FAQ sur les SATA et les SSD M.2

SSD signifie « Solid-State Drive » ou Disque Flash.” Un SSD se compose principalement de puces mémoires Flash NAND ou DRAM. Ces composants remplacent les plateaux et autres mécanismes présents dans un disque dur mécanique.

Il n'est pas facile de répondre à cette question. Aucun système n'est exactement identique à un autre. La performance peut être affectée par le système d'exploitation, les pilotes chargés en mémoire, les applications utilisées, la vitesse, la configuration du processeur et bien d'autres facteurs. Plusieurs sites web et des revues informatiques ont comparé les disques durs et les SSD. Leurs conclusions indiquent que ces derniers sont beaucoup plus rapides. Par exemple, les comparaisons de la vitesse d'écriture aléatoire démontrent que les SSD sont plus de 20 000% plus rapides que les disques durs à haute performance.

Il faut préciser que les SSD n'ont pas les limitations physiques des disques durs. Sur les plateaux circulaires d'un disque dur (semblables à un CD), les données enregistrées au centre sont lues moins rapidement que celles stockées à proximité de leur périmètre. Alors que sur un SSD, la vitesse d'accès est constante sur l'ensemble du volume. Les performances des disques durs sont en outre limitées par les problèmes de fragmentation des données, alors que sur un SSD, la dispersion des données sur le volume n'a qu'un impact négligeable sur les performances.

Les entrées/ sorties par seconde (IOPS – Input/Output Operations per Second) mesurent le nombre de transactions par seconde qu'un système de stockage (disque dur ou SSD) peut gérer. Les IOPS concernent les charges de travail sur serveur et ne doivent pas être confondues avec les vitesses de lecture et d'écriture.

Les SSD stockent les données dans des composants Flash NAND. Les cellules Flash NAND ont l'inconvénient de ne supporter qu'un nombre limité d'écritures au-delà duquel elles perdent leurs propriétés. Pour prolonger la durée de vie utile de la mémoire, le contrôleur SSD applique divers algorithmes qui distribuent uniformément les écritures et les effacements sur toutes les cellules mémoires.Grâce à cette technique de répartition de l’usure (wear-leveling), chaque cellule ou groupe de cellules est utilisée de manière équivalente pour éviter les conséquences d’une éventuelle surutilisation. Cette technique très efficace est généralisée.

Pour améliorer la performance et l’endurance, certains fabricants de SSD réservent au contrôleur une partie de la capacité disponible. Sous le nom « d'overprovisioning » (réservation d'espace supplémentaire), cette technique permet d'augmenter la performance et la longévité des SSD. Tous les disques SSD Kingston actuels utilisent l'overprovisioning avec des capacités de 120Go, 240Go, 480Go, 960Go, 1,92To et 3,84To. Pour en savoir plus sur la technique d'overprovisioning.

Les composants Flash NAND utilisés dans les clés USB, cartes SD et disques SSD ont tous des limites d'endurance. Leur capacité d'écriture n'est donc pas illimitée. Les produits à semi-conducteurs s'usent donc progressivement. Mais des fonctions comme la répartition d'usure et la réservation d'espace supplémentaire (overprovisioning) leur confèrent une durée de vie supérieure à celle du système dans lequel ils sont installés. La mesure de l'endurance d'un disque SSD est exprimée en Total des octets écrits (ToE). Selon sa capacité, un disque pourra écrire des centaines de Téraoctets, voire des Pétaoctets. La performance d'un SSD reste inchangée pendant toute sa durée de vie. Pour en savoir plus sur les TOE.

S.M.A.R.T. est l'acronyme de « Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology » qui fait partie de la norme ATA (« Advanced Technology Attachment » ). Les attributs SMART servent à mesurer l'état du disque SSD et à signaler à l'avance les défaillances possibles à l'utilisateur (administrateur, logiciel, etc.). Pour en savoir plus sur S.M.A.R.T.

