27 - Discos SSD M.2

   Lee el siguiente articulo para ampliar lo explicado en clase.

Articulo muy interesante sobre dispositivos M.2.

Si hay un componente hardware que ha tenido una evolución espectacular han sido los SSD M.2. Sin duda estas unidades de almacenamiento en estado sólido son el presente y futuro del almacenamiento masivo para nuestros ordenadores personales, aunque, ¿son igual de buenos para el ámbito de servidores?

En este artículo veremos en detalle en qué consiste esta tecnología SSD M.2 los usos actuales y que pros y contras nos brindan estas unidades. Además, os dejaremos con una pequeña lista de SSD M.2 de alto rendimiento para subir a un nuevo nivel tu PC.

Qué es un SSD y en qué se diferencia con un HDD

Para comenzar, vamos a conocer más en detalle qué es una unidad SSD y por qué se llama precisamente SSD.

Tecnología de un SSD

SSD son las siglas en ingles de “Unidad en Estado Sólido” para referirnos a un dispositivo que se utiliza para el almacenamiento masivo de datos de forma permanente. Las unidades SSD se basan en la utilización de memoria semiconductora no volátil, que llamaremos flash, y ésta es precisamente la enorme diferencia que existe entre estas unidades de almacenamiento y los discos duros tradicionales.

¿Pero en qué consiste esta tecnología de las memorias flash? Pues bien, una memoria flash es básicamente un chip con un circuito integrado en su interior. Pero en este circuito integrado no tenemos los típicos núcleos como ocurre en la CPU, tan solo se trata de crear un sistema de celdas de memoria basadas en puertas lógicas NAND (AND negada) con la habilidad que tienen estas, y es la de retener el último estado almacenado en ellas, lo que se traduce en poder mantener los datos almacenados aún están la unidad apagada.

Esta además es la gran diferencia entre un SSD y una memoria RAM, ya que estas ultimas necesitan tener siempre una señal de refresco a través de un condensador en cada celda de memoria para que el dato no se borre.

Para una información más completa de qué es un SSD visita esta tutorial:

Qué es un SSD, cómo funciona y para qué sirve

Por qué SSD y no HDD

Ya hemos citado que la mayor diferencia está en el sistema de almacenamiento, mientras que un SSD se ayuda en elementos electrónicos basados en transistores para almacenar, un HDD “Hard Disk Drive” se basa en la tecnología magnética. Estos cuentan con una serie de discos metálicos que giran a alta velocidad con un motor y son magnetizados mediante una aguja ubicada en cada una de las caras de ellos.

La ventaja de un SSD frente a un HDD es más que evidente, la disminución de espacio y la supresión de elementos mecánicos es fundamental para ganar en velocidad de escritura y de lectura. Ten en cuenta que en un PC todo es electrónico excepto los HDD y estos generan un enorme cuello de botella en la trasferencia de datos.

Entonces el motivo por que no tiene sentido llamar disco a un SSD es evidente, físicamente no cuenta con ningún disco, así que simplemente le llamaremos unidad de almacenamiento.

M.2 como la interfaz de presente y futuro

Ya hemos visto qué es un SSD, y cómo almacena los datos, así que ahora vamos a ver cómo se conecta al PC.

Evolución de la conexión SSD

Parece mentira que el tiempo pase tan rápido, pero pocos nos acordamos ya de la época en que los discos duros iban conectados a la placa base con esos preciosos cables IDE que ocupaban la vida misma.

SATA

Los IDE fueron sustituidos por una interfaz de transferencia de datos en serie, SATA, que aún tenemos entre nosotros y que nos da unas velocidades de trasferencia de archivos de hasta 600 MB/s (6 Gbps) en su versión SATA III. ¿Cuál era el problema? Pues que una unidad HDD mecánica tan solo era capaz de llegar a los 150-160 MB/s, ridículo a día de hoy.

Era el momento perfecto para introducir las nuevas unidades SSD SATA basadas en chips flash que sí podían alcanzar esos 600 MB/s prometidos, o al menos quedarse cerca. Aparecieron como unidades de tamaño 2,5 pulgadas, algo así como 6,8 cm x 10 cm x 7 mm de grosor.

