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Que signifie le terme SSD ?

SSD est l’acronyme de solid-state drive, mais qu’est-ce qu’un « solid-state drive », un disque à semi-conducteurs, exactement ? La définition de base est qu’il s’agit d’un dispositif de stockage équipé de mémoire non volatile et qui fonctionne beaucoup plus rapidement qu’un disque dur classique. À l’inverse des anciens disques durs (aussi appelés HDD), les SSD ne comportent aucun élément mobile comme les disques ou les têtes de lecture qui se déplacent autour du disque.

Pendant des années, le mécanisme physique des disques durs était l’obstacle majeur pour obtenir de meilleures vitesses de lecture et d’écriture. Grâce à une reconception totale de la façon dont les données sont stockées et de leur accès, les SSD éliminent ce problème. Les fichiers volumineux sont désormais chargés bien plus rapidement avec les SSD qu’avec les HDD. Donc, comment fonctionnent les SSD ?

Cet article contient :

    Fonctionnement des SSD

    Vous savez probablement que toutes les données que vous enregistrez sont écrites sous forme de uns et de zéros. Mais comment faire tenir ces milliards de uns et zéros dans un appareil pas plus grand qu’un téléphone et qui tient dans la main ? Comment fonctionne la technologie SSD ? Voyons comment fonctionnent les SSD.

    Que fait un SSD ?

    Les SSD comptent les uns et les zéros à l’aide d’électrons, ces particules dont la taille est inférieure à celle des atomes.  Vous pouvez imaginer les SSD comme un boulier extrêmement dense. À l’intérieur du SSD se trouve un système de grilles de transistors microscopiques posées les unes sur les autres. Ces transistors possèdent chacune une charge électrique bien précise, qui est modifiée et préservée par des portes.

    Les portes de contrôle et les portes flottantes modifient le flux du courant dans les transistors pour piéger les électrons dans des endroits bien précis. Ces portes peuvent ensuite savoir combien d’électrons sont piégés, et fournissent un 1 ou un 0 comme résultat. Voilà comment les SSD écrivent et lisent les données.

    Comme tout est organisé sous forme de grilles, la lecture des informations est beaucoup plus rapide. Plus de disques ni de bras de lecture, il suffit d’accéder à ce qui se trouve dans la ligne X, colonne Y. Cette configuration permet aux systèmes d’exploitation comme Windows ou macOS de se charger beaucoup plus vite qu’avec un disque dur classique.

    Le seul véritable inconvénient des SSD est que leur production revient beaucoup plus cher, et leur prix est donc largement supérieur.

    Quels sont les composants des SSD ?

    Extérieurement, les SSD ressemblent aux disques durs classiques, car ils sont conçus pour pouvoir être utilisés de façon interchangeable avec ce que la plupart des ordinateurs utilisent déjà. Mais leurs dimensions peuvent varier. De fait, la plupart des SSD proposent un volume de stockage bien supérieur pour une taille inférieure à celle d’un disque dur.

    Lecteurs SSD et HDD présentés ensemble pour comparer leur taille.Évolution des technologies de stockage des ordinateurs, des disques durs classiques aux SSD.

    L’intérieur d’un SSD ressemble à un circuit imprimé avec des puces. Les principales puces sont celles du contrôleur flash et les puces mémoire. Le contrôleur flash envoie du courant à un groupe de cellules dans la puce mémoire, ce qui redirige les électrons vers la bonne porte.

    La puce mémoire est une énorme bibliothèque de cellules qui retient des millions d’électrons dans un ordre bien précis. Le contrôleur flash lit cet ordre en vérifiant la charge de chaque cellule. Il traite ensuite cette information pour que l’ordinateur puisse la lire.

    Mais ce résumé n’est qu’un bref aperçu de ce qui se passe réellement. Pour bien comprendre tout ce qui se passe, revenons sur l’historique des disques SSD. 

    Petit historique des SSD

    Les SSD à base de mémoire dynamique étaient déjà utilisés dans les années 1990, surtout dans les centres de serveurs à grande échelle. Mais l’utilisation de mémoire volatile dans ces lecteurs impliquait que les données pouvaient être perdues en cas d’arrêt, ce qui n’a rien d’idéal dans le cadre d’une utilisation personnelle.

    En 1995, la société israélienne M-Systems créait premier SSD moderne, bien qu’à l’époque, ce genre de technologie de pointe n’était utilisable que dans un contexte militaire. Au début du siècle, cette technologie flash a fait son apparition sur les appareils photo numériques grand public, qui pouvaient enregistrer quelques dizaines de mégaoctets.