Oui, les SSD Kingston peuvent être installés dans des boîtiers externes USB, e-SATA, Thunderbolt et Firewire. Remarque : si l'utilisateur choisit d'activer un mot de passe avec la commande Security ATA, le disque installé dans un boîtier externe ne sera pas accessible.

Les disques durs stockent les données sur le revêtement magnétique de plateaux rotatifs. Cette technologie date du milieu des années 1950. Les données sont enregistrées et lues par une ou plusieurs têtes mobiles sur un ou plusieurs plateaux rotatifs. Les disques durs sont des appareils mécaniques contenant un grand nombre de pièces mobiles. Ils présentent donc des risques de défaillances mécaniques et de pannes dues aux conditions d'utilisation, incluant des températures basses ou hautes, des chocs et vibrations.

Bien que le marché des SSD se développe et que les SSD sont de plus en plus utilisés, ils sont encore relativement récents. Comme pour toute technologie nouvelle, l'augmentation des ventes jusqu'à un niveau autorisant la réduction des coûts de fabrication est seulement une question de temps. Au cours des dernières années, l'écart des prix entre les SSD et les disques durs s'est considérablement réduit.

Actuellement, le prix par giga-octet est le seul facteur favorable aux disques durs. Les disques durs actuellement commercialisés offrent des capacités à partir de 500 Go, alors que les SSD débutent à 120Go. Actuellement, Kingston offre des SSD allant de 120Go à 3,84To.

Les disques durs rotatifs se présentent comme la meilleure option si vous avez principalement besoin d'un stockage de masse de l'ordre du Téraoctet. Mais si la performance est l'objectif principal, les disques SSD sont une excellente solution. Les SSD sont fréquemment utilisés comme un disque de démarrage, contenant donc le système d'exploitation et les applications, conjointement à un disque dur pour stocker les fichiers.

Oui. Kingston offre des kits de mise à niveau SSD qui contiennent tous les éléments requis pour remplacer le disque dur d'un ordinateur de bureau ou portable. Un logiciel de clonage est également fourni pour transférer facilement le système d'exploitation et les données. Veuillez noter que le logiciel de clonage n'est pas fourni avec les offres de SSD Kingston qui incluent seulement le disque SSD. Lorsque vous avez besoin de cloner un disque dur sur le disque SSD de remplacement, vous devez choisir une référence qui inclut le kit d'installation.

Non. La défragmentation n'est jamais nécessaire sur un SSD. Au contraire, elle contribuerait à réduire sa durée de vie. Si la défragmentation est automatique sur votre système, vous devez la désactiver lorsque vous installez un SSD. Certains systèmes d'exploitation exécutent automatiquement la défragmentation. Cette fonction doit être désactivée pour les SSD Kingston.

Qu’est-ce que le M.2 ? Qu’est-ce que NVMe ? Quel rapport ont-ils avec SATA, AHCI et quelle est la différence de vitesse ? Notre infographie explique chaque acronyme pour vous aider à mieux comprendre comment et pourquoi la technologie SSD la plus récente est meilleure et plus rapide. En savoir plus sur les différences entre NVMe et SATA.

Dans des systèmes clients, tels que les ordinateurs de bureau, les ordinateurs portables et les stations de travail, les SSD NVMe améliorent considérablement les performances globales de stockage. Le protocole NVMe est la nouvelle norme des SSD. Les SSD NVMe de Kingston sont conçus pour fournir une gamme de solutions de stockage qui constituent un excellent choix pour les nouveaux assemblages PC ainsi que les mises à niveau de stockage pour ordinateurs de bureau et ordinateurs portables. En savoir plus sur les SSD NVMe pour les systèmes clients.

La norme NVMe est particulièrement adaptée aux environnements de stockage d’entreprise. Elle autorise une bande passante six fois plus large, des latences divisées par trois et la prise en charge d’unités centrales multicœurs. Le NVMe remplace le protocole SATA, initialement destiné aux disques durs rotatifs. En savoir plus sur le choix de NVMe pour les datacenters.