PCI-Express

Pero en poco tiempo, tampoco nos conformaríamos con 600 MB/s, así que se inventaron las unidades PCIe, que eran básicamente SSD que iban conectados a las ranuras PCIe de nuestra placa base, primero en las PCIe 3.0 x1 y luego en las PCIe 3.0 x4. Recordemos que un carril PCIe 3.0 tienen 1 GB/s direccional y 2 GB/s bidireccional, así que 4 carril nos dará la posibilidad de obtener transferencias de hasta 4.000 MB/s en una dirección, dejando la interfaz SATA en pañales.

Había otra ventaja evidente, que estas unidades tenían comunicación directa con la CPU, ya que estos carriles van directamente al procesador.

Pero entonces llego el M.2: igual de rápido y más pequeño

El problema de estas unidades SSD era, además del precio tan extremadamente caro que tenían, el lugar que ocupaban, ya que tener una tarjeta de expansión dedicada a un SSD no es precisamente lo mejor.

Así es como apareció el conector M.2, que no es más que una ranura ubicada físicamente en la placa base en la que se coloca de forma horizontal un SSD cogido mediante un tornillo. Las ventajas entonces eran obvias, mucho menor tamaño ocupando menos sitio en el PC y la eliminación de conectores de alimentación propios de SATA. Un SSD M.2 no es más grande que un módulo de memoria RAM.

Además, el M.2 continúa la tendencia del PCIe enviando sus cuatro carriles de datos directamente al procesador y llegando así a velocidades teóricas de esos 4.000 MB/s. Y no es todo, porque además cuenta con compatibilidad con la interfaz SATA, algo que no era posible con las ranuras PCIe normales. Y a esto, además, le sumamos que el precio ha caído bastante y ahora tenemos ofertas verdaderamente buenas con SSD muy potentes.

PCIe + NVMe la combinación ganadora

las unidades conectadas a una ranura M.2 pueden funcionar de tres formas distintas, o mejor dicho, soportan tres modos de trasferencia de datos distintas:

• Con el protocolo AHCI que usa SATA: para conectar en el M.2 unidades SSD normales que van a trabajar a 600 MB/s. estas eran las primeras versiones de M.2, e incluso en los chipsets menos potentes de las placas base, contamos con al menos una unidad M.2 limitada solo a esta velocidad. No olvidemos que el bus SATA del M.2 casi en la totalidad de ocasiones estará compartido con alguno de los conectores SATA normales.
• Usando una interfaz PCIe con el protocolo AHCI: en este caso estamos utilizando los LANES PCIe que van hacia el procesador, pero a través del protocolo AHCI normal y corriente. Nos permitirá alcanzar tasas trasferencia más altas, pero aún no al nivel del siguiente.
• Interfaz PCIe a través del protocolo NVMe: es el protocolo de comunicación creado especialmente para las unidades de almacenamiento en estado sólido. La gran ventaja que trae este protocolo es que es capaz de utilizar la capacidad multitarea tanto de las CPU como de las interfaces SSD para procesar varias instrucciones a la vez, algo que AHCI no es capaz de hacer. Es así como se utiliza la capacidad completa de los 4 LANES PCIe que llegan a la CPU. Sin duda las unidades que tenemos que comprar serán NVMe.

Tipos de unidades SSD M.2

Vista también la interfaz, ahora es turno para citar ciertas diferencias o, mejor dicho, ciertos tipos de unidades SSD M.2 que vamos a encontrar en el mercado. Esto será importante acerca de la compatibilidad entre la unidad que compremos y la que soporte la placa base.

Normalmente se trata de una cuestión de tamaño solamente, aunque bien es cierto que, a mayor longitud, también tendremos unidades SSD más rápidas y de mayor capacidad, por el simple hecho de aprovechar el espacio. Otra razón de diferenciación es el tipo de conexión que se utilice.

Tipos en cuanto a tamaño (aparece en sus especificaciones):

• 2230: ofrece unas medidas de 22 mm de ancho y 30 de largo, y normalmente se utiliza para conectar tarjeta Wi-Fi y Bluetooth tanto a portátiles como PC de sobremesa. Usa interfaz SATA o PCIe x2.
• 2242: las medidas son de 22 x 42 mm de largo, y es un formato común para SSD usados en Mini-PC y portátiles con interfaz SATA y PCIe x2.
• 2260: subimos a los 22 x 60 mm para ser usados en interfaces de PCIe x4 y para unidades ya de mayor velocidad y capacidad.
• 2280: era y es el tamaño más habitual hasta que apareció el 22110 con 22 x 80 mm. Es más común encontrarlo en placas bases ATX para PC de escritorio, aunque también se ven en portátiles.
• 22110: para finalizar tenemos las unidades más grandes, y casi siempre las más rápidas y de mayor coste. Usado para placas ATX en donde el espacio no es problema con unas medidas de 22 x 110 mm de largo.

