ssd
SSD: pro e contro dei dischi basati su memoria flash.
Art. postato da Fabrizio D'Alessandro su listabit, 08\07\2012, h. 08.45.

Da Tom's hardware:

di Patrick Schmid - pubblicato luned 07 febbraio 2011 alle 10:00.

Introduzione:
A prima vista gli SSD hanno tutto: capacit fino a 512 GB, prestazioni da
urlo, consumi quasi inesistenti, calore praticamente a zero, grande
efficienza energetica e resistenza fisica. Sembrano decisamente la scelta
perfetta. Eppure i difetti non mancano: forse ne avrete sentito parlare, ma
non avete ancora le idee chiare. E intanto gli SSD si fanno strada nei
notebook e nei desktop, per non parlare dei server.
Se siete a digiuno di questi argomenti, le prossime pagine dissiperanno i
vostri dubbi.

La divisione del mercato:
La prima cosa da capire  che il mercato  diviso in diversi settori, e
secondo diversi criteri. Il termine usato generalmente  "fascia". Il primo
grande spartiacque  il prezzo, che ci permette d'identificare prodotti
economici, medi e molto costosi: parleremo quindi di fascia bassa, media e
alta. Con lo stesso termine spesso ci si riferisce anche alla qualit e/o
alle prestazioni. Non  una sovrapposizione del tutto precisa, ma  vero che
nella maggior parte dei casi a prodotto migliore corrisponde un prezzo pi
alto.
Un altro metodo per dividere gli SSD  separare i prodotti consumer da
quelli business, vale a dire quelli per il consumatore privato e quelli per
usi professionali. Generalmente questa distinzione finisce per coincidere
con quella tra PC e server. La tecnologia alla base di questi prodotti per
 la stessa, o molto simile.
I prodotti business e enterprise (il secondo termine indica aziende grandi e
grandissime) non si trovano nei negozi. Sono pensati per server e grandi
sistemi di archiviazione, e chi li usa di certo non si rifornisce al
supermercato sotto casa. I produttori di SSD, come Samsung, Intel, Micron o
Toshiba creano questi prodotti, e offrono ai loro clienti anche un servizio
di assistenza dedicato e specializzato. Samsung per esempio ha recentemente
stipulato un accordo con Seagate dedicato esclusivamente alla produzione di
SSD di classe Enterprise.
Tendenze e sviluppo: Le prestazioni e l'efficienza degli SSD sono aumentati
molto velocemente da quando furono introdotti per la prima volta. La
capacit invece  ancora relativamente ridotta, perch dipende dalla densit
dati della memoria NAND. L'evoluzione degli SSD inoltre  stata rallentata
dalla diffusione degli smartphone, che usano lo stesso tipo di memoria e
hanno creato una domanda molto alta.
Ci si aspettava inoltre di passare alle memorie con celle da 3-bit, ma
questa variazione si sta rivelando molto pi lenta del previsto. La
conseguenza  che i prezzi degli SSD calano con una certa lentezza, e non
potranno competere con gli hard disk ancora per molto tempo, se si considera
la capacit come termine di paragone.
Gli SSD resteranno quindi un prodotto minoritario ancora per un po', mentre
gli hard disk magnetici continueranno a essere il punto di riferimento
dell'archiviazione. In ogni caso il 2010  stato l'anno in cui gli SSD hanno
raggiunto la "massa critica": il prezzo minimo  inferiore ai 100 euro, e i
consumi sono abbastanza bassi da giustificare il passaggio nel mondo dei
server.
A proposito di consumi, vale la pena ricordare che nel 2008 uno studio
McKinsey & Company ha stabilito che i data center del mondo consumano lo
0,5% dell'energia disponibile globalmente, e causano pi emissioni nocive di
tutta l'Argentina. Si stimava che si sarebbe raggiunto il 3% entro il 2011,
quindi una tecnologia come quella degli SSD pu essere determinante.
Farsi un'idea: Le specifiche degli SSD non sono molto diverse tra prodotti
consumer e business, ma scegliere il prodotto giusto per il contesto dove
sar usato  molto importante. Guarderemo a come funzionano gli SSD, cosa
possono fare per noi, come va preparato il passaggio, come cambier
l'azienda e come si pu prendere la decisione giusta.

