Stockage SSS

Article technique
Stockage SSS
Questions fréquemment posées (FAQ)
Qu'est-ce que le stockage SSS ?
Le stockage SSS (solid state storage) est une méthode de stockage des données rendue
possible grâce à l'utilisation de périphériques à circuit intégré, plutôt que de supports
magnétiques ou optiques mobiles. Le SSS est non volatile et peut prendre plusieurs
formes, comme les disques SSD, les cartes SSD ou les modules SSD. Le SSS comprend
également les options d'interface PATA (ancienne), SATA, SAS, Fibre Channel ou PCIe.
Qu'est-ce qu'un disque SSD ?
Les disques SSD (solid state drives) utilisés en entreprise sont des périphériques de
stockage des données s'appuyant sur la technologie de la mémoire flash immobile,
plutôt que sur les disques magnétiques en rotation ou les supports optiques. Les SSD
sont compatibles avec les interfaces traditionnelles des disques durs, comme SATA
ou SAS, et possèdent le format d'un disque dur classique : 3,5 pouces, 2,5 pouces
ou 1,8 pouce par exemple.
Quelle est la différence entre une clé USB et un SSD ?
Chacun de ces systèmes s'appuie sur la mémoire flash NAND. Toutefois, c'est la qualité
de la NAND utilisée, ainsi que le contrôleur et l'interface employés, qui différencie
une simple clé USB de l'équipement de stockage d'une entreprise, comme on peut
en trouver dans les serveurs lame et les systèmes de stockage externe.
Qu'est-ce que la mémoire flash ?
La mémoire flash est une mémoire non volatile et réinscriptible. Contrairement à la
DRAM, elle doit effacer les blocs de données avant de pouvoir réécrire dessus, ce qui
entraîne une performance d'écriture inférieure à la performance de lecture. La mémoire
flash ne supporte qu'un certain nombre d'écritures, ce nombre variant selon la
technologie utilisée.
Elle existe en NAND ou en NOR. Les produits SSD utilisent la mémoire flash NAND car
elle est plus durable et mois chère que la NOR, mais ses cellules sont également plus
denses et les opérations d'écriture et d'effacement plus rapides. La mémoire flash NOR
est conçue pour stocker le code binaire de programmes et elle est particulièrement
performante pour les opérations de lecture.
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Questions fréquemment posées (FAQ)
Qu'est-ce que la NAND ?
La NAND est la description technologique d'une structure de porte utilisée pour créer
une forme de mémoire d'ordinateur flash pouvant être effacée et reprogrammée de
manière électrique. Elle n'est pas volatile, ce qui signifie qu'aucune alimentation n'est
nécessaire pour conserver les informations dans la puce. En 2010, la plupart des
solutions de stockage SSD sont conçues à partir de mémoires flash NAND.
Quelle est la différence entre les technologies NAND MLC et SCL ?
La mémoire flash utilise la technologie flash SLC (single-level cell, cellule à un niveau) ou
MLC (multi-level cell, cellule à plusieurs niveaux). La NAND SLC stocke un bit par cellule
et bénéficie d'une grande endurance (environ 50 000 écritures par cellule). La NAND
MLC stocke deux bits par cellule, offrant ainsi une meilleure capacité, mais s'use plus
rapidement que la NAND SLC (environ 1/10e de l'endurance d'une mémoire flash SLC).
Des mémoires flash NAND plus récentes, stockant 3 bits par cellule (environ 1 000 écritures supportées) et 4 bits par cellule (quelques centaines d'écritures supportées)
sont ciblées pour des applications nécessitant un nombre d'écritures très limité.
Qu'est-ce qu'une DRAM ?
Pour la plupart des utilisateurs finaux, la DRAM est la mémoire et les disques durs
et les NAND/SSD représentent le stockage.
