22
Universidad de Puerto Rico en Bayamón UNIDADES DE ESTADO SÓLIDO VS UNIDADES DE DISCO DURO ESCO 4005 LL1 Prof. José A. Rodríguez Valentín Por Giselle M. Zeno Torres 841-06-9108

SSD VS HDD: UNIDADES DE ESTADO SÓLIDO VS UNIDADES DE DISCO DURO

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Investigación sobre las diferencias, ventajas y desventajas entre las unidades de disco duro (HDD) y las unidades de estado sólido (SSD).Realizado por Giselle Zeno, estudiante de Ciencias de Computadoras en la Universidad de Puerto Rico en Bayamón.

Citation preview

Page 1: SSD VS HDD: UNIDADES DE ESTADO SÓLIDO VS UNIDADES DE DISCO DURO

Universidad de Puerto Rico en Bayamón

UNIDADES DE ESTADO SÓLIDO VS UNIDADES DE DISCO DURO

ESCO 4005 LL1

Prof. José A. Rodríguez Valentín

Por Giselle M. Zeno Torres

841-06-9108

Page 2: SSD VS HDD: UNIDADES DE ESTADO SÓLIDO VS UNIDADES DE DISCO DURO

Ilustración 3. Tarjeta perforada de Fortran (Autor: Arnold Reinhold)

UNIDADES DE ESTADO SÓLIDO VS UNIDADES DE DISCO DURO

Las computadoras fueron inventadas con el fin de resolver problemas con

mayor rapidez y exactitud lo cual le facilita la vida al ser humano. Luego de que

lograron esto, surgió la necesidad de guardar la información procesada. Al

surgir dicha necesidad, comenzó la búsqueda de métodos de almacenamiento

para la data. Hoy en día, surgen nuevos métodos o mejoran los existentes en

cuanto a rapidez y capacidades de almacenamiento.

HIST ORIA DEL ALMACENAMIENTO EN LAS COMPUTADORAS

Hasta la década de 1950, las tarjetas perforadas fueron el medio primario

para la entrada, el almacenamiento y el procesamiento de datos. Las tarjetas

perforadas son un pedazo de papel tieso que contienen información

representada por la presencia o

ausencia de orificios en lugares

predeterminados. Luego, las

tarjetas perforadas fueron

remplazadas gradualmente por

2

Page 3: SSD VS HDD: UNIDADES DE ESTADO SÓLIDO VS UNIDADES DE DISCO DURO

otros medios de almacenamiento.

Durante la década de 1960, se comenzó a

utilizar memoria magnética como los tapes

magnéticos según mejores computadoras con más

capacidad iban surgiendo hasta que, a mediados de

1970, se comenzaron a utilizar discos magnéticos

para almacenar la data. En esa década fue que las

tarjetas perforadas se volvieron completamente

obsoletas ya que el disco magnético podía utilizarse para programar también y

resultó mucho más económico.

Hoy en día, los discos duros aun funcionan con el mismo concepto

tecnológico con el cual comenzaron haciendo que la evolución de las

computadoras se atrase. Según nuevas tecnologías, con iguales o mejores

capacidades, surgen, muchas personas han comenzado a preguntarse si el

disco duro seguirá formando parte de nuestros sistemas o si pasará a la historia

con los demás medios para almacenar

información.

UNIDADES DE DISCO DURO

La unidad de disco duro (HDD

por sus siglas en inglés) es un

dispositivo que almacena información

3

Ilustración 1. Esquema de un disco duro (Autor: Surachit)

Ilustración 4. Cinta magnética Memorex (Autor: Computer History Museum)

Page 4: SSD VS HDD: UNIDADES DE ESTADO SÓLIDO VS UNIDADES DE DISCO DURO

Ilustración 2. Unidad de estado sólido (Autor: Hard Reg)

de manera permanente. El disco duro utiliza unos platos magnéticos los cuales

se encuentran amontonados unos encima de otros y giran sincronizadamente a

gran velocidad. Sobre los platos se encuentran unos cabezales que se

encargan de leer o escribir los impulsos magnéticos. Cada cabezal es un

conjunto de brazos alineados verticalmente que se mueven hacia adentro o

afuera en conjunto. En la punta de cada brazo se encuentran las cabezas para

la lectura y escritura de zonas interiores y exteriores del disco.