Come funzionano gli SSD:
Parliamo quindi di SSD interni: oltre alla memoria flash abbiamo un
controller, entrambi su un circuito stampato (PCB). Il tutto sta in un
piccolo chassis, che pu avere diverse dimensioni: 1,8, 2,5 o 3,5 pollici.
Questi SSD si possono montare su PC desktop e portatili, o anche in sistemi
rack. Il formato pi diffuso e comune tuttavia  quello da 2,5 pollici, con
interfaccia da 3 o 6 Gb/s.
Generalizzando possiamo affermare che gli SSD fanno esattamente quello che
fa un hard disk, e la differenza pi rilevante  che non ci sono parti in
movimento. Sono meno pesanti e generalmente producono meno calore.
Memoria NAND Flash, MLC ed SLC: Internamente gli SSD non sono tutti uguali.
La differenza pi rilevante riguarda proprio la tecnologia di costruzione,
che incide direttamente sulle prestazioni e il prezzo. Un SSD pu essere un
SLC (single-layer cell) o un MLC (multi-level cell); nel primo caso in ogni
"cella" si pu memorizzare un solo bit di dati, mentre nel secondo se ne
possono immagazzinare molti. Le memorie SLC hanno una minore capacit per
transistor, ma in compenso sono pi affidabili nel tempo, e molto pi
veloci. I prodotti MLC di contro tendono a costare molto meno.
Il controller: Oltre alla memoria NAND vera e propria un SSD ha bisogno
anche di un controller. In questo elemento troviamo i circuiti necessari per
collegare l'interfaccia Serial ATA, ma non solo. I prodotti moderni infatti
usano il controller come "cervello" dell'unit, per gestire l'organizzazione
dei dati, il wear levelling, la distribuzione delle informazioni e per
massimizzare la vita dell'SSD stesso.
Il controller serve anche a ottimizzare le prestazioni, tramite diversi
canali di memoria, bilanciamento dei carichi di memoria e diversi approcci
al caching. Alcuni controller in effetti hanno anche piccoli quantitativi di
memoria cache integrata, altri contano su chip DRAM separati, mentre altri
ancora usano una parte della memoria flash principale per queste funzioni.
Per i dettagli vi rimandiamo al nostro articolo:
Guida all'acquisto: 17 SSD a confronto

Novit: Toggle DDR NAND Flash.
Samsung ha introdotto la tecnologia Toggle DDR NAND per la memoria flash.
Come accade con la memoria RAM, questo tipo di chip flash pu trasferire
dati in entrambe le fasi dell'onda quadra che costituisce il segnale. Da qui
il dome Double Data Rate, il cui acronimo  appunto DDR. In questo modo si
possono aumentare le prestazioni. Questa tecnologia  gi disponibile per i
prodotti business, e lo sar presto anche per quelli consumer.
Il vantaggio pi evidente  un bandwidth tra i 66 e i 133 MB/s per canale,
maggiore rispetto ai 40 MB/s attuali. I drive dotati di questa tecnologia
difficilmente offriranno la massima velocit disponibile, ma probabilmente
riusciranno a ottenere il massimo dall'interfaccia SATA 3 Gb/s, riducendo
allo stesso tempo i consumi. Pi avanti vedremo perch questo aspetto 
rilevante.