    Ce n’est qu’en 2006, quand Samsung a créé un SSD flash avec technologie de répartition de l’usure, que ce nouveau système de stockage a commencé à être viable pour les ordinateurs domestiques.

    Mais ce n’est qu’en 2006, quand Samsung a créé un SSD flash avec technologie de répartition de l’usure, que ce nouveau système de stockage a commencé à être viable pour les ordinateurs domestiques. Avant cela, les systèmes se dégradaient beaucoup plus rapidement. Le nombre d’écritures possibles dans une cellule mémoire est limité, et cette nouvelle technologie de répartition de l’usure donne la priorité aux cellules mémoire non utilisées. 

    Combinée à un système de nettoyage de la mémoire, la répartition de l’usure permet d’optimiser le fonctionnement des SSD. L’enregistrement d’un fichier modifié sur un SSD avec répartition de l’usure crée un nouveau fichier quelque part sur le lecteur, tandis que l’ancienne version persiste dans son ancien emplacement. Le nettoyage de la mémoire réorganise régulièrement les informations sur l’ensemble du disque et supprime les données obsolètes. Cette opération est importante, car les SSD doivent réécrire des blocs entiers lors de l’écriture des données, et les données obsolètes ralentissent ce processus.

    Actuellement, les SSD sont beaucoup plus robustes et leur prix a chuté, ce qui en fait une excellente alternative aux disques durs classiques.

    Choisir un SSD

    Les SSD sont en général bien plus rapides que les disques durs. Quelles sont les performances de ces nouveaux périphériques ? Quels sont les SSD les plus rapides ? Et de quelle puissance ai-je vraiment besoin dans mon ordinateur ?

    Plus important encore, quels sont les SSD compatibles avec mon ordinateur ? Voyons ensemble certains points à prendre en compte avant de passer à l’achat.

    Interfaces de stockage

    Vous devez faire attention à l’interface de stockage des SSD, par rapport à leur format (c’est-à-dire leur taille et leur forme), à leur compatibilité et leurs performances. Voyons quelques SSD destinés à une utilisation personnelle, ainsi que quelques autres plus sophistiqués utilisés dans des contextes professionnels.

    SSD traditionnels, dont mSATA III et SATA III

    • SATA : interface standard pendant de nombreuses années, les premiers SSD grand public ont été conçus pour pouvoir réutiliser les interfaces équipant la plupart des ordinateurs existants. Ces lecteurs se présentent souvent sous l’aspect de disques durs classiques, pour pouvoir facilement les installer dans la plupart des ordinateurs. Le débit, pouvant atteindre 500 Mo/s, est déjà très rapide pour la plupart des utilisateurs. 

    • SATA III : ce disque de troisième génération est maintenant le type le plus couramment utilisé, les première et deuxième générations ne l’étant déjà plus depuis longtemps. 

    • mSATA : ces disques offrent des performances similaires dans un format plus compact. Ils sont parfaits pour une utilisation sur les ordinateurs portables, mais ils ne sont pas compatibles avec tous les appareils. 

    Maintenant que les SSD ont gagné en puissance, il est temps d’abandonner l’interface SATA. Voyons donc quelles les interfaces tirent pleinement parti de la technologie SSD.

    Lecteurs m.2, SSD et SATA sur la même photo.Trois types d’interfaces de stockage : m.2, SSD et disque SATA.

    SSD PCIe et NVMe

    Alors que l’interface SATA était une adaptation de la technologie utilisée par les disques durs classiques, les interfaces PCIe et NVMe ont été conçues et optimisées pour une utilisation avec les SSD. Les limites de l’interface SATA ne posaient pas de problème tant que les disques durs eux-mêmes présentaient certaines limitations. Mais maintenant que les périphériques de stockage sont capables de transférer les données à des débits bien plus élevés, les lecteurs SATA ont bien du mal à suivre. 

    • PCIe : les interfaces Peripheral Component Interconnect Express (PCle) servent en général aux cartes graphiques et sont capables de gérer des composants puissants et rapides. Leur débit ridiculise celui de l’interface SATA : alors que la SATA atteint 500 Mo/seconde au maximum, l’interface PCIe 4.0 peut aller jusqu’à 32 Go par seconde. C’est beaucoup plus en phase avec les capacités des SSD. Il est donc logique d’utiliser un type de port capable de gérer le débit que peuvent offrir les SSD.

    • NVMe : le Non-Volatile Memory Express (NVMe) est un nouveau type de protocole de transfert qui exploite les capacités propres aux SSD. Imaginez que vous disposez de la dernière technologie en matière de stockage, mais que votre ordinateur ne peut transmettre les données qu’avec un débit très limité, comme un vieux disque dur classique. L’idée, c’est que le SSD transmette ces données bien plus rapidement, comme il est censé le faire, non ? C’est pour cela que le NVMe remplace progressivement l’ancien protocole AHCI. Mieux encore, il se connecte via l’interface PCIe dont nous venons de parler.

