Tipos y formatos de unidades SSD M.2, PCIe y NVMe

En realidad, existen varios tipos de unidades SSD, cada una de las cuales rinde a un nivel de velocidad diferente. Las unidades SSD son uno de los temas más candentes del mercado de almacenamiento en este momento, pero queremos asegurarnos de que conozca todos los tipos de unidades SSD y le ayudemos a elegir la más adecuada para sus necesidades específicas.

¿Qué es un SSD?

SSD PCIe

En primer lugar, se presentan los principios básicos para poder explicar más adelante qué es lo que distingue a determinadas SSD. La SSD es una unidad de estado sólido que funciona como una unidad de disco duro tradicional (HDD).

Esto contrasta con un HDD, o unidad de disco duro. Un HDD funciona haciendo girar un disco para escribir y almacenar datos y suele medirse en RPM (revoluciones por minuto). En una SSD no se miden las RPM ni ninguna otra medida, y la razón es la misma que el término «estado sólido».

Casi todas las SSD utilizan almacenamiento flash, que no tiene partes móviles. Es un avance significativo respecto a los discos duros, sobre todo en términos de velocidad bruta, aunque se limiten al estándar SATA. Los discos duros estándar son superados sistemáticamente por las unidades SSD en todos los ámbitos, incluso cuando se limitan al estándar SATA.

Tipos de memorias flash

Las memorias flash no volátiles, como la NAND, pueden conservar los datos aunque no estén conectadas a una fuente de alimentación. La NAND puede utilizarse en una gran variedad de dispositivos, incluidos los internos, los externos y los portátiles. Es una tecnología flash que se utiliza en unidades USB, SSD y tarjetas SD para almacenar datos. La variedad de NANDs que hay en el mercado viene determinada por el número de bits que se pueden almacenar por celda. Los bits son cargas eléctricas que sólo pueden tener un valor de cero o uno, que están encendidos o apagados. Las distinciones clave entre las NAND son su coste, capacidad y durabilidad. Los ciclos P/E (ciclos de programación y borrado) son el número de veces que una celda flash se borra y se reescribe posteriormente, y cuantos más ciclos P/E pueda soportar una tecnología NAND, mayor será su resistencia.

Anteriormente se usó la memoria flash tipo NOR, pero la NAND la ha sustituido debido a sus numerosas ventajas en cuanto a rendimiento y fiabilidad.

SLC NAND

Este tipo de memoria ofrece una mayor resistencia, pero es más cara y de poca capacidad. La NAND de célula de nivel único (SLC) almacena sólo 1 bit de información por célula. La celda almacena un 0 o un 1 y, como resultado, los datos pueden escribirse y recuperarse más rápidamente. La SLC ofrece el mejor rendimiento y la mayor resistencia, con 100.000 ciclos P/E, por lo que durará más que los otros tipos de NAND. Sin embargo, su baja densidad de datos hace que SLC sea el tipo de NAND más caro y, por lo tanto, no se suele utilizar en productos de consumo. Se suele utilizar en servidores y otras aplicaciones industriales que requieren velocidad y resistencia.

MLC NAND

Es algo más barata, más lenta y menos duradera que la SLC, pero puede tener un almacenamiento de capacidad mayor. Esto último se debe a que almacena varios bits por celda. Además de una mayor capacidad, la NAND MLC tiene una mayor densidad de datos que la NAND SLC, lo que la hace más barata. La NAND MLC es una buena opción cuando el precio, el rendimiento y la resistencia son importantes. Aunque la MLC tiene una mejor relación precio-rendimiento-resistencia que la SLC, tiene una menor resistencia debido a un menor número de ciclos de escritura. La MLC se utiliza en productos de consumo donde la longevidad no es tan importante.

TLC NAND

Es más barata que la anterior y permite capacidades de almacenamiento mayores. Sin embargo, su duración es inferior a las dos anteriores. La NAND de célula de triple nivel (TLC) almacena 3 bits por célula. Al añadir más bits por celda, se reduce el coste y aumenta la capacidad. Sin embargo, esto tiene efectos negativos en el rendimiento y la resistencia, con sólo 3.000 ciclos P/E. Muchos productos de consumo utilizan TLC por ser la opción más barata.

3D NAND

Uno de los mayores avances en innovación flash de la última década ha sido la NAND 3D. Para evitar los problemas de crear una NAND 2D más compacta para mejorar la densidad y reducir el coste, los fabricantes de flashes inventaron la NAND 3D. Con la NAND 2D, los datos se almacenan en celdas horizontales que se colocan unas encima de otras. Las celdas más pequeñas son menos fiables, así que los fabricantes de NAND apilaron las celdas verticalmente en lugar de horizontalmente para generar la NAND 3D. La NAND 3D ofrece mayor capacidad de almacenamiento con costes comparables. También proporciona un menor consumo de energía y una mayor resistencia.