La mémoire dynamique DRAM (Dynamic random access memory) est un type de
mémoire à accès direct qui stocke chaque bit de données dans un condensateur
distinct d'un circuit intégré. Comme les condensateurs réels entraînent des courants
de fuite, les informations finissent par disparaître, à moins que les condensateurs ne
soient rafraîchis régulièrement. En raison de cette nécessité de rafraîchissement, cette
mémoire est dite dynamique, par opposition aux SRAM et autres mémoires statiques.
L'avantage de la DRAM est sa simplicité structurelle : un bit requiert seulement un
transistor et un condensateur, lorsque quatre transistors sont nécessaires dans une
SRAM. La DRAM peut ainsi atteindre une densité très élevée. Contrairement à la
mémoire flash, c'est une mémoire volatile dans la mesure où elle perd ses données
lorsque l'alimentation électrique est coupée.
En quoi les SSD sont-ils différents des disques durs ?
Aujourd'hui, en matière de stockage des données, on constate des différences entre
les SSD et les disques durs. Les SSD sont des périphériques de stockage complexes
utilisant des puces de mémoire immobiles, le plus souvent des mémoires flash NAND
non volatiles, plutôt que des disques magnétiques à rotation, comme c'est le cas dans
les disques durs. Les disques durs peuvent récupérer le contenu directement sur l'hôte
et l'écrire sur le support en rotation. À l'inverse, les SSD sont incapables d'écrire un seul
bit de contenu sans tout d'abord effacer et réécrire en une seule fois de volumineux
blocs de données (processus également appelé P/E).
Les SSD et les disques durs disposent d'atouts différents en matière d'efficacité,
c'est pourquoi ils peuvent tout à fait coexister, et même se compléter. Les SSD
fournissent un accès direct aux données ultrarapide (performances entrées/sorties
par seconde, ou IOPS), une consommation d'énergie basse, un petit volume et une
résistance physique (en raison des pièces immobiles) élevée, mais ils sont plus onéreux.
Les disques durs proposent un accès aux données séquentiel, avec une capacité,
une endurance et une fiabilité importantes, à un prix plus accessible.
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Questions fréquemment posées (FAQ)
Seagate dispose des deux solutions de stockage, SSD et disque dur, dans son
portefeuille d’entreprise.
Qu'est-ce que le wear-leveling ?
C'est le procédé utilisé par un contrôleur SSD dans le but de prolonger au maximum
la durée de vie de la mémoire flash. Cette technique répartit l'usure sur tous les blocs
en distribuant l'écriture des données sur les différents espaces de la carte mémoire.
Quels sont les défis inhérents à l'utilisation du SSD ?
Les trois principales inquiétudes en rapport avec l'adoption du SSD dans l'entreprise
sont l'endurance et la fiabilité, l'absence de normes de l'industrie et les coûts élevés.
Endurance/fiabilité
Avec le temps, les disques SSD s'usent. Chacun des blocs (ou cellules) des mémoires
flash NAND n'accepte qu'un certain nombre d'écritures. Les mémoires SLC supportent
généralement 50 000 cycles de programmation/effacement (P/E), alors que les mémoires
MLC sont ordinairement limitées à 5 000 cycles, soit dix fois moins. Une fois qu'un
bloc (ou une cellule) atteint ses limites d'écriture, celui-ci commence à oublier les éléments
stockés et les données peuvent être corrompues. Seagate développe activement des
techniques telles que les algorithmes de wear-leveling, afin de trouver des solutions
aux problèmes d'endurance et de fiabilité.
Absence de normes
Le stockage des données SSD est différent du stockage par disque dur. Ainsi, les
normes éprouvées du secteur utilisées pour les disques durs ne s'appliquent pas de
manière équivalente à la technologie flash NAND. Seagate consacre beaucoup d'énergie
au développement des normes du secteur SSS, à l'aide d'organisations comme le
JEDEC et le SNIA, afin de faire progresser l'adoption du SSD dans les entreprises.
