Différences

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--- utilisateurs:krodelabestiole:brouillons:ssd [Le 23/03/2025, 19:31]
krodelabestiole [Types de cellules]
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-{{tag>matériel disque_dur système stockage}}
-====== SSD ======
-Les [[wpfr>SSD]], de l'anglais "//Solid-State Drive//", rarement traduit en français "disque électronique"((ou encore selon [[https://www.culture.fr/franceterme/terme/INFO865|France Terme]] : "disque statique à semi-conducteurs", ou abrégé en "disque statique")), sont des appareils servant à stocker des données, qui remplacent de plus en plus les [[:disque dur|disques durs]] dans nos ordinateurs.
-Un disque dur traditionnel est constitué de plateaux magnétiques et d'une tête de lecture mobile alors qu'un SSD est équipé de [[wpfr>mémoire Flash]]. Fondamentalement il s'agit de simples puces, soudées à un circuit imprimée. Contrairement au disque dur il ne comporte aucune partie mécanique, il ne s'agit pas de disques, et l'appellation « disque électronique » ou « disque SSD » est donc plutôt un abus de langage.
-Leurs avantages sur les disques durs sont :
-  * rapidité incomparable, qu'il s'agisse du débit, et encore plus des temps d'accès
-  * économes en énergie
-  * parfaitement silencieux
-  * meilleure fiabilité (meilleure longévité et meilleure résistance aux chocs)(([[wpfr>Les Numériques]] : [[https://www.lesnumeriques.com/ssd/une-etude-prouve-que-les-ssd-sont-plus-fiables-que-les-disques-durs-sur-le-long-terme-n191687.html|Une étude prouve que les SSD sont plus fiables que les disques durs sur le long terme]]))((**(//en//)** //[[https://www.enterprisestorageforum.com/hardware/life-expectancy-of-a-drive/|Life Expectancy of a Drive: HDD, SSD, and Flash]]//))
-  * plus légers
-  * plus petits (leur conception permet la miniaturisation), par conséquent...
-  * capacité maximale supérieure dans un même volume
-  * pas de délai de sortie de veille (les plateaux des disques durs s'arrêtent pour économiser l'énergie et prennent plusieurs secondes à être relancés)
-  * absence d'effet de la fragmentation, étant donné qu'il n'y a plus besoin de déplacer de tête de lecture
-Leur seul inconvénient est //a priori// leur prix, à capacité équivalente. Il arrive aussi que certains modèles chauffent, lorsqu'ils sont particulièrement sollicités.((On peut y fixer des [[wpfr>Dissipateur_thermique|dissipateurs thermiques]] pour les refroidir.))
-===== Performances =====
-Les SSD étant largement plus rapides que les disques durs, ils sont devenus la norme pour le déploiement d'un système d'exploitation, tel qu'Ubuntu.
-En effet, en informatique presque tout est fichier, et l'activité principale de l'OS pendant le démarrage ou le lancement d'une application est de lire du contenu du support de stockage pour le copier en mémoire vive (qui est infiniment plus rapide pour travailler).
-C'est le matériel de stockage qui est le maillon faible dans ces échanges, et utiliser un SSD plutôt qu'un disque dur pour le système accélère considérablement le temps de démarrage ou du lancement de n'importe quel programme (en plus de celui du chargement des fichiers évidemment), et donc la réactivité générale du système.
-Cette norme étant de plus en plus établie, il arrive que l'installation de certaines [[:distributions]] ou l'utilisation de certains logiciels sur un disque dur engendrent des erreurs parfois fatales (par délai d'attente expiré ou //timeout//).
-Il est donc généralement considéré depuis quelques années qu'Ubuntu doit être installé sur un SSD pour fonctionner confortablement. On réserve désormais les disques durs à la [[:sauvegarde]], ou au stockage de fichiers lourds et peu sollicités.
-<note>C'est aussi vrai pour les [[:virtualisation|machines virtuelles]].</note>
-===== Utilisation avec Ubuntu =====
-Ubuntu gère parfaitement les SSD par défaut, il n'y a aucune modification à apporter au système pour qu'il gère au mieux un SSD.