Es de suma importancia que cualquier disco duro que vaya a ser usado

en una computadora necesita que primero se defina una o más particiones1 y

luego darle un formato2 que el sistema

operativo entienda para que entonces el

sistema sepa donde leer y escribir la

información.

UNIDADES DE ESTADO SÓLIDO

Una unidad de estado sólido (SSD

por sus siglas en inglés) desempeña la

misma función que una unidad de disco duro

pero no contiene piezas moviéndose. Esta tecnología utiliza chips de memoria

en vez de los platos que están rotando en los discos duros, lo cual lo hace más

1 Nombre que se le otorga a cualquier división de un disco. Cuando un disco duro es dividido en dos particiones primarias, el sistema oprativo reconoce al único disco duro físicamente presente como dos discos electrónicamente independientes .

2 Formato lógico que implanta un sistema de archivos el cual asigna sectores a los archivos.

4

Page 5: SSD VS HDD: UNIDADES DE ESTADO SÓLIDO VS UNIDADES DE DISCO DURO

confiable y a la vez más rápido.

COMPARACIÓN ENTRE UNIDADES DE ESTADO SÓLIDO Y UNIDADES DE

DISCO DURO

Al surgir las unidades de estado sólido, las cuales tienen las mismas

funciones que las unidades de disco duro, ha surgido la pregunta de si éste

avance tecnológico sustituirá a las unidades de disco duro. Las diferencias

entre ambos son bastante marcadas a pesar de que ambos realizan las mismas

funciones en una computadora.

Para comparar ambas tecnologías, Gary Key, analista de hardware, utilizó

una computadora pórtatil de marca Hewlett Packard y modelo Pavilion dv9000z

con un procesador marca AMD modelo Turion X2 TL-60 de 2.0GHz. Se utilizó

una memoria de acceso aleatorio (RAM por sus siglas en inglés) de 4 gigabytes.

El sistema estaba equipado con la unidad de procesamiento de gráficas (GPU

por sus siglas en ingés) de marca NVIDIA y modelo GeForce Go 6150. La

resolución de la pantalla se ajustó a 1440x900 y para los juegos se ajustó a

1024x768 con configuraciones de calidad mediana. Se utilizó el sistema

operativo Windows Vista Home Premium con todas sus actualizaciones y se

reinstaló antes de cada prueba para evitar conflictos y se configuró la memoria

virtual3 a un tamaño de 2 gygabytes.

En la siguiente tabla se encuentran las especificaciones para cada uno de

las unidades de almacenamiento utilizadas. Además de las unidades de estado

3 Espacio de la unidad de almacenamiento que la computadora reserva para usar como RAM.

5

Page 6: SSD VS HDD: UNIDADES DE ESTADO SÓLIDO VS UNIDADES DE DISCO DURO

sólido y de disco duro, se utilizó una unidad híbrida entre ambas tecnologías

para comparar como trabajan en conjunto.

Hard Drive Specifications

MTRON SSD32GBMSD-SATA6025

Seagate Momentus7200.2 160GBST9160823ASG

Samsung MH80FlashON 160GBHM16HJI

Manufacturer's Stated Capacity

32 GB 160 GB 160 GB

Operating System Stated Capacity

30.9 GB 149.05 GB 149.05 GB

Interface SATA 1.5Gb/s SATA 3Gb/s SATA 1.5Gb/s

Rotational Speed n/a 7,200 RPM 5,400 RPM

Cache Size n/a 8 MB8 MB DRAM Buffer, 256 MB oneNAND Flash buffer

Read Seek Time .1 ms 14.1 ms 18.9 ms

Number of Heads n/a 4 4

Number of Platters n/a 2 2

Power Draw Idle / Load

.15W / .55W .87W / 2.89W .85W / 2.27W

Acoustics Idle / Load

0 dB(A) / 0 dB(A)27 dB(A) / 33 dB(A)

26 dB(A) / 30 dB(A)

Thermals Idle / Load

29C / 31C 33C / 39C 33C / 37C

Write/Erase Endurance

>140 years at50GB Write/Erase Cycles per Day

- -

MTRON SSD32GBMSD-SATA6025

Seagate Momentus7200.2 160GBST9160823ASG

Samsung MH80FlashON 160GBHM16HJI

Data Retention 10 years - -

Command Queuing n/aNative Command Queuing

Native Command Queuing

Warranty 5 Years 5 Years 3 Years

En la tabla 2 del apéndice, la unidad de estado sólido Mtron,

6

Tabla 1, Especificaciones de las unidades de almacenamiento(Autor: Gary Key)

