Qu’est-ce qu’un SSD ?

Qu’est-ce qu’un SSD, au juste ? Cette abréviation désigne une technologie de disque dur moderne et rapide. Les précurseurs de ces disques durs existaient déjà depuis les années 1950, tandis que les SSD à proprement parler ont fait leur apparition dans les années 1970. À l’époque, ces solutions étaient extrêmement coûteuses, avaient une durée de vie très limitée et perdaient leurs données si l’alimentation était coupée (support à mémoire volatile).

Il faut attendre les années 1990 pour voir apparaître les premiers SSD à mémoire flash sur le marché, qui conservent les données enregistrées indépendamment de la mise sous tension ; des appareils à mémoire non volatile, donc. Outre les modules flash, ces disques embarquent aussi des modules de stockage SDRAM,qui servent surtout de mémoire tampon pendant l’utilisation. Ils sont certes volatiles, mais nettement plus rapides que les RAM classiques. Aujourd’hui, les SSD industriels peuvent atteindre une capacité de stockage de 100 téraoctets, pour 5 millions de cycles d’écriture et une durée de conservation des données allant jusqu’à 10 ans. Ils peuvent par exemple servir à constituer des serveurs rapides avec SSD.

En anglais, le sigle « SSD » signifie Solid State Drive. « Solid State » désigne des composants semi-conducteurs, tandis que « Drive » désigne le lecteur, ce qui donne littéralement en français « Lecteur à composants semi-conducteurs ». Un SSD consiste donc en un agencement de très nombreux composants semi-conducteurs, exploités par un gestionnaire de fichiers pour enregistrer des données numériques. Pour organiser ces données sur un SSD, on peut utiliser les systèmes de gestionnaires de fichiers FAT32 et NTFS, présentés dans nos articles dédiés.

Dans un SSD, les informations à enregistrer sont inscrites sur des cellules semi-conductrices. Ces cellules conservent leur statut même lorsque l’alimentation électrique est coupée : c’est le principe de la mémoire flash. Chacune cellule peut présenter deux états uniquement : occupée ou vide. Cette méthode est baptisée Single Level Cell (SLC) et s’utilise essentiellement dans les équipements industriels très onéreux. Une cellule correspond à un bit, ce qui montre bien qu’on a besoin d’un très grand nombre de ces cellules pour atteindre, par exemple, un total d’un gigaoctet (1 GO) : cela représente 10⁹ ou 1 milliard de cellules de stockage (ou plus exactement 2³⁰ = 1 073 741 824). Une simple lettre en code ASCII occupe à elle seule 8 bits. Vous devinez donc l’espace de stockage nécessaire pour un document de texte ou même pour des images.

Cela étant, il est aussi possible d’utiliser des unités de tailles différentes sur une même cellule, afin d’y stocker plus d’un bit par cellule. Ce type de stockage s’appelle Multi Level Cell (MLC) et permet, en général, d’enregistrer 2 bits par cellule. Ainsi, on peut enregistrer davantage de données sur une même surface et faire des économies. Cette solution a toutefois l’inconvénient d’un nombre de cycles en écriture plus faible. Autre niveau de densification, on retrouve aussi le Triple Level Cell (TLC), qui diminue encore les coûts.

Les composants semi-conducteurs ont une durée de vie limitée. Pour pallier à ce problème, les SSD embarquent un contrôleur interne qui détecte les cellules usées. Ce système, le Bad Block Management, identifie les blocs dont les cellules de stockage risquent de tomber en panne, les marque comme défectueux et les remplace par des cellules issues d’une réserve maintenue à disposition. En fonction de la taille des SSD, cette réserve représente de 2 à 7 % de la capacité de stockage totale et allonge considérablement la durée de vie du support de stockage.

N’oublions pas de mentionner le Solid State Hybrid Drive (SSHD, parfois HHD pour Hybrid Hard Disk). Il s’agit d’un support de stockage combinant un disque HDD et un disque SSD. La mémoire flash rapide du SSD peut accélérer la vitesse globale d’un modèle hybride de ce type par rapport à un disque dur HDD classique, sans toutefois égaler la vitesse d’un SSD pur.

Lumière et ombre vont de pair, mais les zones d’ombre du SSD sont très clairement contenues.

Un avantage majeur du SSD est son délai d’accès aux données réduit, près du centième du temps nécessaire à un HDD. Le SSD présente aussi des taux de transfert bien plus élevés en lecture et en écriture. Il n’a pas de temps de démarrage et ne contient aucune pièce mécanique (à l’exception des prises pour le raccordement). De plus, cette technologie résiste aux chocs et aux vibrations, consomme moins d’énergie et dégage ainsi moins de chaleur. Le rapport volume/espace de stockage est lui aussi bien plus intéressant. Beaucoup d’utilisateurs apprécient le fonctionnement silencieux du SSD.

Les disques durs SSD sont (encore) nettement plus chers que les disques classiques, tandis que le nombre des cycles en écriture/lecture est limité à cause des propriétés de leurs composants semi-conducteurs. Les lecteurs SSD sont également sensibles aux températures très élevées.

Retrouvez plus d’informations sur les avantages et inconvénients des disques durs classiques et des SSD dans notre dossier SSD vs HDD. Nous vous expliquons aussi les tenants et aboutissants du processus Shingled Magnetic Recording pour augmenter la densité de stockage des supports magnétiques dans notre article dédié au SMR.

De plus en plus d’appareils destinés aux particuliers sont équipés de SSD, notamment les ordinateurs portables ou de bureau, les appareils photos numériques ou les appareils de lecture de musique. Dans le cas des ordinateurs de bureau, on a tendance à installer un SSD en tant que disque système et espace de stockage des programmes, que l’on associe à un HDD (souvent bien plus volumineux) pour les données de travail. Les smartphones et tablettes ont généralement une durée de vie plus courte que les appareils fixes, ce qui les prédestine à embarquer un SSD. Tous ces appareils profitent également du poids réduit, de la rapidité et de la résistance aux chocs des SSD. L’évolution des prix de cette technologie laisse penser que, à l’avenir, toutes les solutions de stockage à destination des particuliers adopteront le SSD.

Les applications professionnelles ou industrielles concernent surtout les serveurs haute performance, à l’instar des serveurs avec SSD de IONOS, pour lesquelles les SSD représentent une solution de stockage d’avenir. On retrouve aussi ces supports sur les ordinateurs portables ou de bureau haut de gamme. Par ailleurs, cette technologie de stockage trouve aussi son utilité dans les applications nécessitant d’accéder (presque) en temps réel à de grandes quantités de données, comme dans l’aviation ou l’astronautique (notamment dans les boîtes noires), mais aussi dans le domaine militaire.