SSD (unidad de estado sólido) y NVMe (memoria exprés no volátil) son ambos tipos de tecnologías de almacenamiento. Mientras que los SSD usan memoria flash NAND y se conectan a través de SATA u otras interfaces, NVMe es un protocolo diseñado específicamente para una comunicación más rápida entre el almacenamiento y el sistema, utilizando la interfaz PCIe. Las unidades NVMe ofrecen velocidades de transferencia de datos significativamente más altas en comparación con las SSD tradicionales, lo que las hace adecuadas para tareas que requieren un acceso rápido a grandes cantidades de datos.
Puntos clave
- Las unidades NVMe ofrecen velocidades más rápidas que las SSD tradicionales debido a su interfaz avanzada, lo que permite transferir más datos en menos tiempo.
- Las SSD tienen un factor de forma más grande y se pueden usar en una gama más amplia de dispositivos, mientras que las unidades NVMe son más pequeñas y más adecuadas para sistemas de alto rendimiento.
- Si bien las unidades NVMe son más caras que las SSD tradicionales, sus velocidades más rápidas y su rendimiento mejorado las convierten en una mejor opción para los usuarios que requieren soluciones de almacenamiento de alta velocidad.
Diferencia entre SSD y NVMe
La diferencia entre SSD y NVMe es que SSD almacena datos mediante circuitos integrados, mientras que NVMe es una interfaz para acceder a los datos almacenados a alta velocidad. NVMe es mucho más avanzado que SSD y, por lo tanto, es más rápido y está mejor encriptado que este último. Pero eso no significa que NVMe sea perfecto y tenga inconvenientes.
Tabla de comparación para SSD frente a NVMe
| Feature | SSD | NVMe |
|---|---|---|
| Interfaz: | SATA III (más común), PCIe (menos común) | PCIe |
| Tasas de transferencia de datos: | Hasta 6 Gbps (SATA) | Hasta 32 Gbps (PCIe 4.0) |
| Colas de comando: | Cola única con 32 comandos | Hasta 65,535 colas con 65,536 comandos por cola |
| Estado latente: | Más bajo que HDD, más alto que NVMe | Significativamente más bajo que SATA SSD y HDD |
| El consumo de energía: | Más bajo que el disco duro | Ligeramente superior que SATA SSD, inferior que HDD en inactivo |
| Factores de forma: | 2.5 pulgadas, M.2, SATA mSATA | M.2, U.2 |
| Precio: | Generalmente menos costoso | Generalmente más caro |
| Más adecuado para: | Tareas cotidianas, juego moderado. | Tareas de alto rendimiento, juegos exigentes, estaciones de trabajo |
¿Qué es el SSD?
SanDisk introdujo por primera vez una unidad de estado sólido. Puede llamarse dispositivo de estado sólido o disco de estado sólido.
Cuando se introdujo por primera vez en 1991, solo podía almacenar hasta 20 MB de datos. Hoy en día, estas unidades pueden almacenar entre 60 y 100 TB de datos.
Estas unidades no pueden dañarse físicamente con facilidad y son más resistentes a los golpes. Su tiempo de acceso es rápido y no requieren girar el disco para ejecutarse.
El rendimiento de las diferentes unidades puede variar según el número de bits presentes en una celda. Las unidades de una sola celda son las más rápidas y duraderas entre ellas; también son más económicos.
Los primeros SSD usaban la tecnología de RAM, pero esto no podía persistir ya que, aunque eran rápidos, perdían datos tan pronto como se quedaba sin energía. Esto provocó la pérdida de datos.
Por lo tanto, una tecnología más confiable tuvo que ser encontrado, y era memoria flash. Los datos, cuando se almacenaron en la memoria flash de la unidad de estado sólido, no se perdieron cuando se quedó sin energía, sino que se almacenaron dentro del dispositivo.
¿Cómo funciona SSD?