Les SSD sont disponibles sous plusieurs formats et protocoles. Les premiers SSD étaient des 2,5 pouces, utilisant une connexion SATA et le protocole AHCI qui étaient les standards adaptés aux exigences des disques durs afin de faciliter les mises à niveau vers les SSD. Plus tard, le protocole de stockage flash natif NVMe a été développé pour autoriser des vitesses de transfert plus rapides, disponibles sur certains PC et ordinateurs portables haut de gamme les plus récents. Tous les SSD NVMe sont soit M.2, U.2, ou AIC PCIe. Les SSD SATA 2,5" existent depuis plus longtemps, et sont toujours présents dans de nombreux PC. En savoir plus sur les différences entre NVMe et SATA.

Pour certaines applications intégrées où l'espace est limité, les spécifications M.2 définissent des SSD M.2 d'épaisseurs différentes : trois versions Simple face (S1, S2 et S3) et cinq versions Double face (D1, D2, D3, D4 et D5). Certaines plateformes peuvent avoir des exigences spécifiques liées à l'espace limité disponible sous le connecteur M.2.

Les disques SSD M.2 Kingston sont conformes aux spécifications M.2 Double face. Ils fonctionnent avec la majorité des cartes systèmes qui acceptent les SSD M.2 Double face. Veuillez consulter votre représentant si vous avez besoin de SSD M.2 Simple face pour des applications intégrées spécifiques.

La norme M.2 a été développée par les organisations de normalisation PCI-SIG et SATA-IO. Elle est définie par les spécifications PCI-SIG M.2 et SATA Rev. 3.2. Son nom d'origine « Next Generation Form Factor » (NGFF) a été officiellement remplacé par M.2 en 2013. Le terme NGFF est encore largement utilisé pour parler de la norme M.2.

Le petit facteur de forme M.2 s'applique à un grand nombre de types de cartes, tels que Wi-Fi, Bluetooth, navigation par satellite, communication en champ proche (NFC), radio numérique, Wireless Gigabit Alliance (WiGig), réseau étendu sans fil (WWAN) et disques à semi-conducteurs (SSD).

Le M.2 inclut un sous-groupe de facteurs de forme spécifiques pour disques SSD uniquement.

Tous les disques SSD M.2 autorisent un montage encastré sur les emplacements M.2 des cartes systèmes.Le facteur de forme M.2 ouvre la voie à une amélioration des performances avec un encombrement réduit. Il est la solution de progrès technologique pour les disques SSD.En outre, aucun câble d'alimentation ou de données n'est nécessaire, éliminant donc la gestion des câbles.Comme les SSD mSATA, les SSD M.2 se branchent directement dans un emplacement. Aucune autre procédure d'installation physique n'est nécessaire.

De nombreux ordinateurs portables et cartes mères supportent les SSD M.2. Veuillez consulter les spécifications du système et le manuel d'utilisation pour vérifier la compatibilité avant d'acheter un disque SSD M.2.

Pour les modules M.2 des SSD, les dimensions les plus courantes sont 22mm de large x30mm de long, 22mm x 42mm, 22mm x 60mm, 22mm x 80mm et 22mm x 110mm. Les cartes sont identifiées en fonction de leurs dimensions ci-dessus : Les deux premiers chiffres donnent la largeur (tous à 22mm) et les autres chiffres indiquent la longueur de 30mm à 110mm. Par conséquent, les SSD M.2 sont identifiés par les références 2230, 2242, 2260, 2280 et 22110.

