SSD SATA y M.2 sobre una mesa junto a una computadora portátil.

Tecnología NAND Flash y discos de estado sólido (SSDs)

Si posee un dispositivo flash USB o una tarjeta SD de Kingston, ya posee productos que incorporan memoria flash, también conocida como flash NAND. A nivel mundial, el consumo de flash NAND se ha disparado en los últimos cinco años y los nuevos productos, como los SSDs, están haciendo avances significativos en los dispositivos informáticos empresariales desde portátiles, equipos de escritorio, estaciones de trabajo y servidores.

Aquí hay un desglose rápido de lo que necesita saber sobre la memoria flash NAND.

Memoria flash NAND no volátil

Uno de los beneficios de la memoria flash NAND es su almacenamiento de datos no volátil. A diferencia de la memoria DRAM, que debe alimentarse continuamente para retener datos, la memoria NAND retiene datos incluso cuando no hay energía, lo que la hace ideal como almacenamiento para dispositivos portátiles.

M.2 y SSDs mSATA
Tipos de flash NAND

Actualmente existen cinco tipos de almacenamiento de memoria flash NAND y la diferencia entre cada tipo es la cantidad de bits que cada celda puede almacenar. Cada celda puede almacenar datos: un bit por celda para SLC NAND, dos bits por celda para MLC, tres bits por celda para TLC, cuatro bits por celda para QLC y cinco bits por celda para PLC. Por tanto, SLC NAND almacenaría un "0" o "1" en cada celda, MLC NAND almacenaría "00", "01", "10" u "11" en cada celda, y así sucesivamente. Estos cinco tipos de NAND ofrecen diferentes niveles de rendimiento y características de resistencia en un rango de precios, siendo SLC el de mayor rendimiento y el más costoso en el mercado NAND.

3D NAND

En la 3D NAND, múltiples capas de celdas de memoria se apilan verticalmente junto con interconexiones entre las capas. El apilamiento de múltiples capas de celdas de memoria en capas verticales crea una mayor capacidad de almacenamiento a la vez que ocupa menos espacio y aumenta el rendimiento al permitir conexiones generales más cortas para cada celda de memoria También reduce el costo por byte en comparación con la 2D NAND. Las unidades flash 3D NAND podrían utilizar diseños MLC, TLC o QLC.

SSD SATA en una caja de servidor extraído hasta la mitad de una bahía de almacenamiento de servidor
Nivelación de desgaste de las celdas NAND

Las celdas NAND no están diseñadas para durar para siempre. A diferencia de la DRAM, sus celdas se desgastarán con el tiempo ya que los ciclos de escritura son más exigentes que los ciclos de lectura. Las unidades de almacenamiento NAND tienen un número limitado de ciclos de escritura, pero la nivelación del desgaste administra el desgaste de las celdas realizado por el controlador flash, que siempre reside en el dispositivo. Todos los dispositivos flash USB, tarjetas SD y SSDs tienen un controlador NAND que administra la memoria flash NAND y realiza funciones como nivelación del desgaste y corrección de errores.

Para prolongar la vida útil de los dispositivos de almacenamiento NAND, el controlador NAND Flash garantiza que todos los datos escritos se distribuyan uniformemente en todos los bloques físicos del dispositivo para no desgastar un área de la NAND más rápido que otra.

Discos de estado sólido (SSDs)
En los últimos años, el costo de la memoria flash NAND se redujo lo suficiente como para hacer posibles nuevos dispositivos de almacenamiento primario, como discos de estado sólido, para sistemas cliente y servidores. Los SSDs son reemplazos directos de los discos duros (o discos duros giratorios estándar) en computadoras con interfaces compatibles como SATA o SAS.

Los SSDs ofrecen importantes ventajas de rendimiento y durabilidad sobre los discos duros estándar. Los SSDs no tienen partes móviles; todos son dispositivos semiconductores. Por esta razón, los SSDs no sufren de latencias mecánicas como los discos duros, y sin partes móviles, los SSDs pueden resistir muchos más golpes y vibraciones que un disco duro, lo que los hace ideales para una amplia gama de aplicaciones portátiles y móviles.