Arquitectura
Los SSD se construyen en torno a la tecnología de memoria flash y utilizan circuitos integrados en lugar de discos giratorios y cabezales mecánicos de lectura/escritura. Los componentes clave de un SSD incluyen chips de memoria flash, un controlador, una interfaz NAND y un caché.
Los chips de memoria flash almacenan datos no volátiles mediante cargas eléctricas, organizados en páginas y bloques. El controlador gestiona todas las operaciones de datos, asegurando la integridad de los datos, optimizando el rendimiento y extendiendo la vida útil de la SSD. La interfaz NAND conecta los chips de memoria flash al controlador, lo que permite la comunicación de datos.
Muchos SSD incorporan una caché, un área de almacenamiento temporal para los datos a los que se accede con frecuencia. El caché, compuesto de memoria volátil de alta velocidad como la DRAM, mejora las velocidades de lectura y escritura al reducir la latencia al acceder a la memoria flash.
Estos componentes trabajan juntos para proporcionar un almacenamiento de datos rápido, confiable y eficiente en SSD, lo que los convierte en una opción popular en la informática moderna.
Componentes
Además de la arquitectura central, los SSD pueden incorporar componentes adicionales que mejoran la funcionalidad, la confiabilidad y la compatibilidad de la interfaz. Algunos componentes notables incluyen sensores térmicos, mecanismos de protección contra pérdida de energía y capacidades de encriptación.
Los sensores térmicos están integrados en los SSD para controlar la temperatura y evitar el sobrecalentamiento. Estos sensores proporcionan información al controlador, lo que le permite ajustar el rendimiento o activar medidas de protección cuando sea necesario.
Los SSD pueden emplear mecanismos de protección contra pérdida de energía para proteger los datos durante fallas repentinas de energía. Estos mecanismos utilizan supercondensadores u otros dispositivos de almacenamiento de energía para proporcionar energía temporal. Esto permite que el controlador guarde cualquier dato pendiente en la memoria flash antes de apagarlo de manera segura.
Para la seguridad de los datos, algunos SSD ofrecen capacidades de cifrado de hardware integradas. Estos SSD utilizan algoritmos de cifrado para cifrar los datos escritos en la unidad, lo que garantiza que la información almacenada permanezca segura y protegida contra el acceso no autorizado.
Guía de compra de SSD
Capacidad
La capacidad de un SSD se refiere a la cantidad de datos que puede almacenar. Los SSD están disponibles en varias capacidades, desde 128 GB hasta varios terabytes (TB). Al decidir sobre la capacidad, considere sus requisitos de almacenamiento, incluido el tamaño de su sistema operativo, aplicaciones y archivos. Si usa su computadora principalmente para tareas básicas y no requiere mucho espacio de almacenamiento, una SSD más pequeña como 256 GB o 512 GB puede ser suficiente. Sin embargo, si trabaja con archivos multimedia de gran tamaño o necesita un amplio almacenamiento para juegos, edición de video o aplicaciones profesionales, opte por capacidades más grandes, como 1 TB o más.
Velocidad
La velocidad del SSD juega un papel crucial en el rendimiento general del sistema. Dos factores principales determinan la velocidad de un SSD: velocidades de lectura y escritura, denominadas velocidades secuenciales y aleatorias. Las velocidades secuenciales indican qué tan rápido la unidad puede leer o escribir bloques de datos grandes y contiguos, lo que los hace importantes para las transferencias de archivos y los tiempos de arranque.
Por otro lado, las velocidades aleatorias miden la capacidad de la unidad para acceder y procesar datos dispersos más pequeños, lo cual es vital para las tareas informáticas diarias, como abrir aplicaciones y realizar múltiples tareas. Busque SSD con altas velocidades de lectura/escritura secuencial y aleatoria para garantizar un rendimiento fluido y con capacidad de respuesta.
