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
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
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)
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
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
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)
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
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
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
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
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
APENDICE
12
Tabla 2, Desempeño SSD Mtron en la prueba de lectura secuencial (Autor: Gary Key)
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)
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)
15
Tabla 5. Desempeño de Programa Photoshop CS2 (Autor: Gary Key)
Tabla 6. Desempeño en video juegos (Autor: Gary Key)
16
Tabla 7. Desempeño codificando multimedia (Autor: Gary Key)
Tabla 8. Desempeño en compresión de archivos (Autor: Gary Key)
17
Tabla 9. Desempeño al copiar archivos. (Autor: Gary Key)
Tabla 10. Tiempo en entrar a Standby (Autor: Gary Key)
18
Tabla 11. Tiempo en salir de Standby (Autor: Gary key)
Tabla 12. Tiempo en entrar a Hibernación (Autor: Gary Key)
19
20
Tabla 13. Tiempo en salir de Hibernación (Autor: Gary key)
Gráfica 1. Costo por megabyte en HDD y SSD (Autor: Jim Handy)
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
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