Support de stockage : SSD et/ou Disque Dur ?

Le guide pour comprendre et bien choisir son SSD et son disque dur




Disque SSD Le disque dur est certainement le composant qui a le moins évolué dans nos ordinateurs alors que c’est le moins rapide !

La raison de cette très faible évolution est simple :
le disque dur utilise toujours des pièces en mouvement soumises à des impératifs purement mécaniques…

Depuis leur relative démocratisation courant 2009, les SSD n’ont cessé de progresser. Si leur technologie reste nettement plus chère que celle des disques durs mécaniques, les performances des « disques flash » se sont envolées une fois de plus avec l’arrivée du SATA 6 Gbps en 2010.
Des SSD de dernière génération atteignent à présent des taux de transfert de plus de 500 Mo/s avec un temps d’accès de 0,1 ms alors que les meilleurs disques durs n’arrivent pas encore à soutenir 100 Mo/s et qu’une dizaine de ms sont nécessaires à positionner les têtes de lecture/écriture.
Autant le dire tout de suite, le temps de lancement des applications n’a plus rien de comparable ! Il ne faudrait cependant pas perdre de vue certains inconvénients des SSD, notamment leur usure, mais dans ce domaine, des progrès significatifs ont été accomplis...

Le disque dur

disque dur Le disque dur s’est imposé comme le système de stockage le plus courant. Au fil des années, il a évolué mais le principe de fonctionnement reste inchangé. Des plateaux en rotation sont recouverts d’un matériau ferromagnétique et des têtes de lecture/écriture montées sur un bras se déplacent entre le centre et la périphérie. Le mouvement de rotation des plateaux combiné au mouvement des têtes permet d’accéder à la totalité du disque.
En marge de cette partie mécanique, le disque dur comporte un circuit électronique pour piloter les têtes et communiquer avec le reste du PC. Il comporte aussi une mémoire cache qui permet de stocker les dernières données lues.
Les meilleurs disques durs destinés aux ordinateurs de bureau comme le Western Digital Velociraptor 300 Go atteignent un taux de transfert moyen de plus de 110 Mo/s en lecture comme en écriture avec un temps d’accès de l’ordre de 7 ms grâce à leurs plateaux tournants à 10 000 rpm. En raison de la forte augmentation de leur capacité et donc des informations stockées par cm², les disques moins rapides dépassent également les 100 Mo/s mais avec un temps d’accès de 12 à 15 ms. Même les modèles 2 ½ pouces pour portable 5400 rpm récents destinés aux ordinateurs portables dépassent les 80 Mo/s avec en contrepartie un temps d’accès plus long (18 à 20 ms)

Si les performances progressent toujours, les gains sont cependant devenus bien faibles au fil des générations.
De nos jours, les disques durs sont destinés essentiellement au stockage de masse avec un prix par Go vraiment très faible.


Western Digital Velociraptor 300 Go et Seagate Momentus 7200.3 320 Go


Un disque dur hybride ?

Seagate est le seul constructeur à proposer un disque dur « hybride » au format 2 ½ pouces combinant un 4 Go de mémoire flash avec un stockage conventionnel sur des plateaux. L’électronique embarquée analyse les fichiers utilisés le plus souvent et les place dans la mémoire flash. Le démarrage du système d’exploitation et des applications courantes est ainsi « boosté » de manière notable. Mais si les informations ne sont pas dans mémoire flash, le Momentus XT se comporte comme un disque dur 2 ½ pouces 7200 rpm classique performant grâce à ses 32 Mo de cache. L’agrément d’un tel disque est avéré même s’il est encore loin d’offrir le confort lié à la réactivité d’un véritable SSD. Les 4 Go de mémoire flash induisent cependant un surcoût important. Le Momentus XT 500 Go vaut de 40 à 50 € de plus qu’un disque dur 7200 rpm de 500 Go, c'est-à-dire presque le double du prix. Quoi qu’il en soit, ce disque dur est une solution élégante et efficace particulièrement bien adaptée aux portables.

Les SSD cuvée 2011 !

Les SSD se composent d’un contrôleur mémoire, parfois secondé par un cache, et de puces NAND. En l’absence de toute pièce mécanique, les SSD ont un temps d’accès de l’ordre de 0,1 ms (contre  7 ms pour les meilleurs disques durs). La mémoire SLC plus performante mais beaucoup plus chère que la MLC a été quasiment abandonnée.
Tous les SSD grand public actuels reposent donc sur la mémoire NAND de type MLC dont le principal défaut est de s’user au fil des cycles de lecture, écriture et effacement. Ce problème de dégradation des cellules est aujourd’hui très bien géré par la commande TRIM intégrée à tous les SSD et la réservation de plusieurs Go pour remédier à la défaillance de quelques cellules mémoire au fil du temps. L’arrivée de puces de NAND en 25 nm moins chères à produire, moins gourmandes en énergie mais en contrepartie plus sujettes à l’usure que les anciennes gravées en 34 nm a relancé la polémique sur l’usure des SSD. Les constructeurs réservent donc une plus grande quantité de mémoire afin de contourner le problème. Le mieux reste donc l’ennemi du bien ! A noter que les contrôleurs SandForce sont capables de compresser les données (technologie DuraWrite) afin de diminuer les informations à stocker et ainsi réduire l’usure.