Interfaz
La interfaz de un SSD determina cómo se conecta a la placa base de su computadora y afecta su compatibilidad y rendimiento. Las interfaces más comunes para SSD son SATA (Serial ATA) y NVMe (Non-Volatile Memory Express). Los SSD SATA, disponibles en factores de forma de 2.5 pulgadas y M.2, ofrecen un buen rendimiento y son compatibles con la mayoría de las computadoras.
Son una excelente opción para quienes actualizan desde discos duros tradicionales. Las SSD NVMe, en formato M.2, utilizan la interfaz PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) y proporcionan velocidades significativamente más rápidas que las SATA. Si su sistema es compatible con NVMe, optar por un SSD NVMe puede generar un aumento notable del rendimiento.
Reputación de Marcas
La reputación de la marca es un factor importante a considerar al comprar un SSD. Las marcas reconocidas priorizan el control de calidad, la confiabilidad y la atención al cliente, lo que garantiza una mejor experiencia general. Los fabricantes de SSD más conocidos incluyen Samsung, Western Digital, Crucial, Kingston, Intel y SanDisk. Es recomendable investigar las opiniones de los clientes, los puntos de referencia profesionales y los datos de confiabilidad para medir la reputación de una marca. Además, las marcas que ofrecen períodos de garantía más largos infunden más confianza en sus productos.
¿Qué es NVMe?
NVM Express desarrolló la primera interfaz NVMe. Comenzó hace diez años, en 2011. La necesidad de desarrollar la interfaz surgió después de que la gente experimentara algunos inconvenientes con las unidades de estado sólido.
De manera similar a los SSD, el NVMe debe insertarse físicamente con los medios de almacenamiento.
Mientras que los SSD solo pueden realizar una pregunta o comando a la vez, no es el caso con NVMe. Pueden traer resultados de múltiples consultas y comandos.
Esto también reduce la latencia y hay un retraso mínimo al obtener los resultados. Vienen en tarjetas de 2.5 pulgadas que caben en el sistema de almacenamiento de la computadora.
El primer peldaño para acceder a la memoria no volátil surgió en el Intel Developer Forum en 2007. Se completó en 2008 y se publicó en el sitio web de Intel.
Más de 90 empresas participaron en la elaboración de las especificaciones de la NVMe. Integrated Device Technology hizo que NVMe estuviera disponible comercialmente para las personas en agosto de 2012.
Ventajas de NVMe
Velocidades más rápidas
NVMe ofrece velocidades de transferencia de datos notables que superan las interfaces de almacenamiento tradicionales como SATA (Serial ATA). Al aprovechar la interfaz PCIe (Peripheral Component Interconnect Express), NVMe proporciona una ruta directa y dedicada entre el dispositivo de almacenamiento y la CPU de la computadora. Esta conexión directa permite transferencias de datos más rápidas y eficientes, mejorando significativamente las velocidades de lectura y escritura. Con NVMe, los usuarios pueden experimentar tiempos de arranque rápidos, lanzamientos rápidos de aplicaciones y operaciones de transferencia de datos sin problemas.
Baja latencia
La latencia se refiere al tiempo que tarda en procesarse una solicitud de datos. NVMe reduce en gran medida la latencia en comparación con otros protocolos de almacenamiento. Las unidades de disco duro tradicionales (HDD) e incluso las SSD SATA sufren latencia debido a los componentes mecánicos o las limitaciones de la interfaz.
NVMe está diseñado para minimizar la latencia al utilizar un conjunto de comandos simplificado y una ruta de datos más corta y directa. Esta reducción de la latencia se traduce en una mejor capacidad de respuesta del sistema, un acceso más rápido a los datos y un mejor rendimiento general, especialmente en aplicaciones sensibles a la latencia, como juegos, realidad virtual y procesamiento de datos en tiempo real.