    Alors que son prix chute d’année en année, le NVMe s’installe comme la nouvelle norme. Et même si votre budget est limité, il n’y a pas vraiment de raison à choisir un SSD SATA plutôt qu’un lecteur NVMe.

    Choisir le bon type de mémoire

    Si vous lisez les descriptions des SSD, vous allez rencontrer certains termes comme NAND ou SLC. Ce sont des notions importantes, car elles ont un impact direct sur la longévité et sur l’utilisation au quotidien de votre SSD. Voyons tout cela plus en détail.

    Les trois types de mémoires flash utilisées dans les SSD : SLC single-level cells, multi-level cells et triple-level cells.Il existe trois types de mémoire flash dans les SSD : SLC (single-level cell) avec un bit par cellule, MLC (multi-level cell) avec deux bits par cellule, et TLC (triple-level cells) avec trois bits par cellule.

    Single-level cell (SLC)

    Dans la mémoire SLC, chaque cellule contient un seul bit. Ce sont les SSD les plus chers, car ce sont aussi les plus rapides, les plus durables et les plus fiables. Mais le coût au gigaoctet est bien plus élevé, chaque cellule ne pouvant contenir qu’un seul bit. 

    Les SSD SLC peuvent fonctionner bien plus longtemps que les autres types de SSD. Leurs performances en termes de lecture et d’écriture de données sans erreurs en font les SSD parfaits pour les opérations multiserveurs à grande échelle.

    Multi-level cell (MLC)

    Les SSD MLC peuvent contenir deux bits par cellule, ce qui veut dire qu’ils doivent traiter deux fois plus de données pour un même espace. Les temps de lecture et d’écriture sont donc un peu plus longs. 

    Triple-level cell (TLC)

    Les cellules TLC peuvent contenir trois bits d’information par cellule, ce qui fait qu’elles sont plus lentes et moins fiables. Mais il s’agit généralement de la norme pour les SSD grand public, car ils peuvent tenir plusieurs années et l’amélioration des performances par rapport aux disques durs classiques est immense.

    NAND ou V-NAND 3D ?

    Le NAND, la configuration originale des SSD, permet d’utiliser une seule couche de cellules mémoire sur une surface plane. Avec l’amélioration de la technologie, les fabricants ont réussi à ajouter de plus en plus de cellules sur leurs SSD, mais dans certaines limites. Les cellules étaient tellement proches les unes des autres qu’elles commençaient à produire des interférences qui gênaient les autres cellules, ce qui provoquait des erreurs et entraînait des pertes de données. L’espace de stockage semblait avoir atteint ses limites. 

    La V-NAND 3D (ou plus simplement V-NAND) organise les cellules sur le plan vertical. L’espace de stockage potentiel est donc bien plus important. Les segments sont rangés comme des immeubles (et plus comme des maisons les unes à côté des autres), une même surface peut donc accueillir bien plus de cellules. En outre, les fabricants n’ont plus besoin de créer de l’espace à la surface de la cellule pour tout faire tenir, ce qui réduit considérablement les coûts de production. Le choix entre ces deux options n’est pas très difficile : la technologie V-NAND 3D est moins chère, plus performante et plus durable.

    Quelles sont les utilisations des SSD ?

    Les SSD présentent certaines utilisations spécialisées, elles ne sont donc pas encore la meilleure option pour tous les utilisateurs. Gardez en tête qu’un disque dur classique est peut-être une bien meilleure solution pour vous. Avant de passer à l’achat, répondez à cette question : « À quoi sert un SSD ? »

    Stockage de données pour entreprises

    Que l’entreprise compte 10 ou 10 000 employés, les conséquences d’une perte de données ou d’une panne du système de stockage peuvent être désastreuses. C’est pour cela que de plus en plus d’entreprises optent pour des solutions de stockage avec une sauvegarde plus rapide. 

    Et l’amélioration de la productivité débouche aussi souvent sur une augmentation des bénéfices et un meilleur fonctionnement des opérations. Toutes ces minutes gagnées lors de l’extraction des données depuis un SSD au lieu d’un disque dur classique finissent par s’accumuler. Les SSD sont aussi plus résistants aux chocs, consomment moins d’énergie et permettent ainsi de réduire les factures d’électricité. 

