La capacidad de almacenamiento SSD anunciada nunca es realmente lo que obtienes y tiene una o dos cosas que ver con un proceso vital conocido como sobreaprovisionamiento. El aprovisionamiento excesivo de una SSD es la asignación de capacidad de almacenamiento adicional para aliviar el desgaste de la memoria flash NAND con el tiempo al distribuir la cantidad de operaciones de escritura y borrado entre bloques y páginas reservados.
El aprovisionamiento excesivo sirve para mantener un rendimiento óptimo y mejorar la resistencia de su SSD a largo plazo. Vamos a tocar el funcionamiento interno de los SSD y los beneficios del sobreaprovisionamiento a continuación sin profundizar demasiado.
Comprensión de los límites de escritura/borrado de la memoria flash NAND
La memoria flash NAND que se usa en los SSD tiene un número finito de ciclos de borrado después de los cuales algunos sectores comenzarán a fallar. Un controlador SSD mitiga esto al extender las operaciones de escritura a varios sectores, lo que a su vez prolonga la vida útil del SSD, por ejemplo, el sobreaprovisionamiento. Sin embargo, lo inevitable toma años y años antes de que un SSD de grado de consumidor abandone su fantasma, por lo que generalmente no es algo de lo que preocuparse.
La cantidad de veces que se puede escribir y borrar un sector depende del tipo de memoria flash NAND que esté en uso y hay algunos de estos para elegir. Una de ellas es la memoria flash NAND SLC (célula de un solo nivel) que se construye utilizando almacenamiento flash volátil de alto grado y contiene solo 1 bit de datos por celda. Esto reduce el riesgo de pérdida de datos a diferencia de otros tipos de memoria, pero también es costoso y no suele reservarse para un rendimiento de alto nivel de dispositivos industriales que requieren confiabilidad e integridad de datos. Tiene una vida útil de entre 50.000 y 100.000 ciclos de escritura/borrado.
El siguiente es el flash MLC (celda de nivel múltiple) y TLC (celda de nivel triple) que contienen 2 bits de datos y 3 bits de datos respectivamente. De los dos, MLC ofrece más ciclos de escritura/borrado que oscilan entre 1000 y 10 000 en comparación con los 3000 y 5000 de TLC. Como es el caso de SLC, MLC es más caro que TLC para capacidades más pequeñas, aunque de hecho es más duradero. Dicho esto, TLC es en realidad la memoria flash NAND más popular debido a su asequibilidad y capacidad. Cuando se combina con 3D NAND, TLC ofrece un equilibrio aún mejor entre rendimiento, durabilidad y costo.
Una memoria flash NAND más nueva que está incursionando es QLC (célula de nivel cuádruple). QLC tiene 4 bits de datos por celda y ofrece más capacidad de almacenamiento a un precio más bajo. Esto coincide y tal vez rivaliza con la escritura/borrado de TLC en aproximadamente 1000. La durabilidad sigue siendo una preocupación a largo plazo, aunque sigue siendo un SSD viable para uso doméstico.
El aprovisionamiento excesivo de estos tipos de memoria aumenta el rendimiento de SSD y garantiza una vida útil más prolongada. Ahora analicemos los beneficios del aprovisionamiento excesivo a continuación;
Leer más
Beneficios del sobreaprovisionamiento en SSD
Los fabricantes de dispositivos de almacenamiento suelen asignar un porcentaje adicional de la capacidad total al sobreaprovisionamiento por una razón. Este almacenamiento es inaccesible para los usuarios, pero en su lugar lo utiliza el firmware del controlador SSD, las características de fabricación únicas y se usa como reserva para reemplazar los sectores SSD defectuosos. He aquí por qué;
Uno de los principales beneficios del aprovisionamiento excesivo es un proceso llamado nivelación de desgaste. Piense en ello como caminar de tal manera que la suela de su zapato se desgasta de manera uniforme en lugar de inclinarse. La nivelación del desgaste se logra con el aprovisionamiento excesivo al evitar escrituras/borrados repetidos de los mismos sectores del SSD intercambiándolos con bloques libres. Esta técnica evita que algunos sectores se vuelvan poco confiables debido a escrituras/borrados repetidos.
En segundo lugar, el sobreaprovisionamiento le da al controlador SSD espacio libre sin usar para almacenar datos temporalmente durante otro proceso conocido como “recolección de basura”. La recolección de basura es un proceso activado automáticamente en el que el SSD borra el espacio de almacenamiento y lo vuelve reutilizable. La forma en que funciona la memoria flash NAND es que el espacio libre solo se puede crear borrando los datos ocupados previamente en un sector.
Debido a su naturaleza, las escrituras SSD generalmente se realizan más de una vez en un proceso llamado amplificación de escritura. La fase inicial es cuando los datos se guardan por primera vez en la unidad y las escrituras posteriores son cuando se lleva a cabo la recolección de elementos no utilizados. Un comando TRIM permite que el SSD realice la recolección de elementos no utilizados y libere espacio de almacenamiento ocupado por datos no válidos. El aprovisionamiento excesivo proporciona el espacio libre necesario para mover datos temporalmente mientras se borran bloques con datos no válidos. Este proceso puede multiplicar el espacio ocupado por los datos, aunque sea temporalmente.
Posteriormente, el aprovisionamiento excesivo aumenta la vida útil de SSD y mantiene un rendimiento estable a lo largo del tiempo sin ralentizarse debido al espacio libre que siempre está disponible para la recolección de elementos no utilizados, nivelación de desgaste y amplificación de escritura. Cuanto mayor sea el porcentaje de sobreaprovisionamiento, más sólido será el rendimiento de SSD.
En resumen
Los SSD solían tener una mala reputación por tener una vida útil corta en comparación con los HDD de confianza. En verdad, los SSD tienen avances tecnológicos que aseguran que duren años y uno de ellos es el sobreaprovisionamiento. El aprovisionamiento excesivo se apodera de una sección de su SDD a la que no podrá acceder, pero a su vez facilita los ajustes de rendimiento y una vida útil más larga de su SSD.