Mayor Eficiencia
NVMe es altamente eficiente en términos de consumo de energía y recursos del sistema. La arquitectura simplificada y el conjunto de comandos optimizados de NVMe minimizan la sobrecarga de la CPU necesaria para procesar tareas relacionadas con el almacenamiento. Esta eficiencia mejora el rendimiento del sistema y da como resultado un menor consumo de energía, lo que es particularmente beneficioso para computadoras portátiles, tabletas y otros dispositivos móviles. Con NVMe, los usuarios pueden disfrutar de una mayor duración de la batería y un funcionamiento más frío debido a la reducción del consumo de energía.
Escalabilidad mejorada
La escalabilidad se refiere a expandir o actualizar las capacidades de almacenamiento sin comprometer el rendimiento. NVMe sobresale en este aspecto, ya que ofrece una escalabilidad superior en comparación con las tecnologías de almacenamiento tradicionales. Las unidades NVMe se pueden agregar o reemplazar fácilmente, y varias unidades NVMe se pueden combinar en varias configuraciones, como RAID (matriz redundante de discos independientes), para crear soluciones de almacenamiento más grandes y flexibles. Esta escalabilidad es crucial para los entornos informáticos modernos, donde la demanda de capacidad de almacenamiento crece rápidamente.
Casos de uso de NVMe
Aplicaciones de consumo
NVMe se ha vuelto cada vez más popular en las aplicaciones de consumo, principalmente debido a su capacidad para proporcionar un rendimiento de almacenamiento ultrarrápido. Estos son algunos casos de uso comunes de consumidores para NVMe:
- Juegos: los jugadores pueden beneficiarse enormemente de las velocidades más rápidas y la menor latencia de NVMe. El almacenamiento NVMe permite tiempos de carga de juegos más rápidos, transiciones de nivel sin problemas y retrasos reducidos en el juego, lo que brinda una experiencia de juego fluida e inmersiva.
- Creación de contenido: los profesionales y entusiastas involucrados en la creación de contenido, como la edición de video, el modelado 3D y el diseño gráfico, requieren almacenamiento de alta velocidad para manejar archivos de gran tamaño. NVMe permite una renderización, codificación y transferencia de datos más rápidas, lo que permite flujos de trabajo más eficientes y una mayor productividad.
- Consumo de medios: con la proliferación de contenido de video de alta resolución, el almacenamiento NVMe garantiza una reproducción fluida y un acceso rápido a los archivos multimedia, lo que mejora la experiencia multimedia y de transmisión en general. Los usuarios pueden cargar y navegar rápidamente a través de grandes bibliotecas de medios, lo que mejora la capacidad de respuesta de las aplicaciones de medios.
- Productividad personal: la velocidad y la baja latencia de NVMe mejoran la capacidad de respuesta del sistema, lo que hace que las tareas cotidianas, como encender la computadora, iniciar aplicaciones y realizar múltiples tareas, sean mucho más rápidas y fluidas. Esto mejora la productividad personal al reducir los tiempos de espera y aumentar la eficiencia general.
Aplicaciones empresariales
- Sistemas de bases de datos: las aplicaciones basadas en bases de datos, como los sistemas de procesamiento de transacciones y el análisis de big data, requieren almacenamiento de alto rendimiento para manejar conjuntos de datos masivos y garantizar un acceso rápido a los datos. NVMe permite un procesamiento de consultas de base de datos más rápido, análisis mejorados en tiempo real y una gestión de datos eficiente, lo que mejora los conocimientos empresariales y la eficiencia operativa.
- Virtualización y computación en la nube: la baja latencia y la alta escalabilidad de NVMe lo convierten en una solución de almacenamiento ideal para entornos virtualizados y plataformas de computación en la nube. Permite el aprovisionamiento rápido de máquinas virtuales (VM), una migración de VM más rápida y una mejor capacidad de respuesta de las aplicaciones basadas en la nube, lo que lleva a mejores experiencias de usuario y una utilización optimizada de los recursos.