Qualche numero:
Prestazioni e ConsumiPer comprare il giusto SSD l'unica strada da seguire 
leggere e studiare i tanti articoli che si trovano online, soprattutto se
dovete comprarne un gran numero da installare nei vostri server. Tutti i
produttori promettono velocit di trasferimento superiori ai 230 e ai 180
MB/s, rispettivamente in lettura e in scrittura, e migliaia di operazioni
I/O al secondo (parametro determinante per i server).
La maggior parte dei prodotti tiene fede a queste promesse, ma quando si
tratta di prestazioni massime, minime e medie i valori possono essere molto
diversi. Dovreste sempre avere ben chiaro quali sono le prestazioni che vi
servono prima dell'acquisto, se volete evitare problemi dopo aver installato
i nuovi SSD. A conti fatti un "disco" da 200 MB/s potrebbe non andare bene
in alcuni contesti, se scende troppo spesso a 40 MB/s.
Operazioni I/O al secondo, il segreto della vita digitale: Per alcuni
aspetti non conta granch se un SSD  capace di leggere 250 MB/s piuttosto
che 220, o se scrive 210 MB/s piuttosto che 180. Solo gli appassionati pi
esigenti potrebbero notare la differenza. Nel settore business tuttavia c'
un parametro che pu davvero fare la differenza, ed  il numero di
operazioni Input e Output di cui  capace un SSD. Ci si riferisce a questo
valore semplicemente con "operazioni I/O al secondo".
Pensate a quanti utenti ogni giorno usano i pi famosi servizi web, come i
motori di ricerca, la posta elettronica o i social network. Dovrebbe essere
sufficiente per farvi un'idea di quali ordini di grandezza stiamo parlando,
per quanto riguarda le operazioni I/O al secondo.
Facebook da solo ha 500 milioni di utenti, in aumento. Per ognuno di essi la
semplice operazione di login richiede diverse operazioni di lettura e
scrittura sui server. Nonostante questo enorme traffico, l'utente si aspetta
che tutta la procedura duri al massimo qualche secondo. Ora, considerate
solo la vostra attivit online: accessi e disconnessioni da diversi servizi,
tracking, servizi analitici presenti sui siti che si attivano di continuo,
pubblicit, commenti, discussioni e cos via. Una valanga di dati che si
muovono a velocit impensabili. Ecco a cosa servono gli SSD.
Consumi: Lo stesso tipo di pensiero riguarda i consumi. Se pensate al
computer di casa, non cambia molto se il disco fisso consuma 2 o 0,1 watt.
Il dato diventa un po' pi rilevante se parliamo di un notebook, ma anche in
questo caso l'impatto sull'autonomia  minimo, e interessa solo quegli
utenti che danno importanza alla quantit di ore che possono passare lontani
da una presa elettrica.
Da un punto di vista globale tuttavia ogni watt conta, soprattutto se
parliamo di datacenter. Secondo IDC - nota societ di ricerche - nel 2009
si sono venduti server per oltre 42 miliardi di dollari. Il costo
dell'energia necessaria per farli funzionare invece ammonta a 32,6 miliardi.
Se gli SSD consumano meno il guadagno  evidente, e bisogna aggiungere il
fatto che producono meno calore, e quindi si risparmia anche sull'energia
necessaria per il raffreddamento.
Come mi muovo? I criteri per decidere come orientarsi stanno cambiando, un
fenomeno sotto gli occhi di tutti. In passato le aziende tenevano in
considerazione i gigabyte o le prestazioni in rapporto al prezzo, ma oggi si
guarda alle operazioni I/O in rapporto al costo e ai watt, e qualche volta
ai GB/watt. Questi valori danno un chiaro vantaggio agli SSD, e questo porta
a un altro "vantaggio collaterale": con gli SSD si pu accrescere la
capacit e la potenza di un datacenter senza farlo diventare fisicamente pi
grande.

I vantaggi degli SSD:
Se non avete mai studiato le differenze tra SSD e Hard Drive magnetici in
passato, il primo impatto pu essere scioccante. I dati che vi mostriamo
fanno parte di una presentazione Samsung incentrata sugli SSD "verdi" e
relativi benefici. I valori tuttavia corrispondono a quelli che abbiamo
rilevato con le nostre misurazioni.

La capacit non  un dato rilevante in questo tipo di paragone, quindi non
ne terremo conto. Vale comunque la pena notare che gli SSD arrivano fino a
512 GB per unit, un valore che sostanzialmente  quello offerto dai dischi
da 2,5 pollici di classe enterprise.
Nei contesti dove l'unico valore importante sono le prestazioni I/O al
secondo, un SSD da 64 GB pu dimostrarsi pi economico anche di un hard disk
tradizionale da 74 GB. Il risultato inevitabile  che in contesti business
dove contano le operazioni I/O gli SSD hanno un impatto fortissimo, e sono
la strada da seguire.
Al di l delle capacit, sarebbe difficile mettere in discussione i vantaggi
degli SSD quando si prendono in considerazione le prestazioni I/O in
rapporto al costo e ai consumi. Gli SSD generalmente sono molto pi veloci
degli HDD, e allo stesso tempo consumano molto meno. Un hard disk
tradizionale offre tra le 100 e le 400 operazioni I/O al secondo, mentre un
SSD pu arrivare a decine di migliaia. Un confronto impari, come minimo.
Possiamo affermare che gli SSD hanno un costo per gigabyte comparabile a
quello degli hard disk, almeno in alcuni casi. Se per si guarda ai costi in
rapporto alle operazioni I/O il confronto diventa impietoso, e gli SSD
polverizzano i piatti magnetici. Effettivamente basterebbe un solo SSD per
uguagliare le prestazioni I/O di diversi hard disk, oppure si potrebbe
sostituire un buon numero di hard disk con degli SSD migliorando le
prestazioni generali e riducendo i consumi. E poi bisogna tenere in
considerazione i costi energetici derivati dal raffreddamento, e anche in
questo caso gli SSD portano a un risparmio sostanzioso.