Page 7: SSD VS HDD: UNIDADES DE ESTADO SÓLIDO VS UNIDADES DE DISCO DURO

obtuvo resultados de 90.5 MB por Segundo en su promedio de transferencia de

data y un tiempo de acceso aleatorio de 0.1 milisegundos. Mientras que la

unidad de disco duro Seagate, en la tabla 3, tuvo un promedio de transferencia

de data de 49.2 MB por segundo y un tiempo de acceso aleatorio de 14.8

milisegundos. A pesar que la unidad híbrida Samsung tiene mayor velocidad de

revoluciones por minuto de los platos, sostuvo un promedio de transferencia de

37.3 megabytes y un tiempo de acceso aleatorio de 18.4 milisegundos.

A la hora de ejecutar programas que ocupan mucha memoria, como lo es

Photoshop CS2, es muy importante que la unidad sea rapida para así disminuir

la cantidad de tiempo que el programa tarda en cargar a la memoria primaria4.

En las pruebas de la ejecución de programas, la unidad de estado sólida resultó

la más rápida en la mayoría de las pruebas. La unidad híbrida resultó más

rápida a la hora de comprimir archivos aunque en la mayoría de las pruebas de

otros programas resultó en último lugar. De cinco de las pruebas, la unidad de

disco duro llegó en segundo lugar en 3 ocasiones lo cual demuestra que, en la

mayoría de los casos, es mas veloz que la unidad híbrida.

En las tablas 5, 6, 7 y 9 del apéndice podemos observar que la unidad de

estado sólido resultó en primer lugar mientras que en la tabla 8 del apéndice se

puede ver que la unidad híbrida obtuvo un mejor resultado. En las tablas 5 y 8

del apéndice la unidad de disco duro resultó la mas ineficiente manejando

programas como Photoshop CS2 y comprimiendo archivos. Sin embargo, la

4 Se refirere a la memoria de acceso aleatorio conocida como RAM

7

Page 8: SSD VS HDD: UNIDADES DE ESTADO SÓLIDO VS UNIDADES DE DISCO DURO

unidad de disco duro, a pesar de tener la tecnología menos reciente, obtuvo

mejores resultados que la unidad híbrida en cuanto a video juegos,

recodificación de formato de archivos de multimedia y copiando archivos como

se puede observar en las tablas 6, 7 y 9.

Las siguientes pruebas estan diseñadas para indicar la habilidad para

cargar a memoria, entrar y salir del estado de hibernación, y apagar el sistema

operativo Windows Vista Home Premium. Windows Vista tiene la capacidad de

usar memoria flash interna para escribir y guardar data para luego obtenerla al

momento utilizando ReadyDrive5 lo cual mostrará beneficios para la unidad

híbrida.

En las pruebas de standby, la unidad híbrida Samsung es solo un

segundo mas lenta que la unidad de estado sólido Mtron. La unidad de estado

sólido es 4 segundos mas rápida que la unidad de disco duro al entrar y salir del

modo de standby lo cual significa un 111% más de rapidez. Estos resultados,

visibles en las tablas 10 y 11 de apéndice, muestran que el diseño de la unidad

híbrida es ideal para Windows Vista.

En las pruebas de hibernación, la unidad de estado sólido Mtron probó

ser un 15% más rápida que la unidad híbrida Samsung y un 52% más rápida

que la unidad de disco duro Seagate. Al salir del estado de hibernación, la

unidad de estado sólido es un 4% más veloz que la unidad Samsung y 28% más

5 Windows ReadyDrive es una nueva función de Windows Vista la cual hace que computadoras que tengan una unidad híbrida de disco duro puedan tener un mejor desempeño al utilizar la memoria flash.

8

Page 9: SSD VS HDD: UNIDADES DE ESTADO SÓLIDO VS UNIDADES DE DISCO DURO

que la unidad Seagate. Debido a las latencias6 bajas de la unidad híbrida, estos

resultados, que se encuentran en las tablas 12 y 13, eran de esperarse. El

diseño híbrido compensa por la lentitud de las partes mecánicas del disco duro

al tener un buffer7 de 256 megabytes y la capacidad de Windows Vista y su

ReadyDrive. Sin embargo, los resultados de la unidad de estado sólido

demuestran las ventajas de no tener procesos mecánicos de rotación para

encontrar los datos.