Formatos y conexiones de los tipos de unidades SSD

Entre los tipos de unidades SSD más populares encontramos los siguientes:

2.5″ SATA

La mayoría de los PC deberían ser compatibles con este tipo de SSD, incluso los más antiguos. Una unidad SSD de 2,5 pulgadas con interfaz SATA se aloja en una carcasa que tiene el mismo aspecto que un disco duro de 2,5 pulgadas, pero en realidad es una unidad SSD. Se puede decir que el disco duro de un portátil es más pequeño que el de un ordenador de sobremesa porque los discos duros de los portátiles se alojan en carcasas de 2,5 pulgadas para que quepan en espacios más pequeños.

Y es que las unidades SSD de 2,5 pulgadas emplean ancho de banda y conectores SATA como los discos duros. Por eso debería ser compatible con cualquier PC o portátil que utilice un disco duro. De este modo, podrá disfrutar de la mayoría de las ventajas que ofrece una unidad SSD, que normalmente se consiguen con el estándar SATA. Esto lo convierte en una gran opción para cualquiera que quiera actualizar o ampliar su memoria sin complicaciones.

M.2 SATA

Las unidades M.2 vienen en varios tamaños, pero el más popular es el M.2 2280. El «80» indica la longitud de 80 milímetros de la M.2, y el «22» especifica su anchura de 22 milímetros. Si no tienes ni idea de cómo calcular esto, las unidades M.2 denotan unidades USB ultrafinas: suelen tener esa longitud. Se pueden identificar factores de forma M.2 aparte del factor de forma M.2 en cada caso, pero normalmente sólo son importantes.

No tendrás problemas si compruebas qué factores de forma son compatibles con tu portátil o placa base. Los factores de forma M.2 no son necesariamente más rápidos que las unidades SSD SATA, aunque suponen una enorme mejora respecto a los factores de forma de 2,5 y 3,5 pulgadas que requieren los discos duros.

M.2 NVMe

Las unidades SSD NVMe utilizan exclusivamente el factor de forma M.2 mencionado anteriormente, pero hay un truco. Dado que el ancho de banda SATA ya no es necesario, las SSD NVMe pueden ofrecer un rendimiento de almacenamiento líder en el sector en una instalación compacta y sencilla a pesar de su diminuto tamaño. NVMe significa Non-Volatile Memory Express.

Las unidades NVMe utilizan el ancho de banda PCI Express en lugar del ancho de banda SATA que cabría esperar. Express es el término más significativo de esta frase, ya que revela el ancho de banda que utilizan las unidades NVMe: su ancho de banda PCI Express en lugar de su ancho de banda SATA. En la mayoría de los sistemas, el ancho de banda PCI Express es utilizado por las tarjetas PCI Express, como la tarjeta gráfica o la tarjeta de sonido. Esto conlleva un gran aumento del rendimiento, del que hablaremos en la sección Niveles de rendimiento de las unidades SSD.

PCI Express (tarjeta de expansión)

Las SSD PCI Express están perdiendo terreno rápidamente frente a las SSD NVMe. Las SSD PCI Express son tarjetas de expansión que se ajustan al estándar PCI Express y son adecuadas para las placas base que no admiten el factor de forma M.2. Otras razones para elegir el almacenamiento PCIe pueden ser:

  • No quieres dedicar los carriles PCIe de tu chipset al almacenamiento rápido.
  • Deseas hacer un RAID de las unidades NVMe para mejorar su rendimiento o fiabilidad.
  • No tienes suficiente espacio para montar sus unidades M.2 porque son demasiado altas.
  • Todas tus ranuras M.2 ya están ocupadas, pero necesitas más unidades M.2.

Tier

SSD PCIe M.2 NMVe

Por último, también me gustaría al menos citar el Tier, una forma de catalogarlos también según los saltos de rendimiento:

  • Tier 1: son los SSD SATA con unos 550 MB/s en escritura y lectura secuencial.
  • Tier 2: se refiere a los NVMe Gen 3. En estos se sube a los 3.5 GB/s.
  • Tier 3: para referirse a los NVMe Gen 4, con velocidades de hasta 7 GB/s.

Jaime Herrera

Jaime Herrera

Técnico electrónico y experto en el sector de los semiconductores y el hardware. Apasionado de la tecnología y la computación.

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