La photo ci-dessous représente un SSD 2,5 pouces et des SSD M.2 2242, 2260, et 2280 :

Deux raisons justifient ces différences de longueurs :

1. Les différentes longueurs autorisent des capacités variées. Plus il est long, plus le SSD peut contenir de puces Flash NAND, en plus du contrôleur et éventuellement d'une puce mémoire DRAM. Les SSD 2230 et 2242 peuvent recevoir entre 1 et 3 NAND Flash. Les modèles 2280 et 22110 acceptent jusqu'à 8 NAND Flash, permettant donc de créer une capacité de 2To avec le plus grand des facteurs de forme M.2.
2. L'emplacement sur la carte système peut limiter les dimensions M.2 : Certains ordinateurs portables utilisent une unité de cache M.2, mais ont seulement de l'espace pour un SSD M.2 2242 (un SSD M.2 2230 est plus petit mais n'est pas utile puisque dans la plupart des cas un SSD M.2 2242 peut être monté).

Non, les SSD M.2 SATA et PCIe utilisent les mêmes pilotes standard AHCI intégrés au système d'exploitation. Cependant, il peut être nécessaire d'activer le SSD M.2 dans le BIOS du système pour l'utiliser.

Dans certains cas, l'emplacement du SSD M.2 peut partager des voies PCIe ou des ports SATA avec d'autres dispositifs montés sur la carte mère.Veuillez consulter la documentation de la carte mère puisque l'utilisation simultanée de ports partagés peut désactiver un des dispositifs.

Non, ils sont différents. Un disque SSD M.2 supporte les deux options d'interface de stockage SATA et PCIe, alors que mSATA prend uniquement en charge SATA. Ils sont physiquement différents et ne peuvent pas être branchés sur les mêmes connecteurs. 

Un M.2 2280 (au-dessus) comparé à un mSATA. L'agencement des bornes (et détrompeurs) leur interditd'être insérés dans des emplacements incompatibles.

Le facteur de forme M.2 a été créé pour supporter plusieurs options de cartes de petites dimensions, dont les disques à semi-conducteurs (SSD). Initialement, les SSD utilisaient mSATA comme le plus petit facteur de forme, mais mSATA ne peut pas évoluer vers des capacités supérieures jusqu'à 1To et préserver une rentabilité raisonnable. La nouvelle spécification M.2 a résolu ce problème et supporte différentes capacités et tailles de cartes SSD M.2. Les spécifications de la norme M.2 permettent aux fabricants de bénéficier d'une normalisation basée sur un petit facteur de forme capable d'évoluer vers de hautes capacités selon les besoins.

Les spécifications M.2 définissent 12 configurations de broches pour la carte M.2 et l'interface de connexion. Plusieurs sont réservées à des utilisations futures.

Configurations M.2 actuellement définies (seules les configurations B et M sont utilisées sur les SSD M.2)
Source : « All About SSD M.2s, SNIA », juin 2014.

Spécifiquement pour les SSD M.2, trois configurations de broches sont couramment utilisées :

1. Un connecteur plat à configuration B peut supporter le protocole SATA et/ou PCIe selon votre dispositif, mais peut seulement prendre en charge la performance PCIe x2 (1000Mo/s) sur le bus PCIe.
2. Un connecteur plat à configuration M peut supporter le protocole SATA et/ou PCIe selon votre dispositif, et peut prendre en charge la performance PCIe x4 (2000Mo/s) sur le bus PCIe, si le système hôte supporte lui aussi PCIe x4.
3. Un connecteur plat à configuration B+M peut supporter le protocole SATA et/ou PCIe selon votre dispositif, mais peut seulement prendre en charge la performance PCIe x2 sur le bus PCIe.

Les différentes configurations des broches sont souvent indiquées sur des étiquettes apposées sur ou à proximité du connecteur plat (broches dorées) du SSD M.2 et aussi sur l'emplacement M.2.

Remarque : les SSD M.2 à configuration B comptent 6 broches, alors que la configuration M en a cinq. Cette asymétrie évite aux utilisateurs d'essayer de connecter un SSD M.2 de configuration B dans un emplacement de configuration M, ou vice-versa.