En años anteriores, las discos de estado sólido se diseñaban con chips de memoria DRAM y eran caros, lo que los hacía adecuados solo para aplicaciones exigentes de servidor.

Hoy en día, con menores costos en la flash NAND, los SSDs se están utilizando en una variedad de aplicaciones que van desde la informática de consumo hasta la empresarial y militar.

SSD U.2 en una caja de servidor extraído hasta la mitad de una bahía de almacenamiento de servidor
Resistencia SSD

Kingston utiliza la memoria flash NAND con un grado de resistencia diseñado para la carga de trabajo de un SSD. Esto permite que Kingston ofrezca una variedad de SSDs para una aplicación a un precio competitivo.

Los SSDs Cliente y Enterprise de Kingston vienen con una grado de resistencia de por vida para ayudar a igualar el SSD a la carga de trabajo prevista. Para los SSDs Cliente, Kingston proporciona una especificación de TBW “Terabytes Written” (Terabytes escritos) que permite a los usuarios predecir la vida útil del SSD en su aplicación.

Los SSDs Enterprise de Kingston tienen un valor similar con una especificación TBW y una especificación DWPD “Drive Writes Per Day” (escrituras a la unidad por día) que se basa en el TBW y el período de garantía del SSD. Por ejemplo, un SSD de 1TB que tiene un grado de resistencia de 1DWPD significa que un usuario puede escribir 1TB de datos por día en el SSD durante 5 años. La especificación TBW / DWPD es una herramienta para clientes corporativos que implementan SSDs de Kingston en sus entornos empresariales como parte de la planificación de su infraestructura de TI.

Kingston proporciona una herramienta de software llamada “KSM” (Kingston Storage Manager) para monitorear la expectativa de vida útil del SSD. Piense en ello como un medidor de gasolina en un automóvil donde el usuario puede verificar periódicamente el estado del SSD. Kingston utiliza la memoria flash NAND con un grado de resistencia diseñado para la carga de trabajo de un SSD. Esto permite que Kingston ofrezca una variedad de SSDs para una aplicación a un precio competitivo.

Los SSDs Cliente y Enterprise de Kingston vienen con una grado de resistencia de por vida para ayudar a igualar el SSD a la carga de trabajo prevista. Para los SSDs Cliente, Kingston proporciona una especificación de TBW “Terabytes Written” (Terabytes escritos) que permite a los usuarios predecir la vida útil del SSD en su aplicación.

Los SSDs Enterprise de Kingston tienen un valor similar con una especificación TBW y una especificación DWPD “Drive Writes Per Day” (escrituras a la unidad por día) que se basa en el TBW y el período de garantía del SSD. Por ejemplo, un SSD de 1TB que tiene un grado de resistencia de 1DWPD significa que un usuario puede escribir 1TB de datos por día en el SSD durante 5 años. La especificación TBW / DWPD es una herramienta para clientes corporativos que implementan SSDs de Kingston en sus entornos empresariales como parte de la planificación de su infraestructura de TI.

Kingston proporciona una herramienta de software llamada “KSM” (Kingston Storage Manager) para monitorear la expectativa de vida útil del SSD. Piense en ello como un medidor de gasolina en un automóvil donde el usuario puede verificar periódicamente el estado del SSD. 

Rendimiento del SSD

La mayoría de los sistemas Cliente ya no están limitados por el rendimiento del procesador. Casi siempre están limitados por el almacenamiento. Los discos duros tienen latencias de acceso en milisegundos, mientras que los SSDs funcionan en cientos de microsegundos.

Un SSD puede ofrecer una nueva vida útil y un alto rendimiento incluso a sistemas que tienen algunos años (si tienen una interfaz compatible con SATA). Un sistema basado en Windows® puede ver cómo sus tiempos de arranque se reducen de muchos minutos a uno o menos, lo que convierte a un SSD en una mejora de almacenamiento de rendimiento. En general, a menudo ofrece mejor aumento de rendimiento que cualquier actualización de un sistema.

Unidades de estado solido (SSD)

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