-Techniquement, la seule optimisation fournie par le système d'exploitation par rapport à un disque dur est celle qu'apporte la commande [[#TRIM]], qui est par défaut exécutée automatiquement par Ubuntu en arrière plan.
-<note important>Les premiers SSD diffusés sur le marché n'étaient pas très fiables, avec des nombres maximum de cycles d'écritures particulièrement limités. Cela a engendré beaucoup de préjugés et d'idées reçues concernant leur durabilité.
-Est finalement constatée une durée de vie moyenne des SSD //supérieure// à celle des disques durs depuis déjà un certain nombre d'années (avant 2020). À l'échelle d'une génération de matériel, soit une dizaine d'années, un SSD peut donc être utilisé pour le système sans optimisation autre que les réglages par défaut d'Ubuntu.\\
-//- Il est par contre évidemment toujours aussi indispensable d'effectuer des [[:sauvegarde|sauvegardes]] régulières de vos précieuses données.//
-La plupart des "astuces" et autres "optimisations" qu'on trouve malheureusement en quantité sur le web sont donc au mieux inutiles et risquent seulement de ralentir fortement votre système, ou de lui faire perdre certaines fonctionnalités utiles.
-</note>
-Un SSD se [[:partitions|partitionne]] de la même manière qu'un disque dur traditionnel.
-===== Formats et Connexions =====
-Il en existe de diverses formes, utilisant différents connecteurs :
-  * format **2,5"** (2,5 pouces) avec connecteur **[[wpfr>Serial_ATA|SATA]]**, ils sont au format des disques durs qui équipaient les ordinateurs portables et utilisent la même connexion.
-  * format et connexion **[[wpfr>mSATA]]**, qui est une connexion similaire au **[[wpfr>Serial_ATA|SATA]]**, en plus petit.
-  * format **[[wpfr>M.2]]** avec connexion **[[wpfr>mSATA]]**
-  * format **[[wpfr>M.2]]** avec connexion  **[[wpfr>NVMe]]**. Cette connexion est en fait un autre nom pour le [[wpfr>PCIe]] (//PCI Express//), qu'on a plutôt l'habitude d'utiliser pour des cartes réseau, cartes son, contrôleurs ou autres extensions générales de la carte mère. C'est une connexion plus directe avec le système, et la meilleure à l'heure actuelle pour un SSD grand public : elle autorise les meilleures performances.
-Le format [[wpfr>M.2]], est très petit (22 mm de large) et existe en plusieurs longueurs : 2242 (42 mm de large), 2260, 2280 (22mm x 80mm).
-<note warning>
-À l'achat d'un SSD M.2, vérifiez bien le format du connecteurs !
-Il en existe de très similaires mais parfois incompatibles. Voir ce schéma (tiré de [[wpfr>M.2|cette page]] Wikipédia) :
-{{https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/ed/M2_Edge_Connector_Keying.svg/640px-M2_Edge_Connector_Keying.svg.png?320}}
-</note>
-===== Types de cellules =====
-Au cœur d'un SSD les bits (les 0 et 1 qui constituent les données informatiques) sont stockés dans ce qu'on appelle une cellule (//cell// en anglais) NAND. Il en existe de plusieurs type qui ont une influence sur la durée de vie du matériel, et donc son usage.
-Sans trop entrer dans les détails une cellule possède une charge électrique qui prend différentes valeurs, et peut donc stocker plus d'un bit. On parle alors de //multi layer cell// (MLC ou cellule multi-couches). Il en existe de plusieurs types. En fonction de ce type de NAND, on destinera généralement le SSD à différents usages. En 2023 les valeurs générales étaient les suivantes :((d'après **(//en//)** [[https://www.enterprisestorageforum.com/hardware/life-expectancy-of-a-drive/|cet article]]. Voir aussi [[
-https://forum.ubuntu-fr.org/viewtopic.php?pid=22774343#p22774343|ce sujet]] sur le forum.))
-  * **//Single Level Cell// (SLC)** : stocke 1 bit unique. La cellule survit à environ 100000 cycles d'écriture.\\ Idéal pour un usage très intensif, mais très onéreux. Ce type de mémoire ne s'adresse pas au grand public.