Les configurations B+M sur SSD M.2 supportent la compatibilité avec diverses cartes mères à condition que le protocole SSD approprié soit bien pris en charge (SATA ou PCIe). Certains connecteurs de carte mère sont conçus pour accepter uniquement des SSD ayant une configuration M, alors que d'autres n'acceptent que les SSD à configuration B. Les SSD à configuration B+M sont conçus pour résoudre ce problème. Mais brancher un SSD M.2 sur un tel emplacement ne garantit pas son fonctionnement, puisque cela dépend aussi du protocole partagé entre le SSD M.2 et la carte mère.

Vous devez toujours lire les informations du fabricant de la carte mère/ système pour confirmer les longueurs acceptées, mais la plupart des cartes mères acceptent 2260, 2280 et 22110. Bon nombre de cartes mères sont fournies avec des accessoires de fixation adaptables, ce qui permet à l'utilisateur de choisir soit un SSD M.2 2242, 2260, 2280, ou même 22100. L'espace physique sur la carte mère limite le choix des tailles de SSD M.2 qui peuvent être installées sur l'emplacement.

Les spécifications M.2 incluent différents types d'emplacement ("Socket") permettant de prendre en charge des types de dispositifs spécifiques.

Socket 1 Cet emplacement est conçu pour Wi-Fi, Bluetooth®, NFC et WI Gig

Socket 2 Cet emplacement est conçu pour WWAN, SSD (caching), et GNSS

Socket 3 Cet emplacement est conçu pour les SSD (SATA et PCIe, jusqu'à la performance sur 4 voies)

Non, les SSD M.2 ne sont pas conçus pour être connectés ou déconnectés à chaud.Ils doivent être connectés et déconnectés lorsque le système n'est pas sous tension.

La performance est probablement similaire. Elle dépend du contrôleur installé sur le système hôte utilisé par les SSD, ainsi que la configuration interne et le contrôleur de chaque SSD. Les spécifications SATA 3.0 supportent des débits jusqu'à 600Mo/s, quel que soit le facteur de forme (2,5 pouces, mSATA ou SSD M.2).

Si le système hôte ne prend pas en charge le protocole PCIe, le SSD M.2 PCIe ne sera pas détecté par le BIOS et sera donc incompatible avec le système. De même, un SSD M.2 SATA ne pourra pas être utilisé s'il est installé sur un emplacement uniquement conçu pour des SSD M.2 PCIe.

Le SSD M.2 PCIe peut alors uniquement fonctionner aux débits autorisés par la PCIe x2 (deux voies) sur cette carte mère. Si vous achetez une carte mère qui supporte les débits PCIe x4, votre SSD M.2 compatible avec de telles spécifications devrait fonctionner normalement dans cet environnement.En outre, en fonction des limitations PCIe sur certaines cartes systèmes, le nombre total de voies PCIe peut obliger le SSD M.2 PCIe x4 à fonctionner sur 2 voies ou même une seule.

Non. Un SSD M.2 peut uniquement prendre en charge l'une ou l'autre, et jamais les deux SATA et PCIe simultanément. En outre, les emplacements de cartes systèmes sont conçus par les fabricants pour supporter soit SATA ou PCIe, mais dans certains cas les deux. Il est donc essentiel de vérifier les technologies supportées, qui sont indiquées dans le manuel du système.

L'interface PCIe est plus rapide, puisque les spécifications SATA 3.0 sont limitées à un débit maximal de ~600Mo/s, alors que la PCIe x2 Gen 2 peut supporter jusqu'à 1000Mo/s, jusqu'à 2000Mo/s avec la PCIe x4 Gen 2 et jusqu'à 4000Mo/s avec la PCIe x4 Gen 3.

Les disques SSD Kingston sont construits avec des composants mémoires NAND Flash.

Les SSD Kingston ne dépendent d’aucun SE. Ils fonctionnent sur n’importe quel système équipé d’une interface SATA standard.

Aucun pilote supplémentaire n'est nécessaire.

