Tout ce que cachent nos SSD
NVMe, M.2., S-ATA, contrôleur, mémoire 3D et même 4D, nos SSD exploitent des technologies aux noms incompréhensibles et qui n’aident pas au moment du choix entre l’un et l’autre. Voici ce qu’il faut connaître de ces appareils qui ont fait leur petite révolution ces dernières années au sein de nos PC.
Commençons par tordre le cou à une appellation qui peut nous faire bondir encore tous les jours. Non le « Drive » du Solid State Drive n’est pas un disque, il n’y a plus de pièces mécaniques en rotation comme il peut y avoir sur nos HDD… heu nos disques durs ! Donc on va parler de « lecteur » plutôt que de disque lorsque l’on évoque un SSD.
Un SSD est composé de… ?
Entrons dans le vif du sujet. Un SSD, quelle que soit sa forme, embarque au minium : une puce de mémoire non volatile, ce que l’on appelle de la mémoire Flash NAND, un contrôleur et une puce de mémoire vive bien que cette dernière puisse être intégrée au sein même du contrôleur puisqu’elle n’est là que pour lui. Le rôle du contrôleur est un peu plus complexe et proche d’un processeur : il contrôle, il ordonne, il chiffre et permet même d’accroître les performances en compressant certaines données. Bien sûr, un SSD peut embarquer plusieurs puces de mémoire NAND afin d’accroître ses capacités de stockage et/ou ses performances.
Quel type de mémoire ?
Une puce de mémoire NAND, contrairement à la mémoire vive de nos PC, stocke les informations et ne les perd pas lorsqu’on retire le courant qui l’alimente. Il en existe de plusieurs sortes, allant de la SLC à la MLC, TLC ou QLC. Dans le premier cas, la Single-Layer Cell permet de stocker une donnée par cellule. Ce type de mémoire tend à disparaître car elle est très chère et ne permet pas d’avoir des espaces de stockage importants. Vient ensuite la MLC, Multi-Layer Cell qui, vous l’aurez deviné, permet de stocker deux données par cellule. Elle aussi se retire doucement à cause ou grâce aux autres technologies que sont les TLC (Triple) ou QLC (Quadruple). Si cela permet effectivement d’empiler plus de données sur une même cellule, les performances ont ten
dance à réduire à chaque génération mais aussi à limiter l’endurance dans le temps. Si c’est le cas en théorie, en pratique on observe à chaque génération des gains de performances. C’est grâce aux deux dernières technologies que l’on obtient des SSD offrant des capacités énormes allant jusqu’à 4 To aujourd’hui, mais surtout elles aident aussi à faire baisser drastiquement le prix de nos SSD !
Le format et l’interface
La première forme de nos SSD est issue de l’héritage du monde des disques durs. En effet, au départ on les trouvait – et on les trouve d’ailleurs toujours – sous la forme d’un lecteur au format 2,5 pouces, comme les disques durs des ordinateurs portables. C’était alors plus pratique et surtout cela ne demandait pas de réinventer un connecteur, un format et que l’industrie se mette d’accord dans son ensemble pour adopter cela. Mais voilà, l’interface S-ATA hérité de nos vieux disques a amené une limite de performances : le transfert des données est limité à 600 Mo/s.
Intel, qui a souvent ce rôle dans l’industrie informatique, a alors décliné un premier standard qui a été ratifié par l’industrie : le format M.2. Celui-ci prend la forme d’une barrette de mémoire et est proposé en différentes tailles allant de 30 à 110 mm. Ces tailles plus ou moins longues ont permis à l’industrie de proposer différentes capacités de stockage assez facilement. Toujours est-il que ce format M.2 puise sur les lignes PCI Express proposées par le processeur et gérées par la carte mère. Et chacun offre ce qu’il peut sans que ce soit toujours documenté de façon assez précise… ce qui peut d’autant limiter les performances du SSD.
Est alors apparu le NVMe qui exploite aussi l’interface PCI Express mais qui s’affranchit du passé car il donne un accès rapide aux données sans devoir passer par un vieux protocole. On atteint alors un nouveau palier de données par secondes (IOPS) puisque l’on passe d’un maximum de 150 000 IOPS à 3 millions. On arrive à ce chiffre théorique énorme grâce à la parallélisation des accès à la mémoire Flash. De plus, du côté des débits on peut désormais grimper jusqu’à 8 Go/s en exploitant la dernière norme en date du PCI Express, la 4.0. En outre, si les SSD étaient déjà très prompts à nous donner accès à nos données de l’ordre de quelques millisecondes, ici c’est en microsecondes que l’on s’entre-déchire du côté des constructeurs. La première norme NVMe date déjà de 2011 alors que la dernière (1..4) a été ratifiée en 2019.
De la théorie à la pratique
Concrètement, un SSD sera plus performant s’il exploite le NVMe ainsi que des puces SLC… Enfin, cela pourrait être vrai si nous gardions à l’esprit que nous voulions un SSD de 32 Go et le payer 800 € en exagérant à peine.
Mais aujourd’hui, nos SSD poussent les HDD à sortir de nos machines et il y a des concessions à faire. L’endurance qui est souvent mise à l’index dès qu’une nouvelle technologie de SSD arrive est un facteur clé mais dont on n’a pas forcément à avoir peur. Il vaut mieux se poser une question immédiate : qui va écrire sur son SSD de manière continue des dizaines de gigaoctets tous les jours ? Personne, au moins dans le commun des mortels.
Par contre, il faut tout de même faire attention aux discours enchanteurs des constructeurs qui vont donner les performances en pic de leur SSD. C’est-à-dire le moment où le contrôleur va pouvoir optimiser les performances pendant une poignée de secondes via des algorithmes complexes de compression. C’est souvent très beau, mais la réalité va vite revenir vous rappeler qu’un taux de transfert réel pourra être très différent par rapport à ce qui est annoncé ! Globalement, le passage vers le SSD vous permettra toujours de gagner en vivacité sur votre machine car les données sont rapidement accessibles sans devoir attendre que le disque sorte de veille, que la tête aille gratter sur un plateau. Il ne faudra pas oublier que dans le cadre d’une mise à jour d’un PC ancien, on fera avec ce qu’il y a comme connecteur disponible… et même si l’on doit passer par une interface S-ATA « limitée » à 600 Mo/s suffira amplement à insuffler un coup de jeune à votre machine !