- Informática de alto rendimiento (HPC): las industrias que dependen de tareas informáticas intensivas, como la investigación científica, el modelado financiero y la inteligencia artificial, pueden beneficiarse del almacenamiento de alta velocidad de NVMe. NVMe acelera el acceso y el procesamiento de datos, lo que reduce el tiempo de cómputo y permite un análisis y una toma de decisiones más rápidos.
- Centros de datos: las unidades NVMe ofrecen mayor densidad y menor consumo de energía, lo que las hace adecuadas para implementaciones de centros de datos. Su eficiencia y escalabilidad permiten que los centros de datos brinden servicios de almacenamiento más rápidos, manejen cargas de trabajo cada vez mayores y optimicen la utilización de recursos, mejorando el rendimiento del centro de datos y reduciendo los costos operativos.
Principales diferencias entre SSD y NVMe
- Factor de forma:
- Las SSD (unidades de estado sólido) pueden venir en varios factores de forma, incluidos SATA, mSATA y M.2.
- NVMe (Non-Volatile Memory Express) es un protocolo diseñado específicamente para SSD y se usa comúnmente con el factor de forma M.2.
- Interfaz:
- Los SSD utilizan la interfaz SATA, que ha sido un estándar para conectar dispositivos de almacenamiento.
- NVMe utiliza la interfaz PCIe (Peripheral Component Interconnect Express), lo que proporciona velocidades de transferencia de datos más rápidas en comparación con SATA.
- Velocidad:
- Los SSD ofrecen velocidades de transferencia de datos relativamente rápidas, y los SSD SATA tienen velocidades más bajas en comparación con los SSD NVMe.
- Los SSD NVMe aprovechan la interfaz PCIe, proporcionando velocidades de transferencia de datos significativamente más altas en comparación con los SSD SATA.
- Estado latente:
- Los SSD NVMe tienen una latencia más baja en comparación con los SSD SATA, ya que el protocolo NVMe está optimizado para un acceso de baja latencia al almacenamiento.
- Profundidad de la cola:
- NVMe admite colas de mayor profundidad, lo que permite un mejor paralelismo y un mejor rendimiento en el manejo de múltiples solicitudes de datos simultáneas en comparación con los SSD que utilizan SATA.
- Actuación:
- Los SSD NVMe ofrecen un mayor rendimiento general en términos de velocidades de lectura/escritura tanto secuenciales como aleatorias en comparación con los SSD SATA.
- Compatibilidad:
- Los SSD que utilizan la interfaz SATA son más compatibles con sistemas más antiguos, ya que SATA es un estándar establecido desde hace mucho tiempo.
- NVMe puede requerir una placa base y un BIOS compatibles para aprovechar al máximo sus capacidades, lo que podría limitar la compatibilidad con sistemas más antiguos.
- El consumo de energía:
- Los SSD NVMe tienden a ser más eficientes energéticamente en comparación con algunos SSD SATA, ya que el protocolo NVMe está diseñado para optimizar el consumo de energía durante las transferencias de datos.
- Precio:
- Generalmente, los SSD SATA son más económicos en comparación con los SSD NVMe, lo que los convierte en una opción rentable para usuarios con requisitos de rendimiento menos exigentes.
- Casos de uso:
- Los SSD SATA son adecuados para las tareas informáticas cotidianas y ofrecen un buen equilibrio entre velocidad y coste.
- Los SSD NVMe son ideales para tareas informáticas de alto rendimiento, juegos y otras aplicaciones donde las velocidades de transferencia de datos más rápidas son cruciales.
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8366931/
- https://dl.acm.org/doi/abs/10.1145/3195970.3196085
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8416843/
Última actualización: 02 de marzo de 2024
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Sandeep Bhandari tiene una Licenciatura en Ingeniería Informática de la Universidad de Thapar (2006). Tiene 20 años de experiencia en el campo de la tecnología. Tiene un gran interés en varios campos técnicos, incluidos los sistemas de bases de datos, las redes informáticas y la programación. Puedes leer más sobre él en su página de biografía.
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