La majorité des systèmes peut bénéficier d'une mise à niveau impliquant des SSD de Kingston. Les anciens systèmes (à partir de SATA II) peuvent être mis à niveau à l'aide de SSD SATA de Kingston. Les systèmes modernes prennent en charge SATA III, PCIe NVMe ou les deux. Pour la mise à niveau de ces systèmes, vous avez le choix entre des SSD SATA ou des SSD NVMe PCIe haute performance de Kingston. Pour vous aider à choisir le SSD de Kingston adéquat, utilisez l'outil de configuration de Kingston ou contactez l'assistance technique de Kingston.

Il est fortement conseillé d'utiliser les SSD de la série Data Center de Kingston dans les configurations RAID. Les SSD Data Center de Kingston affichent une meilleure compatibilité avec les contrôleurs RAID. De plus, ils sont spécialement réglés pour les charges de travail plus exigeantes des data center/des entreprises et affichent une performance et une endurance supérieures à celle des SSD destinés aux clients .

Les systèmes et les contrôleurs SAS (Serial Attached SCSI) prennent en charge les dispositifs SATA. Kingston conseille aux utilisateurs de vérifier sur la documentation du système ou du contrôleur si les lecteurs SATA et SAS sont compatibles. S'ils le sont, les disques SSD de Kingston peuvent être utilisés sans problème.

Tous les SSD Kingston utilisent un processus intelligent et efficace d’élimination des données inutilisées. Prolongeant sa durée de vie et n’impactant pas l’endurance Flash. Il est invisible pour l’utilisateur. Pour en savoir plus sur le processus d'élimination des données SSD.

Les techniques de répartition d’usure des SSD Kingston intègrent un algorithme de sélection des blocs qui prolonge l'endurance des composants Flash et optimise la durée de vie de l'unité. Cette fonction unique de répartition d'usure assure une sollicitation très équilibrée des différents blocs individuels. L'écart entre les blocs les plus souvent écrits et les blocs les moins souvent écrits n'est jamais supérieur à 2 %.

TRIM et Garbage Collection sont des technologies que les disques à semi-conducteurs (SSD) modernes intègrent pour améliorer à la fois leurs performances et leur endurance. Lorsque votre disque SSD sort d'usine, tous ses blocs NAND sont vides. Par conséquent, de nouvelles données peuvent être écrites dans ces blocs vides en une seule opération. Avec le temps, la plupart des blocs vides deviennent des blocs utilisés, contenant des données d'utilisateur. Afin d'écrire de nouvelles données dans des blocs utilisés, le SSD est obligé d'effectuer un cycle de lecture-modification-écriture. Ce cycle nuit aux performances globales des SSD car ils doivent exécuter trois opérations au lieu d'une seule. Le cycle lecture-modification-écriture provoque également une amplification d'écriture qui nuit à l'endurance globale des SSD.

Les fonctions TRIM et Garbage Collection contribuent ensemble à l'amélioration des performances et de l'endurance du SSD en libérant des blocs usagés. Garbage Collection est une fonction intégrée dans le contrôleur SSD, qui consolide les données stockées dans les blocs utilisés afin d'augmenter le nombre de blocs vides selon les besoins. Ce processus se déroule en arrière-plan, et il est intégralement pris en charge par le SSD lui-même. Cependant, le système du SSD peut ne pas savoir quels blocs contiennent des données utiles et quels blocs contiennent des données périmées que l'utilisateur a déjà supprimées. C'est là qu'intervient la fonction TRIM. Elle permet au système d'exploitation d'informer le système du SSD que des données ont été supprimées, lui permettant donc de libérer des blocs précédemment utilisés. Pour que la fonction TRIM fonctionne, le système d'exploitation et le SSD doivent la prendre en charge. Actuellement, la plupart des systèmes d'exploitation et des SSD modernes prennent en charge la fonction TRIM, ce qui n'est pas le cas de la plupart des configurations RAID.

Les SSD de Kingston utilisent les technologies TRIM et Garbage Collection pour maintenir les plus hauts niveaux de performance et d'endurance pendant toute leur durée de vie.

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FAQ: KSD-011411-GEN-13