Aspetti critici:
Ci sono poi alcuni aspetti secondari da tenere in considerazione quando si
progetta di passare dagli hard disk magnetici agli SSD. Abbiamo gi parlato
in passato delle "prestazioni continuate". Questo parametro era problematico
con i primi SSD, e sebbene le cose siano migliorate  meglio essere un po'
cauti a riguardo. La maggior parte delle questioni seguenti valgono sia per
i PC client per il settore business chee enterprise.
Di seguito tutti gli aspetti critici da prendere in considerazione quando si
passa agli SSD.
Supporto RAID: Tecnicamente ogni drive SATA si pu inserire in un sistema
RAID se si ha il controller adatto. Alcuni prodotti non offrono per le
prestazioni che ci si aspetterebbero in configurazione RAID. Spesso i
problemi sono dovuti al firmware, quindi risolvibili, ma  bene fare un
controllo prima di comprare degli SSD da inserire in un sistema RAID. A
volte, poi, la funzione TRIM (ne parleremo pi avanti) non funziona in RAID,
per via di una non completa compatibilit AHCI.

Deframmentazione: Come saprete gli hard disk tradizionali hanno bisogno di
essere deframmentati regolarmente, per assicurarsi che i file usati pi
spesso siano collocati nei settori pi veloci, e che quelli pi grandi non
siano sparsi su settori lontani. Questa operazione riduce i tempi di accesso
e di lettura, e in generale aiuta a mantenere un buon livello di prestazioni
nel tempo. Questa operazione  necessaria perch le prestazioni degli HDD
sono migliori se le operazioni di lettura e scrittura sono sequenziali. Gli
SSD invece non hanno questo problema, perch  il controller a gestire la
distribuzione dei dati. Anzi, deframmentare un SSD sarebbe addirittura
controproducente.
Funzione TRIM: La funzione TRIM degli SSD funziona in duetto con il sistema
operativo. Se c' piena compatibilit il sistema operativo pu "dire"
all'unit a stato solido quali blocchi sono stati cancellati e si possono
sovrascrivere. In questo modo l'SSD pu ottimizzare le operazioni di
scrittura, mantenere le prestazioni al massimo nel tempo e ottimizzare il
wear levelling.
Non  indispensabile che il sistema operativo possa gestire la funzione
TRIM, ma  certamente preferibile. Driver e firmware inoltre devono essere
compatibili con il protocollo AHCI. Queste condizioni restringono molto la
rosa dei candidati, se si vuole usare un SSD al massimo delle sue
potenzialit: Windows 7, Windows Server 2008 R2, Linux Kernel 2.6.33 (e
successive) e FreeBSD 9. Le versioni pi vecchie e i sistemi operativi che
non gestiscono la funzione TRIM porteranno a prestazioni limitate.
Quanto agli SSD che usano questa capacit, la funzione TRIM si ritrova sui
prodotti Intel con firmware 02HA e successivi, Indilix 1819 e successivi,
tutti i JMicron 612 e 618, Marvell co firmware 0002, tutti i SandForce,
Firmware Samsung VBM191Q per dischi PB22, e tutti gli SSD Samsung 470.
La funzione TRIM  una cosa piuttosto complessa, quindi assicuratevi che ci
sia il pieno supporto nel sistema operativo che usate. Se dovete fare
qualche controllo sul disco invece vi consigliamo Crystal Disk.

