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Discos de Estado Sólido: El futuro del almacenamiento

08/05/2008

Scibook [Icon By Buuf]  Ciencia y Tecnología.
En la actual sociedad tecnológica, el almacenamiento de datos es omnipresente, y el grueso de la base industrial instalada está impulsando gran parte de la investigación hacia la mejora de las tecnologías existentes. También hay un enorme incentivo para llegar a radicalmente mejores alternativas.

— Technology Research News Magazine, Making The Future (Report), Data Storage: Pushing the Physical Limits, Jan 2003

El nacimiento de las memorias USB marcó el inicio del fin para todos los demás medios de almacenamiento. Primero se hicieron obsoletos los discos de 3.5 pulgadas, de 1.44 MB de capacidad, cuando salieron al mercado las memorias de 16 MB (recuerdo que una memoria de ese tamaño costaba 800 pesos, pero servía para guardar casi todo lo que necesitaba transportar en aquél entonces).

Algunos años después, con la disminución de los precios y el aumento del volumen de información que podían almacenar, era posible comprar uno de estos dispositivos con 4 GB de espacio por 450 pesos. Esta tendencia está desembocando en la obsolescencia de los CDs (640 MB), los DVDs (1.8 GB) y probablemente en un futuro no muy lejano también los recientemente lanzados discos Blu-Ray (50 GB) o que al menos sean relegados a la tarea de almacenamiento de respaldos.

El nacimiento del SSD

Al ir mejorando las capacidades y velocidad de las memorias USB (en realidad conocidas como Flash Memory, pues USB es sólo el medio de conexión con la máquina), alguien en StorageTek tuvo una brillante idea: si tenemos una memoria flash con la suficiente capacidad, ¿no podríamos almacenar en ésta el sistema operativo y desde ahí bootear nuestra computadora?

El resultado han sido los SSD (Solid State Drive – Unidades de Estado Sólido): componentes de hardware que aparecen como unidades convencionales de almacenamiento al sistema operativo y que así como aquellos, pueden conectarse a la motherboard de la computadora a través de medios estándar de transferencia de datos como USB, IDE, SATA, SCSI, cable de fibra óptica, InfiniBand o SAS (Serial Attached SCSI).

Comparativo entre el interior de un disco duro convencional (Hard Disk Drive – HDD) y un Disco de Estado Sólido. Como puede apreciarse, un SSD no tiene partes móviles.

[Click en imagen para ver en grande.]
Original tomado de English Wikipedia.

HDD vs. SSD

Siendo una tecnología relativamente nueva, cabe notar que la diferencia principal entre un SSD y una unidad de disco convencional (Hard Disk Drive – HDD) son las partes móviles. Aunque esto no parece mucho, las implicaciones son enormes: mientras un HDD utiliza discos rotatorios que van siendo "grabados" mediante piezas electromecánicas, un SSD opera de la misma manera que una memoria RAM – mediante impulsos eléctricos. Esto se traduce en un incremento de desempeño en muchas áreas con respecto a las unidades de disco convencionales, como puede verse en la siguiente tabla:

Característica HDD SSD
Acceso sin cache: Lectura (en milisegundos) 4 0.2
Acceso sin cache: Escritura (en milisegundos) 4 5
I/Os aleatorios por segundo: Lectura 200 50,000
I/Os aleatorios por segundo: Escritura 200 1,000
Resistencia al daño (en Fuerzas G[1]) 400 1,500
Ruido (en Decibeles[2]) 40 0
Eficiencia energética (IOs/Watt) 64 116
Densidad más alta, en Terabytes 1.00 0.34
Costo (US$/IOPS) 2.00 0.84
Costo (US$/Gigabyte) 0.40 3.50

Como puede verse en la tabla anterior, aunque en general las características y desempeño del SSD sobrepasan considerablemente a los del HDD, éste sigue siendo más barato en cuanto a costo por Gigabyte de almacenamiento. Adicionalmente, los discos convencionales siguen marcando la pauta en cuanto a densidad de información (siendo de 1 Terabyte el HDD con mayor densidad disponible contra los 352 GB de un SSD). Por otro lado – muchos que han guardado archivos grandes en una USB estarán de acuerdo – la escritura toma casi 5 veces más tiempo en un SSD que en un HDD. Esto limita considerablemente la difusión de este tipo de dispositivos (sobre todo en PCs de escritorio, donde un HDD IDE de 130 GB cuesta unos MXP $535.00 y el equivalente en SSD sería de aproximadamente MXP $4,600).

Sin embargo, de acuerdo a las proyecciones, los precios de ambos tipos de dispositivos se están aproximando, y aunque al menos por los próximos 2 años los HDD seguirán siendo los líderes indiscutibles en el mercado, los SSD están haciéndose cada vez más competitivos.

Aplicaciones Empresariales

Aunque por el momento a nivel PC de escritorio puede no ser la elección ideal, en el ambiente móvil y empresarial un SSD puede ser una solución efectiva de almacenamiento. A continuación se mencionan algunas aplicaciones ya existentes:

• Móviles y laptops: Mayor rapidez en el boot pues no se debe iniciar el giro de los discos; mejor desempeño en la lectura de datos y una baja demanda energética y alta resistencia al daño. Justamente por estas características, desde hace tiempo se han empleado estos dispositivos en fuerzas armadas alrededor del mundo (principalmente de los Estados Unidos).

• Sistemas integrados: También llamados como unidades de almacenamiento embebido (Embedded Bootable Drive), sirven esencialmente para abatir costos de producción y mejorar la eficiencia energética de aplicaciones industriales que requieren este tipo de dispositivos.

• Datawarehousing y Video Sobre Demanda (Video On Demand – VOD): Aplicaciones que requieren muchos Terabytes de capacidad y un desempeño óptimo en el uso intensivo de lectura de datos.

Conclusiones

Aunque en estos momentos sigue siendo prohibitivamente caro el Gigabyte de almacenamiento, se tiene una gran confianza en el futuro de los SSD: debido a la Ley de Moore, muchos en la comunidad IT están manejando fechas anticipadas al 2010 para que se crucen las proyecciones de costo entre SSD y HDD; ya han empezado a verse alianzas entre compañías de desarrollo de hardware con el fin de abatir costos y mejorar la competitividad del producto – siendo la asociación entre Sun Microsystems y Samsung uno de los casos más célebres. Finalmente, también existe confianza entre los inversionistas, pues aunque los Estados Unidos se encuentran en franca crisis económica, las empresas más importantes especializadas en el desarrollo de SSDs han podido mantenerse en relativa estabilidad.

Notas y pies de página

1. Como referencia, con 3 G saltan las bolsas de aire de un automóvil.
2. Como referencia, 40 decibeles (dB) equivalen a la intensidad de ruido de una conversación normal.

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