Tipos en cuanto a conexión:

• B Key: se basa en un conector con una fila de 6 contactos a la derecha y otra más ancha ambas separadas por una ranura a la derecha. Se usa en conexiones PCIe x2normalmente.
• M Key: en este caso la pequeña fila de 5 contactos se sitúa a la izquierda, separada por una ranura de otra más ancha de entre 59 y 66 contactos. Esta se usa en interfaz PCIe x4.
• B & M Key: ahora tendremos las dos de arriba unidas, 5 contactos en el extremo izquierdo, 6 en el extremo derecha y dos ranuras que separan la zona central. De esta forma es compatible con las de tipo B y M simultáneamente. Esta conexión es la que se utiliza sobre todo en los SSD M.2 SATA.

Ventajas e inconvenientes de un SSD M.2

Con la información de la que disponemos, no es difícil adivinar cuáles serán las ventajas e inconvenientes de un SSD M.2.

Ventajas:

• La velocidad de lectura/escritura: actualmente encontramos modelos de SSD M.2 en el mercado con velocidades de hasta 3.500 MB/s tanto en lectura como escritura, lo cual es casi el máximo de la capacidad del bus.
• Tamaño: por razones obvias y ya explicadas, un SSD es muchísimo más pequeño que un HDD.
• Menos consumo y menos calor: al ser tan pequeños, y sin necesidad de elementos mecánicos a altas RPM, el consumo es mucho menor, ya que funcionan a muy poco voltaje. Esto también ayuda a tener menores temperaturas.
• Entorno de hardware más limpio: no es lo mismo tener que sacar dos cables hacia un HDD o SSD Sata que directamente conectarlo en tu placa base y olvidarte.
• Tasa de fallos y seguridad: aunque la unidad SSD esté llena, la velocidad de lectura y escritura será la misma, y además se ha comprobado que la tasa de fallos en transferencias es mucho menor.

Inconvenientes:

• Menos vida útil: un inconveniente importante a la hora de usar los SSD en entornos de servidores es que las celdas de memorias tienen una vida limitada de escrituras y borrados. Algo que de cara a un usuario normal no afecta demasiado, ya que se estima un tiempo de vida de unos 8 o 10 años.
• Coste por GB: aún a día de hoy es mucho más alto que el de un HDD, por eso en un PC gaming es prácticamente de uso obligatorio un HDD de 2 o 4 TB.
• Los fallos no avisan: los discos duros mecánicos se van degradando con el tiempo debido a su naturaleza, pero los SSD directamente dejan de funcionar sin previo abiso, y luego tendremos más problemas para poder recuperar los datos.

Usos recomendados para los SSD M.2

En vista a estas ventajas e inconvenientes, es de justicia decir que las unidades M.2 SSD están orientadas a ser utilizadas por ordenadores personales y no por Workstation ni equipos orientados a servidores, ya que el volumen de escrituras y borrados diarios podría hacer que la vida útil de una unidad se reduzca a solo unos meses o semanas. Y debido a lo que cuestan, es algo inadmisible,

Por otra parte, una unidad SSD va a ser una gran inversión para un PC doméstico, y no necesitamos más de 256 GB para poder instalar nuestros programas más frecuentes y nuestro Sistema Operativo. Ciertamente, son caros, pero su precio merece la pena y obtendremos una soltura en el equipo nunca antes vista.

Finalmente, otro uso muy frecuente es en los portátiles, especialmente en los ultrabooks, en donde el espacio es muy limitado y las capacidades que brindan los SSD M.2 superan ya los 1024 GB. Además, casi todos los portátiles cuentan con dos ranuras M.2, así que, aunque no tengamos HDD, las posibilidades de almacenamientos son elevadas.

Aquí tienes otro articulo muy completo.

Actividad a realizar:

Comprueba si la placa base que elegiste en la actividad  18 es compatible con discos M.2.

Si es compatible indica para que tipos de M.2.

Localiza en internet un disco M.2 NVMe y un adaptador para poder ponerlo en una placa que no lo traiga de fabrica.

Pon los link, fotos y precio de cada .