Aparte de las velocidades y capacidades de estas unidades, se necesitan

considerar más aspectos como el tiempo de vida de estas unidades. En cuanto

al tiempo de vida de estas unidades, la unidad de disco duro tiene un promedio

de 2 a 5 años hoy en día pero si se le da el mantenimiento apropiado puede

durar mucho más tiempo. Compañías como Mtron aseguran que su unidad de

estado sólido de 32 gygabytes puede durar hasta 85 años si se lleva a cabo

ciclos de borrar y escribir de 100 gygabytes por día ya que su unidad aguanta

hasta 5,000,000 de ciclos de escritura. A pesar de las ventajas, una de las

desventajas mas serias de las unidades de estado sólido es que la data necesita

ser utilizada cada cierto tiempo o se puede perder, mientras que en una unidad

de disco duro no sucede esto.

En cuanto al aspecto de la recuperación de la data, en la mayoría de los

casos, la información de una unidad de disco duro es recuperable si los platos

6 El tiempo necesario para que un bloque de datos específicos giren sobre un plato hacia el cabezal de lectura y escritura.

7 Área de almacenamiento temporero

9

Page 10: SSD VS HDD: UNIDADES DE ESTADO SÓLIDO VS UNIDADES DE DISCO DURO

no han sido dañados severamente. En un disco duro la información se guarda

magnéticamente por ende está físicamente presente y puede ser recuperada

aunque se haya borrado el archivo excepto cuando se le ha dado un formato de

bajo nivel8 a la unidad. Las unidades de estado sólido, al funcionar con

tecnología flash, se puede recuperar su data como cualquier otro dispositivo de

su tipo. Las limitaciones para la recuperación de data en un dispositivo flash se

encuentran en que si se escribe data luego de que se perdio la anterior es muy

posible que se escriba donde se encontraba la otra y pierdas definitvamente la

data anterior. A pesar de la pérdida de data en estas unidades, existen

programas que recuperan la data si no hay daños severos y también compañías

que se dedican a recuperar data.

Uno de los factores, quizás el más importante, para decidir entre alguna

de estas tecnologías es el costo de ellas. En la actualidad el costo de las

unidades de estado sólido se encuentra más alto que el de las unidades de

estado sólido. En la gráfica 1 del apéndice se puede obsevar que la capacidad

de las unidades de disco duro se encuentra a menor costo que la de la unidad

de estado sólido.

CONCLUSIONES

El desempeño general de las unidades de estado sólido constituye un

gran avance tecnológico pero aún falta tiempo para que estas unidades bajen a

8 Proceso que consiste en delinear las posiciones de los sectores en un disco duro y las estructuras de control dónde se encuentran los sectores. Si este proceso se lleva a cabo en un disco que ya contiene data, la data será borrada permanentemente.

10

Page 11: SSD VS HDD: UNIDADES DE ESTADO SÓLIDO VS UNIDADES DE DISCO DURO

un precio más accesible y tengan capacidades más cercanas a las necesidades

de los usuarios de la actualidad. La unidad de disco duro sigue bajando de

precio y aumentando sus capacidades para almacenar data lo cual lo hace un

rival difícil superar.

Finalmente, es muy posible que, en un futuro, la unidad de disco duro

pase a un segundo plano al utilizarse como copia de seguridad de la data,

mientras que la unidad de estado sólido se utilice para correr los programas y

llevar a cabo las tareas deseadas.

11

Page 12: SSD VS HDD: UNIDADES DE ESTADO SÓLIDO VS UNIDADES DE DISCO DURO

APENDICE

12

Tabla 2, Desempeño SSD Mtron en la prueba de lectura secuencial (Autor: Gary Key)

Page 13: SSD VS HDD: UNIDADES DE ESTADO SÓLIDO VS UNIDADES DE DISCO DURO

13

Tabla 3, Desempeño HDD Seagate en la prueba de lectura secuencial (Autor: Gary Key)

Tabla 3, Desempeño HDD Seagate en la prueba de lectura secuencial (Autor: Gary Key)

Page 14: SSD VS HDD: UNIDADES DE ESTADO SÓLIDO VS UNIDADES DE DISCO DURO

14Tabla 4, Desempeño HDD híbrido Samsung en la prueba de lectura secuencial (Autor: Gary Key)

Tabla 4, Desempeño unidad híbrida Samsung en la prueba de lectura secuencial (Autor: Gary Key)

