system already or will almost certainly get one in their next system.

So the time is right to unpack one of the most important, yet misunderstood, issues unique to SSD technology. We’re talking about SSD wear and tear. The mythical killer of drives that has kept many an early adopter of this technology awake at night.

Before we can tackle what SSD wear and tear actually is though, we need to briefly talk about how SSDs are different from the hard drives we all know and love.

How SSDs & Traditional Hard Drives Differ

The traditional mechanical hard drive consists of platters coated in a special magnetic material. The platter spins at thousands of revolutions per minute, while read/write heads skate across their surfaces on a pocket of air thinner than a human hair.

The first hard drives were so big, they needed an airplane for delivery – while only holding a few single megabytes of data. These days a 4TB portable hard drive easily fits in your pocket. These drives are cheap, capacious and pretty reliable compared to how things were at the outset.

Yet, mechanical hard drive technology has no hope of keeping up with the advancement of solid state computer components such as CPUs, RAM and flash memory. Platters can only spin so fast, read/write heads can only move as the laws of physics allow objects with that much mass to do.

Solid state drives have no moving parts. It’s all semiconductor circuitry. Electrons can move through silicon chips much, much faster than any mechanical components ever could. Which is why even the cheapest SSD will completely obliterate a mechanical drive in performance.

Since they have no mechanical parts, they are also much less physically fragile and far less prone to failure. On the other hand, simply using an SSD will shorten its lifespan and if you use them in the wrong way, that shortening can be quite dramatic. So what’s going on?

Why Do SSDs Wear Out?

First of all, reading data from an SSD doesn’t have any appreciable effect on its lifespan. Instead, it’s the act of writing to the flash memory cell that degrades it. Each memory cell within an SSD has an oxide component. Two layers of one or another chemical mixed with oxygen. Electrons are trapped between those oxide layers.

What a given cell’s state is, depends on the charge level. In other words, how many electrons are trapped between the oxide layers. Every time that state is changed, the oxide layers wear down, eventually losing their ability to contain electrons. This can make the state impossible to read correctly. Write to a cell too many times, and it eventually goes bad.

SSD Technology Types and Endurance

While all SSDs suffer from write wear, they don’t all have the same amount of tolerance for it. There are different memory cell designs, which change how much information can be stored in a single cell.

The most robust design is known as SLC or single level cell memory. This stores only a single bit of data in a cell, making it binary. It is therefore quite easy to distinguish between a charge level that represents one state or another, even after quite a lot of wear has happened.

MLC and TLC designs, multi- and triple- level, store two and three bits per cell respectively. Their cells have multiple levels and therefore many different states that have to be read. Since the margins between different cell states are narrower, even a small amount of wear can cause electron capacity issues that make it impossible to recall the correct state.

So we should only use SLC, right? The problem is that SLC is incredibly expensive on a per-gigabyte basis. It’s fast and robust, but not very dense. Most of the premium SSD drives in computers these days are using MLC, and TLC is becoming more popular thanks to bigger capacities at a good price.

So how much do you have to worry about the lack of endurance of these cheaper products in practice?

SSD Endurance In Practice

The answer to that question today is “not very much at all”. In the early days of computer SSDs you could destroy one in just a few hours by hammering it with write requests. Today you can expect multi-level drives to have way more write endurance than the typical user will ever need.

There are a few reasons for this, but it comes down to the drives themselves being much smarter and modern operating systems knowing how to use SSD drives properly.

For example, SSDs now use a technique known as wear-leveling. This transparently spreads cell writes around the entirety of the disk so that wear happens evenly. Otherwise some cells would die much more quickly than others.

So how much write endurance can you expect? The latest generation of drives, such as the Samsung 950 Pro 512GB drive has a write endurance of 400TB. However, many people are still using popular older drives such as the 850 EVO. That drive is rated for ‘only” 150TB.

Torture tests show that this rating is very conservative. In real life use that model of drive took a whopping 9100TB of writes before giving up the ghost. So the 150TB number is just the point at which the manufacturer won’t honor the warranty any more.

Still, consumer grade drives should not be used for any job where lots of disk writing happens on a constant basis. They’re no good for server use or as heavy media scratch drives. For normal every day consumer use however, write endurance is something you’ll never have to spend any time thinking about.

Buy a good brand of drive and, either way, make regular backups of your mission-critical data.

Ariadna das Dores

About the author

Sou engenheiro de software com mais de 10 anos de experiência na indústria Xbox. Sou especialista em desenvolvimento de jogos e testes de segurança. Também sou um revisor experiente e tenho trabalhado em projetos para alguns dos maiores nomes dos jogos, incluindo Ubisoft, Microsoft e Sony. No meu tempo livre, gosto de jogar videogame e assistir a programas de TV.

Tudo o que você precisa saber sobre SSD Wear & Tear