Consigli per l'installazione degli SSD:
 chiaro quindi che gli SSD possono aumentare notevolmente le prestazioni di
un sistema. Il grande numero di operazioni I/O di cui sono capaci tuttavia
pu, paradossalmente, rappresentare un'ulteriore sfida. Dai nostri test per
esempio abbiamo scoperto che le prestazioni degli SSD migliorano
disattivando le tecnologie di risparmio energetico della CPU, e lo stesso
vale per uno scenario con alti valori di I/O sec. Questo dimostra due cose:
che  meglio disattivare le tecnologie di risparmio energetico, se si vuole
il massimo delle prestazioni, ma soprattutto che le prestazioni del sistema
possono diventare un collo di bottiglia per quelle del disco a stato solido.
Se state passando a un sistema di SSD dovreste domandarvi se avete dei
processori adatti. Un vecchio Pentium 4, per esempio, semplicemente non pu
gestire il gran numero di operazioni I/O di un recente SSD. Vi servir un
moderno Xeon, o un Core i5/i7 per farlo.
Se avete dei vecchi server quindi dovreste cambiarli in toto. Limitarsi a
installare degli SSD potrebbe non dare i benefici attesi.

Cancellazione sicura: Considerato che i controller gestiscono la
distribuzione dei dati, l'eliminazione degli stessi non porta per forza alla
cancellazione dei blocchi di memoria. Con gli SSD quindi  bene mettere in
preventivo l'acquisto e l'uso di strumenti per la cancellazione sicura dei
dati, se volete accertarvi che le informazioni non siano accessibili a
nessuno, quando sar ora di cambiare il vostro nuovo SSD.
Firmware aggiornati: Cercate di evitare gli SSD, e i produttori, che non
hanno aggiornamenti firmware. Questi infatti migliorano sempre le
prestazioni e risolvono eventuali problemi. Scegliete quindi un produttore
che sia attento a questo aspetto.

RAM sufficiente: La maggior parte delle persone tende a pensare che un SSD
sia perfetto anche per gestire al meglio il file swap di Windows.  vero, ma
l'idea migliore  sempre avere molta RAM disponibile, cos da evitare del
tutto di avere un file di paging. Le soluzioni ideali sono sistemi con 8 e
pi gigabyte di RAM, o anche drive di RAM dedicati alla gestione del file
swap.

Panoramica:
Abbiamo preferito evitare di soffermarci su specifici prodotti, come in
altre occasioni. Abbiamo invece dato uno sguardo panoramico agli SSD, per
capire a chi e cosa servono, e quali sono le condizioni ideali per ottenere
il massimo da questi prodotti.  chiaro che ancora oggi la loro destinazione
ideale sono i server, seppure possano cambiare molto anche un sistema
client.
Se vi guardate intorno  facile vedere che gli SSD abbondano. Ce ne sono
tante marche e modelli disponibili per gli utenti, sia per desktop che per
notebook. Nella maggior parte dei casi le prestazioni sono accettabili, e se
avete Windows 7 come sistema operativo non ci sono ragioni per non usare un
SSD come disco principale, eccetto il prezzo.

Se per stiamo parlando di server e aziende, allora  bene muoversi con pi
cautela. Un'infornata di nuovi SSD potrebbe non essere la scelta migliore,
se non li scegliete con cognizione di causa. Bisogna infatti verificare le
prestazioni minime, per essere certi che il sistema continui a funzionare
come ci si aspetta. E poi bisogna verificare la compatibilit con RAID, AHCI
e TRIM, e poi assicurarsi che il venditore offra aggiornamenti firmware e il
supporto adeguato.
E ancora prima di tutte queste operazioni bisogna verificare che i propri
sistemi siano abbastanza potenti da gestire le prestazioni degli SSD.

Una volta spuntate tutte queste voci, chi deve decidere in azienda dovr
prendere in considerazione le prestazioni I/O per dollari e per watt, e poi
valutare nell'insieme cosa significa usare degli SSD.
Abbiamo cercato di spiegare e prendere in considerazione tutti questi
aspetti, e da quanto abbiamo visto  chiaro che gli SSD sono la risposta
perfetta - se non l'unica - nei contesti dove contano le operazioni I/O,
come i server. Tecnologicamente gli SSD sono pronti: nel settore business
ormai l'unico vero ostacolo sono regole, certificazioni e rigidit delle
specifiche.