Page 15: SSD VS HDD: UNIDADES DE ESTADO SÓLIDO VS UNIDADES DE DISCO DURO

15

Tabla 5. Desempeño de Programa Photoshop CS2 (Autor: Gary Key)

Tabla 6. Desempeño en video juegos (Autor: Gary Key)

Page 16: SSD VS HDD: UNIDADES DE ESTADO SÓLIDO VS UNIDADES DE DISCO DURO

16

Tabla 7. Desempeño codificando multimedia (Autor: Gary Key)

Tabla 8. Desempeño en compresión de archivos (Autor: Gary Key)

Page 17: SSD VS HDD: UNIDADES DE ESTADO SÓLIDO VS UNIDADES DE DISCO DURO

17

Tabla 9. Desempeño al copiar archivos. (Autor: Gary Key)

Tabla 10. Tiempo en entrar a Standby (Autor: Gary Key)

Page 18: SSD VS HDD: UNIDADES DE ESTADO SÓLIDO VS UNIDADES DE DISCO DURO

18

Tabla 11. Tiempo en salir de Standby (Autor: Gary key)

Tabla 12. Tiempo en entrar a Hibernación (Autor: Gary Key)

Page 19: SSD VS HDD: UNIDADES DE ESTADO SÓLIDO VS UNIDADES DE DISCO DURO

19

Page 20: SSD VS HDD: UNIDADES DE ESTADO SÓLIDO VS UNIDADES DE DISCO DURO

20

Tabla 13. Tiempo en salir de Hibernación (Autor: Gary key)

Gráfica 1. Costo por megabyte en HDD y SSD (Autor: Jim Handy)

Page 21: SSD VS HDD: UNIDADES DE ESTADO SÓLIDO VS UNIDADES DE DISCO DURO

BIBLIOGRAFÍA

Key, Gary.“MTRON 32GB SSD: Better in a Notebook?”. AnandTech.com,17 de agosto de 2007. 3 de diciembre de 2007 http://www.anandtech.com/storage/showdoc.aspx?i=3067&p=2

TechnoSpot.“Data Sotrage devices from history”. TechnoSpot.net, 3 de diciembre de 2007http://www.technospot.net/blogs/data-storage-devices-from-history/

Computer History Museum.“Visible Storage” ComputerHistory.org,3 de diciembre de 2007http://www.computerhistory.org/virtualvisiblestorage/

Microsoft.“Features Explained” Microsoft.com,3 de diciembre de 2007http://www.microsoft.com/windows/products/windowsvista/features/details/performance.mspx

Waters, Darren.“Testing the limits of hard disk recovery”. The British Broadcasting Corporation, 3 de diciembre de 2007 http://news.bbc.co.uk/2/hi/technology/6677235.stm

Long, Chris.“Fast forward dor computer memory”. The British Broadcasting Corporation, 3 de diciembre de 2007 http://news.bbc.co.uk/2/hi/programmes/click_online/6897265.stm

TechEncyclopedia.“hard disk”. Techweb.com, 3 de diciembre de 2007http://www.techweb.com/encyclopedia/defineterm.jhtml?term=harddisk

Kerekes, Zsolt.“SSD Myths and Legends – write endurance” StorageSearch, 4 de diciembre de 2007http://www.storagesearch.com/ssdmyths-endurance.html

21

Page 22: SSD VS HDD: UNIDADES DE ESTADO SÓLIDO VS UNIDADES DE DISCO DURO

Hewlett-Packard.“Hard drive maintenance basics” Home and Office HP, 4 de diciembre de 2007 http://www.homeandoffice.hp.com/hho/cache/390-0-0-225-121.html

Webopedia.“buffer” Webopedia.com, 4 de diciembre de 2007http://www.homeandoffice.hp.com/hho/cache/390-0-0-225-121.html

Dictionary.“latency” Dictionary.com, 4 de diciembre de 2007http://dictionary.reference.com/browse/latency

Adroit Data Recovery Centre Pte Ltd.“Our Recovery Services” ardc.com, 4 de diciembre de 2007http://www.adrc.com/services.html

PCGuide.“Low-Level Formatting” pcguide.com, 4 de diciembre de 2007http://www.pcguide.com/ref/hdd/geom/formatLow-c.html

Handy, Jim.“Flash Memory vs. Hard Disk Drives – Which Will Win?” StorageSearch, 4 de diciembre de 2007http://www.storagesearch.com/semico-art1.html

22