Cos’è un SSD?

Cosa significa esattamente SSD? Dietro questa abbreviazione si cela una tecnologia di archiviazione dati per disco rigido veloce e moderna. Tuttavia, i precursori degli SSD esistono dagli anni ‘50 e l’archiviazione SSD vera e propria dal 1970. All’epoca però, queste soluzioni erano estremamente costose, avevano una bassa durata e l’archiviazione dei dati era estremamente volatile. Quindi il contenuto del disco rigido andava perduto ogni qualvolta questo non fosse attaccato all’alimentazione elettrica.

Il primo SSD basato su flash è arrivato sul mercato solo negli anni ‘90. Questo era in grado di conservare i dati memorizzati indipendentemente dall’alimentazione, cioè era non volatile. Oltre ai moduli flash, esistono anche moduli di memoria SDRAM, principalmente utilizzati come memoria intermedia durante l’uso, che sono volatili ma significativamente più veloci delle RAM tradizionali. Gli SSD industriali raggiungono attualmente capacità di archiviazione fino a 100 terabyte, supportano fino a 5 milioni di cicli di scrittura e garantiscono una conservazione dei dati fino a 10 anni. Sono utilizzati, ad esempio, nei server con SSD.

L’abbreviazione “SSD” sta per Solid State Drive, in italiano “unità di memoria a stato solido”. “Solid State” si riferisce ai componenti semiconduttori, mentre con “Drive” si intende l’unità di memoria. Si parla dunque di unità di memoria basata su elementi semiconduttori. Un SSD è quindi una disposizione di moltissimi elementi semiconduttori utilizzati da un sistema di gestione dei file per memorizzare dati digitali. Per organizzare i dati su un SSD possono essere utilizzati sia i sistemi di gestione dei file FAT32 che NTFS.

In un SSD, le informazioni da immagazzinare sono scritte su celle di semiconduttori. Queste celle mantengono il loro stato anche in assenza di alimentazione e questo è il principio su cui si basa la memoria flash. Una singola cella di memoria può avere solo due stati: carica o non carica. Questo metodo è chiamato Single Level Cell (SLC) ed è usato principalmente in SSD industriali molto costosi. Una cella corrisponde a un bit. Da qui è possibile calcolare quante celle di questo tipo sono necessarie per realizzare un gigabyte (1 GB), ovvero 10⁹ = circa 1 miliardo di celle di memoria (valore esatto: 2³⁰ = 1.073.741.824). Una singola lettera nella sola codifica ASCII consuma 8 bit. Questo può darvi un’idea di quanta memoria è necessaria per archiviare un documento di testo o un’immagine.

Tuttavia, è anche possibile utilizzare diverse dimensioni di tensione in una cella, per fare in modo che per ogni cella di memoria possa essere memorizzato più di 1 bit. Questo tipo di memorizzazione è chiamato Multi Level Cell (MLC) e di solito consente di memorizzare 2 bit per cella. In questo modo, nello stesso spazio possono essere ospitati un numero maggiore di dati, risparmiando così sui costi. Il suo svantaggio è il minor numero di cicli di scrittura. Esiste infine un altro passaggio di compressione, chiamato Triple Level Cell (TLC), in grado di ridurre ulteriormente i costi di produzione.

I semiconduttori hanno una durata limitata. Per contrastare ciò, un SSD dispone di un cosiddetto “Bad Block Management”, ovvero un monitoraggio interno che rileva le celle di memoria usurate e contrassegna i blocchi contenenti celle di memoria a rischio di guasto come difettosi e li sostituisce con altre celle provenienti da una riserva. A seconda della struttura dell’SSD, questo può comprendere dal due al sette per cento della capacità totale di archiviazione ed è in grado di estendere considerevolmente la durata di un SSD.

È opportuno menzionare anche il caso speciale dei dischi rigidi ibridi (conosciuti anche come HHD): una combinazione tra un disco rigido HDD e un SSD. La veloce memoria flash dell’SSD è in grado di fare aumentare la velocità complessiva di un tale ibrido rispetto ai normali HDD, che rimane comunque considerevolmente più lento rispetto ai singoli SSD.

Ogni tecnologia ha i suoi pro e i suoi contro, ma gli svantaggi di un SSD sono decisamente ridotti rispetto ai suoi vantaggi.

Un vantaggio eccezionale degli SSD sono i loro brevi tempi di accesso ai dati: circa un centesimo rispetto agli HDD. Inoltre, hanno una velocità di trasferimento dati molto più alta sia in lettura che in scrittura. Un SSD non richiede un tempo di avvio e non ha componenti meccanici (a parte i connettori per il collegamento). Ciò rende questa tecnologia particolarmente resistente agli urti e alle vibrazioni, oltre che perfettamente silenziosa. Un SSD ha inoltre un fabbisogno energetico piuttosto basso e sviluppa quindi meno calore. Anche il rapporto tra volume e spazio di archiviazione è migliore.

I dischi rigidi SSD sono (ancora) significativamente più costosi rispetto ai dischi rigidi tradizionali e il numero di cicli di lettura-scrittura è limitato a causa delle proprietà dei semiconduttori utilizzati. I drive SSD sono anche particolarmente sensibili alle alte temperature.

Potete trovare maggiori informazioni sui vantaggi e gli svantaggi degli hard disk convenzionali rispetto agli SSD nella nostra guida SSD e HDD a confronto. Se desiderate saperne di più sul processo “Shingled Magnetic Recording” per aumentare la densità di memorizzazione nei supporti di memorizzazione magnetica, potete consultare il nostro articolo sull’SMR.

Al giorno d’oggi sempre più dispositivi si servono di memorie SSD. Questi includono computer portatili, PC, fotocamere digitali e lettori di musica digitale. Nei PC, gli SSD sono attualmente spesso installati come dischi di sistema per il sistema operativo e i programmi, mentre un HDD (solitamente molto più grande) memorizza i dati di lavoro. Smartphone e tablet, che di solito hanno una durata più ridotta rispetto ai dispositivi fissi, sono infatti tutti equipaggiati con SSD. Tutti questi dispositivi beneficiano del peso ridotto, della velocità e della resistenza agli urti di un SSD. La continua diminuzione dei prezzi degli SSD suggerisce che in futuro saranno sempre di più le soluzioni di archiviazione dotate di SSD, almeno per quanto riguarda i prodotti destinati all’uso privato.

Per gli usi professionali o industriali esistono invece soluzioni di archiviazione ad alte prestazioni e orientate al futuro, come i server IONOS con SSD. Ma anche i computer portatili e desktop di fascia alta presentano spesso dischi SSD. Questa tecnologia è usata soprattutto quando grandi quantità di informazioni devono essere fornite (quasi) in tempo reale. Questo include il settore aerospaziale (ad esempio per i registratori di volo) ma anche quello militare.