Coûts élevés
Aujourd'hui, une mémoire SLC coûte environ trois fois plus cher qu'une mémoire MLC,
en raison de deux facteurs. Tout d'abord, la NAND MLC stocke deux bits de données
par cellule et offre deux fois plus de capacité de stockage par millimètre carré de
silicium (le composant le plus cher dans une mémoire). Ensuite, les mémoires MLC
représentent environ 90 % de la production totale de mémoires flash, ce qui permet
d'augmenter encore davantage les économies d'échelle lors de leur production1.
Aujourd'hui, les ateliers de fabrication (fabs) concentrent leurs efforts sur la conception
de mémoires MLC. Un investissement important est nécessaire afin d'adapter ou
de fabriquer des usines conçues pour répondre aux exigences de qualité, de cohérence
et d'assistance des entreprises. La construction d'une usine est une opération chère
et complexe, dont le coût s'exprime en milliards de dollars US d'après une étude
de 20102.
3
1
« Solid State Drives: Enabling MLC Technology in the Enterprise » (Disques SSD : rendre accessible la technologie MLC dans l'entreprise), rapport n° FI-NFL-SSD-1109, www.forward-insights.com/report14.html, novembre 2009.
2
« Semiconductor fabrication plant » (Usine de fabrication de semi-conducteurs), Wikipédia, en.wikipedia.org/wiki/Semiconductor_fabrication_plant, mars 2010.
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Questions fréquemment posées (FAQ)
Quelles sont les conséquences du stockage SSS sur les architectures
des entreprises ?
Pour pouvoir fournir des performances optimales, la technologie SSS implique
nécessairement des changements fondamentaux dans les architectures informatiques
des entreprises. Les conséquences de ces changements touchent à la fois l'ensemble
du matériel physique (disques durs, adaptateurs de bus hôtes, interfaces, points
d'intégration) et l'infrastructure logicielle (systèmes d'exploitation, applications). Alors
que les évolutions du matériel commencent d'ores et déjà à atteindre le marché,
les évolutions logicielles nécessiteront davantage de temps.
Sources
• StorageSearch.com
• Storage magazine
• Electronicdesign.com
• Wikipedia.org
• stackoverflow.com
• The New York Times
• Maximum PC
Pour définir et mener à bien ces changements architecturaux, il faudra fournir un effort
supplémentaire. Le cycle de vie des données et les schémas d'accès et d'utilisation
doivent être compris et les hiérarchies de traitement et de stockage des données
réévaluées. En outre, le débit du système et le cumul de latence doivent être recalibrés
et des solutions de stockage, de migration et de positionnement automatiques
des données doivent être développées.
Quelles opportunités sont ouvertes au SSD sur le marché des entreprises ?
Le SSD remplacera-t-il les disques durs ?
Le stockage SSS est un segment en plein développement sur le marché du stockage
d'entreprise. Si le segment des SSD reste assez restreint en termes de volume, Seagate
lui promet un rôle très important sur le marché global du stockage d'entreprise ; rôle
amené à se développer encore davantage avec le temps, au fur et à mesure que la
technologie et les normes muriront.
Seagate dispose d'un portefeuille d'entreprise composé aussi bien de solutions SSD
que de disques durs et ajustera la répartition des produits en fonction de la demande
du marché.
www.seagate.com
Appel gratuit : 00 8004 SEAGATE (732 4283)
(Appel payant : 001 405 324 4714)
AMÉRIQUES
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EUROPE, MOYEN-ORIENT ET AFRIQUE
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© 2010 Seagate Technology LLC. Tous droits réservés. Seagate, Seagate Technology et le logo Wave sont des marques déposées de Seagate Technology LLC aux États-Unis et/ou dans d'autres pays. Les autres noms de produits
cités sont des marques ou des marques déposées de leurs propriétaires respectifs. Les cycles de programmation/effacement ou d'écriture effectifs peuvent varier en fonction de l'environnement de fonctionnement et d'autres facteurs.
Seagate se réserve le droit de modifier sans préavis les offres ou les caractéristiques de ses produits. TP612.1-1003FR, mars 2010