    Améliorer les performances de jeu

    Nous avons tous un ami passionné de jeux vidéo. Il passe son temps à optimiser son PC et à le nettoyer pour gagner en rapidité. Peut-être a déjà-t-il fait depuis longtemps le choix de la technologie SSD. Mais vous vous demandez pour quelle raison. 

    La différence se fait sentir dans les temps de chargement : les temps de chargement sont bien plus courts avec les SSD. Par contre, une fois le jeu lancé, le travail du disque est terminé et le SSD n’offre plus vraiment d’avantages. Tout le reste dépend de la carte graphique du processeur. En d’autres termes, ne vous attendez pas à améliorer votre FPS grâce à un SSD.

    La PlayStation 4 était l’une des consoles de jeu les plus puissantes de sa génération, mais elle était équipée d’un disque dur classique. Même la PS4 Pro, la version améliorée de 2016, s’appuyait sur un disque dur. Les disques durs classiques sont tout à fait capables de faire tourner des jeux lourds comme Ark: Survival Evolved, Grand Theft Auto V et Dark Souls.

    Mais l’une des motivations pour choisir un SSD reste la réduction des temps de chargement. Pour les joueurs sur PC qui conçoivent la machine de leurs rêves, la réponse est simple : les modèles de base de la PlayStation 5 et de la Xbox Series X sont équipés de SSD. Les temps changent : les bancs d’essai de chargement seront bientôt déterminés par la technologie solid-state, ce qui va forcément désavantager les disques durs classiques.

    Mais peu importe le type de lecteur que vous utilisez, votre expérience de jeu ne sera jamais optimale si votre ordinateur n’est pas propre. AVG TuneUp assure une maintenance régulière et supprime par exemple les programmes et les fichiers indésirables pour que votre machine fonctionne toujours de façon optimale.

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    Serveurs d’entreprise

    Les serveurs d’entreprise sont utilisés par des milliers, voire des millions de personnes. Pour pouvoir être vraiment utiles, ces serveurs doivent pouvoir réagir de façon rapide et efficace. Aucun échec système ni aucune perte de données ne doivent se produire, et les sauvegardes planifiées doivent prendre le moins de temps possible. 

    Toutes ces contraintes font des derniers modèles de SSD la solution la plus adaptée au stockage sur les serveurs d’entreprise. Ils sont capables de lire et d’écrire des données bien plus vite que les disques durs classiques et ils présentent une durabilité largement supérieure. Ces lecteurs consomment également moins d’énergie et sont moins sensibles aux conditions extérieures. C’est dans ce domaine, du fait de la sensibilité de son bras de lecture et de la lenteur de son protocole SATA, que le disque dur classique n’est plus vraiment à la hauteur.

    Est-ce que je dois utiliser un disque SSD ?

    Si votre travail consiste à manipuler des programmes lourds avec des fichiers volumineux, la réponse est oui, vous devriez opter pour un SSD. Si vous vous retrouvez souvent en train d’attendre qu’un fichier s’enregistre ou se charge, la réponse est aussi oui.

    En contrepartie, l’espace de stockage est moins important. Bien que les prix continuent de baisser, les SSD peuvent coûter jusqu’à deux fois plus cher que les disques durs classiques pour une même capacité de stockage. Vous devez donc voir si les avantages des SSD valent cet investissement supplémentaire. Par exemple, un SSD peut réduire de façon drastique le temps dont a besoin PhotoShop pour effectuer certaines opérations. Le fait de payer deux fois plus cher pour réduire le temps d’attente à une fraction de ce qu’il pourrait être est un général un bon compromis. 

    Mais si c’est juste pour enregistrer des fichiers personnels, ce n’est pas forcément une bonne solution. Si la plupart des programmes que vous utilisez chargent ou enregistrent déjà vos fichiers en quelques secondes, la différence de prix est difficilement justifiable. Et bien que l’absence de parties mobiles puisse prolonger la durée de vie de vos données, les SSD sont loin d’être parfaits. Les SSD finissent eux aussi par tomber en panne, et il n’est donc pas vraiment raisonnable de prendre en compte cette durabilité dans l’équation.

    Pour la plupart d’entre nous, il est donc plus intéressant d’acheter un disque dur classique de 1 To plutôt qu’un SSD de 250 Go pour le même prix. Nous n’avons pas besoin de cette technologie, nous cherchons juste un ordinateur qui répond à nos besoins.

    Quelle est la différence entre un SSD et un disque dur classique ?

    Nous avons déjà mentionné le fait que les SSD ne comportent pas de parties mobiles, mais en quoi cela a-t-il une importance ? Voyons à quoi ressemble un format de stockage courant qui comporte des parties mobiles : le disque dur classique, ou HDD. À moins que vous n’ayez assemblé votre PC vous-même ou que vous ayez récemment acheté un ordinateur, votre ordinateur est très certainement équipé d’un disque dur classique.

