SSD Drives

Redes Locales y Metropolitanas

UNIDADES DE ESTADO
SOLIDO (SSD DRIVES)

Arquitecturas. Rendimiento y Características.
Fabricantes y Productos. Retos del Futuro

64157 - Jose Luque Ballesteros
Exposición / Universidad Pontificia de Salamanca/23.03.2011

INDICE

01 Introducción
 Definición SSD
 Características
02 Tipologías
 Basados en RAM
 Basados en FLASH
03 Arquitecturas
 SLC
 MLC

Unidades de estaso sólido (SSD Drives)
04 HDD vs SDD
 Carga de Trabajo de Acceso Secuencial
 Carga de Trabajo de Acceso Aleatorio
06 Conclusiones
07 Retos 2

INTRODUCCIÓN

INTRODUCCIÓN
Evolución de los sistemas de almacenamiento. Pongamos un
ejemplo: Contexto Música.

Irrupción de nuevas tecnologías (Smartphones, Cloud
Computing…) que derivan en enormes cantidades de datos
(BigData).

Proliferación de nuevos sistemas operativos y dispositivos que
precisan de una alta velocidad de lectura y escritura de datos.

DEFINICION
Unidad de estado sólido, que hace uso de

memorias volátiles (RAM), o no volátiles (FLASH)
para almacenar datos .

3

INTRODUCCIÓN

CARACTERÍSTICAS

4


TIPOLOGÍAS

BASADAS EN MEMORIA RAM
Representado por su carácter
volátil, lo que hace que para
que los datos puedan
persistir, son necesarias
unidades de memoria no
volátil de respaldo, o sistemas
de alimentación
ininterrumpida.

Basado en slots de memoria, lo que hace que estos puedan se
remplazados o sustituidos por otros de mayor capacidad.

Los tiempos de escritura y lectura son muy superiores a los
conseguidos con unidades SSD de tipo FLASH, dicha mejora es
directamente proporcional al precio, muy superior al de las
unidades SSD de tipo FLASH.

5

TIPOLOGÍAS

BASADAS EN MEMORIA FLASH
Representado por su carácter
no volátil, no necesitan de
alimentación externa para la
persistencia de datos.

Pueden encontrarse de forma
integrada o como una unidad
externa.
No son ampliables ya que su capacidad se define en el
momento en que se construyen.

Son las más utilizadas y de las que existe un mayor abanico de

fabricantes y productos ya que están orientadas al usuario y no
a las empresas.

Los tiempos de escritura y lectura son inferiores a los
conseguidos con unidades SDD RAM, pero son bastante más
baratas y ofrecen un rendimiento muy alto en el contexto de 6

usuario

TIPOLOGÍAS

COMPARATIVA
Tiempos de acceso escritura y lectura

7

ARQUITECTURA

ARQUITECTURAS
SLC (Single Level Cell)
En cada celda se almacena un estado: erased (1), programmed
(0) y por esta misma simplicidad la velocidad de acceso es muy
elevada.

La vida útil de las memorias que utilizan este tipo de arquitectura
es de unos 100.00 ciclos de escritura

SLC (Multi Level Cell)
En este caso son dos bits los que conforman cada celda,
pudiendo establecerse los estados: erased (11), two thirds (10),

one third (01) y programmed (00)

La vida util de las memorias que utilizan este tipo de arquitectura
es de unos 10.000 ciclos de escritura. 8

Su lógica de funcionamiento es más compleja que la de las SLC,
por lo que los tiempos de lectura y escritura son menores

ARQUITECTURAS

COMPARATIVA
Elemento SLC MLC
Voltaje 3.3V / 1.8V 3.3V
Tecnología / tamaño de
0.12um 0.16um
chip

Tamaño de página / 512KB / 32KB or 2KB /
2KB / 128KB
tamaño de bloque 256KB

Tiempo de acceso (máx.) 25us 70us

Tiempo de programa de
250us 1,2ms
página (típico)

Programa parcial Sí No

Resistencia 100K 10K

Velocidad de escritura de
8 MB/s+ 1.5 MB/s
datos
9

HDD vs SSD

COMPARATIVA
Carga de Trabajo de Acceso Secuencial

10

HDD vs SSD

COMPARATIVA
Carga de Trabajo de Acceso Aleatorio

11

CONCLUSIONES

CONCLUSIONES
CARGA DE TRABAJO SECUENCIAL
Para las típicas cargas de trabajo secuenciales, los discos duros
tradicionales ofrecen una combinación de capacidad
y rendimiento a un precio muy bueno. Aunque las memorias SSD
pueden ofrecer la mejora del rendimiento frente a discos duros,
incluso para aplicaciones secuenciales, la mejora del
rendimiento no justifica su costo

CARGA DE TRABAJO ALEATORIO
Para las típicas cargas de trabajo aleatorio, las memorias
SSD ofrecen enormes mejoras de rendimiento y no es

preocupante el factor resistencia/desgaste. Las mejoras de
rendimiento obtenidos de los discos a memorias SSD
para cargas de trabajo aleatorias definitivamente compensa
el coste adicional. Por lo tanto, se recomienda SSD para
aplicaciones de lectura aleatoria, especialmente con el software
de organización en niveles.
12

CONCLUSIONES

CONCLUSIONES
MARCOS DE TRABAJO
Application Payload Size in Bytes Read/Write Percentage Random/Sequential Recommended Drive
Mix Percentage Mix Type

Web File Server 4KB, 8KB, 64KB 95%/5% 75%/25% SSD

Database Online 8KB 70%/30% 100%/0% SSD
Transaction Processing
(OLTP)

Exchange Email 4KB 67%/33% 100%/0% SSD

OS Drive 8KB 70%/30% 100%/0% SSD
Decision Support 1MB 100%/0% 100%/0% SSD
Systems (DSS)

File Server 8KB 90%/10% 75%/25% SSD
Video on Demand 512KB 100%/0% 100%/0% SSD

Web Server Logging 8KB 0%/100% 0%/100% HDD

SQL Server Logging 64KB 0%/100% 0%/100% HDD

OS Paging 64KB 90%/10% 0%/100% HDD
Media Streaming 64KB 98%/2% 0%/100% HDD
13

RETOS

RETOS
DURACION Y FIABILIDAD
Aunque los ciclos de vida parecen indicar que para un usuario
normal permite una duración de aproximadamente 27 años, se
están desarrollando algoritmos de nivelación de desgaste.

FALTA DE ESTANDARES
La forma de almacenar la información difiere enormemente de la
forma en la que se almacenaban en discos duros, actualmente
cada fabricante implementa diferentes formas para grabar pero
se están desarrollando estándares comunes.

ALTO COSTE
Muy superior a de los discos duros con unidades de menor
capacidad. Actualmente se realizan fuertes inversiones
sobretodo en memorias de tipo MLC para que su desarrollo y
coste final sea mucho más asequible para el usuario.

14

“640 Kb –de memoria- serán
suficientes para cualquiera”
Bill Gates

Jose Luque Ballesteros
Redes Locales y Metropolitanas / UPSAM
jluqueupsam@gmail.es 15

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