-  * **//Multi Level Cell// (MLC)** : ce terme est en fait plutôt utilisé spécifiquement pour les cellules pouvant stocker 2 bit. Espérance de vie d'environ 10000 cycles\\ Convient parfaitement à un système d'exploitation. Si on a beaucoup de données personnelles à stocker (multimédia en particulier), son rapport capacité / prix n'est par contre pas très intéressant.
-  * **//Triple Level Cell// (TLC)** : 3 bit. Environ 3000 cycles.\\ C'est généralement un bon rapport qualité / prix, permettant de stocker tous types de données, système d'exploitation comme fichiers multimédia.
-  * **//Quad Level Cell// (QLC)** : 4 bit. Environ 1000 cycles.\\ Pour lui garantir une durée de vie optimale, mieux vaut réserver ces SSD à du stockage qui ne seras pas réécrit très régulièrement (éviter d'y stocker la [[:SWAP]] par exemple). Ce matériel de par son meilleur rapport capacité / prix convient parfaitement au stockage de fichiers multimédia (photos, musique, vidéos...).
-Voir aussi [[https://www.kingston.com/fr/blog/pc-performance/difference-between-slc-mlc-tlc-3d-nand|cet article]] ([[wpfr>Kingston_(constructeur)|Kingston]] est un fabriquant de SSD bien connu).
-https://www.kingston.com/fr/blog/pc-performance/difference-between-slc-mlc-tlc-3d-nand
-===== TRIM =====
-FIXME double check
-Les SSD écrivent par blocs de 4 Kio, mais effacent par blocs de 128 ou 512 Kio, ce qui impose de nombreuses lectures ou de nombreux déplacements pour effacer des blocs, et donc une baisse des performances.
-TRIM tend à réduire, voire à supprimer, cette baisse de performance grâce au travail en commun du système d'exploitation et du disque électronique.
-  * Tous les disques actuels le prennent en charge.
-  * Presque tous les SSD SATA le prennent en charge, même les plus anciens.
-  * Linux le prend en charge totalement à partir du noyau 2.6.33 avec ext4, Btrfs, FAT, GFS2, XFS, etc.
-  * Pour les autres cas (ext3, noyau antérieur au 2.6.33), il faudra le faire manuellement (seul Ubuntu 10.04 LTS est encore maintenue pour les serveurs (plus pour les ordinateurs de bureau) et correspond à ce cas).
-Ubuntu effectue cette opération automatiquement avec le programme ''fstrim''.\\
-Vous pouvez vérifier son bon fonctionnement avec cette commande :
-<code>systemctl status fstrim</code>
-===== Vocabulaire technique =====
-==== Ramasse-miettes ====
-(ou **//garbage collector//**)
-Ce mécanisme permet de réorganiser les données sur le disque, pour permettre de conserver de bonnes performances après des écritures aléatoires. \\
-La plupart des disques l'intègrent aujourd'hui.
-==== Égalisation de l'usure ====
-(ou **//wear levelling//**)
-C'est un procédé utilisé par les contrôleurs de disques SSD. Elle consiste à répartir l'usure des puces mémoires en écrivant le moins souvent possible dans les même cellules, et en profitant ainsi au maximum du nombre de cycles de lecture-écriture de chacune des cellules. De ce fait, avec un bon algorithme d'égalisation de l'usure, on arrive à faire en sorte qu'un disque électronique ait une durée de vie de l'ordre de plusieurs années.
-→ [[wpfr>Wear_levelling|Plus d'informations sur Wikipédia]]
-La commande [[#TRIM]] permet d'augmenter la quantité de cellules considérées comme vides par le SSD et donc d'améliorer cette opération. Grâce à TRIM, plus le disque électronique contient d'espace vide, plus l'usure sera gérée de manière optimale.
-===== Voir aussi =====
-  * [[https://youtu.be/5Mh3o886qpg|Film éducatif]] expliquant //en détail// le fonctionnement d'un SSD (sous-titres français disponibles).
-  * [[:Disque dur]]
-  * [[:Partitions]]
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-//Contributeurs : Kortex@HFR et Albator((du [[https://forum.hardware.fr/hfr/OSAlternatifs/Hardware-2/recensement-optimisation-conseils-sujet_69473_1.htm|forum.hardware.fr]], un grand merci à eux)), [[:utilisateurs:krodelabestiole]]//