    Comparaison de trois disques de stockage : un lecteur SSD M.2, un HDD 2,5" et un HDD 3,5".Comparaison de la taille d’un SSD M.2 et de deux disques durs classiques.

    Le disque dur comporte des plateaux qui tournent sur eux-mêmes. Pour accéder à un fichier, le disque tourne et le bras de lecture lit les données qui s’y trouvent. Vos fichiers sont peut-être bien rangés dans des dossiers, mais ces données sont éparpillées un peu partout sur le disque. C’est la raison pour laquelle le bras de lecture doit parcourir beaucoup de chemin pour trouver ce que vous avez demandé.

    Les SSD fonctionnent de façon beaucoup plus rapide, car tous les points des différentes grilles sont immédiatement accessibles. Ils sont également plus résistants : en cas de choc sur le disque dur, le disque peut se trouver délogé de son axe et vous risquez de perdre toutes vos données. C’est un système délicat, et c’est pour cela qu’il faut manipuler les ordinateurs portables avec précaution. 

    Mais nous utilisons souvent nos disques durs classiques depuis des années, leur durabilité n’est donc pas un problème. De fait, les deux formats peuvent durer plusieurs années s’ils sont utilisés dans des conditions normales.

    Mais il y a d’autres questions pratiques sur les avantages des SSD par rapport aux HDD :

    • Est-ce que vous copiez souvent des fichiers volumineux ?

    • Est-ce que vous allez tirer un avantage matériel de la réduction des temps de chargement ?

    • Est-ce que vous êtes prêt à payer plus cher pour un disque ?

    L’une des choses qui n’a pas changé avec la transition vers les SSD, c’est la nécessité d’une maintenance régulière. Cela implique de tenir vos programmes à jour, de nettoyer votre registre et de supprimer les fichiers cache du navigateur. Toutes ces opérations peuvent être fastidieuses, car les fichiers temporaires s’accumulent en permanence. Heureusement, il existe un programme qui peut s’en charger à votre place : AVG TuneUp. Que vous ayez opté pour un SSD ou un HDD, vous pouvez l’exploiter au maximum de ses capacités grâce à AVG TuneUp.

    Amélioration des performances de votre SSD

    Tout comme les disques durs classiques, les SSD ont besoin d’une maintenance régulière. Une partie de cette maintenance est effectuée par le micrologiciel du contrôleur flash et par votre système d’exploitation, mais vous pouvez encore étendre la durée de vie de votre SSD et en améliorer les performances.

    • Laissez de l’espace libre. La proportion d’espace inutilisé doit rester à un niveau raisonnable pour que le disque dispose de plus d’espace sur lequel écrire. L’écrasement de l’espace utilisé sur un SSD nécessite quelques opérations supplémentaires et prend un peu plus de temps.

    • Mettez à jour le micrologiciel. Votre SSD présente peut-être un bug qui l’empêche d’exécuter un processus nécessaire à la maintenance. Faites une recherche sur la marque et le modèle de votre lecteur pour voir s’il existe une mise à jour permettant de corriger ce bug.

    • Assurez-vous que la fonction TRIM est activée. La fonction TRIM est un processus essentiel qui aide à éliminer les données les plus anciennes. Elle est probablement déjà activée, mais cela vaut la peine de vérifier.

    • Activez le mode AHCI. Allez dans votre BIOS et assurez-vous que le mode AHCI est bien activé (et non l’IDE) pour vous assurer de tirer pleinement parti de votre SSD. Mais si vous n’êtes pas certain de savoir ce que vous faites, confiez cette opération à un expert.

    • Utilisez un outil de nettoyage. Le lecteur ne peut pas remplir sa fonction si des fichiers temporaires et des programmes indésirables occupent tout l’espace. Avec un outil de nettoyage spécialisé comme AVG TuneUp, vous pouvez supprimer et éliminer tout ce qui encombre le disque, améliorer sa vitesse et ses performances et prolonger la vie de votre ordinateur. 

    Booster les performances avec AVG TuneUp

    AVG TuneUp sait exactement ce dont a besoin votre SSD. Il est conçu pour repérer les problèmes qui ralentissent votre périphérique et les éliminer avant qu’ils ne prennent trop d’importance. Dites adieu aux bloatwares, aux fichiers cache du navigateur et aux applications inutiles en arrière-plan. Offrez AVG TuneUp à votre SSD et bénéficiez d’une amélioration drastique des performances et de la fiabilité de votre ordinateur.

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