Depuis que les SSD utilisent de la mémoire MLC, le contrôleur fait toute la différence au niveau des performances. Intel, Indilinx, SandForce et Marvell proposent des contrôleurs de très bonne facture avec chacun leurs avantages mais aussi des inconvénients. Pour qu’un SSD offre les meilleures performances possibles, il doit prendre en charge l’interface SATA 6 Gbps afin de débiter plus de 280 Mo/s. Mais ce n’est pas tout ! Pour rester des plus réactifs en multitâches, le contrôleur du SSD doit supporter un maximum d’IOPS (Input/Output Operations Per Second, opérations d’entrée/sortie par seconde).

Le SSD idéal devrait donc avoir un contrôleur SATA 6 Gbps capable de transférer plus de 450 Mo/s, gérer plus de 25 000 IOPS en lecture comme en écriture et utiliser des cellules en 34 nm afin d’avoir la plus grande endurance possible. Les Intel SSD 320 et SSD 510, les Crucial M4 et les Vertex 3 étaient les SSD les plus attendus en ce début d’année. Malheureusement, aucun d’eux n’a toutes ces qualités. Soit le taux de transfert est « modeste », soit les IOPS sont limités, soit les cellules sont en 25 nm… Il faudra donc faire un compromis !

Le tableau suivant illustre nos propos:

specifications SSD 2011

Le SSD n’est cependant pas parfait. En effet, les cellules de mémoire utilisées s’usent à chaque lecture ou écriture.
Et si une zone est plus souvent sollicitée, elle s’use plus vite que les autres !
La mémoire de type NAND retenue pour les SSD est bien moins adaptée que la mémoire NOR…
De plus, dans les deux types de NAND existants, la MLC est la plus utilisée alors qu’elle est la moins performante.
Mais c’est aussi la moins chère !
En examinant le prix des SSD, on comprend rapidement que le principal défaut est le prix du Mo malgré l’utilisation des composants les moins coûteux.

D’un point de vue technologique, dans la mémoire SLC, les cellules sont adressées une par une alors que dans la MLC, les cellules sont empilées et adressées par bloc.
En pratique, l’accès à une cellule est plus rapide, ce qui donne l’avantage en terme de performances à la SLC.
Avec la MCL, il faut adresser tout le bloc pour accéder à une cellule et tout le bloc de cellules s’use…


Les Vertex 3 d’OCZ ainsi que tous les SSD basés sur les contrôleurs SandForce SF-2000 font partie des meilleurs choix même associés à des mémoires NAND en 25 nm (la technologie DuraWrite réduisant l’usure). Ils sont excellents en IOPS et supportent le SATA 6 Gbps avec de très gros taux de transferts.

Les Crucial M4 offrent de très bons taux de transfert mais les IOPS sont en recul par rapport la génération C300 qui supportait déjà le SATA 6 Gbps. De plus les M4 utilisent des puces en 25 nm. On attendait mieux pour succéder aux excellents C300.

Les Intel SSD 510 offrent de grosses capacités avec des puces en 34 nm et gèrent le SATA 6 Gbps. Les taux de transferts sont excellents mais les IOPS très limités. Les SSD 510 sont surtout intéressants pour leurs capacités.

Les Intel SSD 320 utilisent le contrôleur de la génération précédente. Ils sont donc limités au SATA 3 Gbps, ce qui plombe les débits. Les IOPS sont corrects mais il est difficile de les recommander face à la concurrence.

SSD et HDD toujours complémentaires !

Même si les disques durs évoluent encore un peu au niveau des performances, ils sont surtout intéressants pour le stockage pur où leur prix par Go est particulièrement faible. A titre indicatif, un disque de 2 To 5400 rpm coûte dans les 70 € (un peu plus de 100 € en 7200 rpm). Dans un ordinateur de bureau, la solution idéale est la combinaison d’un SSD très performant mais de capacité moyenne (64 ou 128 Go pour respectivement 100 € ou 200 €) secondé par un disque dur de forte capacité.

Dans les portables, en attendant la généralisation de solutions comparables aux SSD 310 d’Intel (un mini SSD mSATA laissant la baie 2 ½ pouces libre pour un disque dur), il faudra composer soit avec un SSD de capacité moyenne (64 ou 128 Go), soit investir dans un SSD de 256 Go encore très coûteux (plus de 400 €). Les Momentus XT de 320 ou 500 Go (100 €) sont donc une alternative intéressante.


Au niveau des SSD, la cuvée 2011 est un peu déconcertante dans la mesure où aucun modèle n’est « absolument parfait ». Les modèles à base de contrôleur SandForce SF-2000 comme les Vertex 3 ont nos faveurs ainsi que les Crucial M4. Les Intel SSD 510 surtout sont intéressants pour leurs fortes capacités de stockage mais les IOPS sont en berne. Quant aux SSD 320, ils sont difficilement recommandables…  Parmi les modèles plus anciens, les Crucial C300 et les OCZ Vertex 2 (ainsi que tous les SSD basés sur le SandForce SF-1200) restent de bons choix ; l’arrivée de leurs successeurs ayant fait baisser leurs prix…

Enfin, même les « moins bons » SSD restent plus performants que les meilleurs disques durs. Pour terminer, les SSD n’émettent aucun bruit ni aucune vibration, ne chauffent pas et résistent très bien aux chocs.

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