Disque dur SSD : une révolution dans le secteur du stockage numérique

Au cours de la dernière décennie, nous avons remarqué une accélération fulgurante de la vitesse des différents composants qui entrent dans la confection d’un ordinateur personnel, de type desktop ou portable.

Le processeur, la mémoire vive ainsi que la carte graphique ont ainsi gagné en rapidité, mais durant de nombreuses années, l’unité de stockage principal, le disque dur, a connu une stagnation technologique.

Avec une vitesse moyenne de 7200 tours par minute pour un disque dur magnétique, le temps de latence moyen est d’environ 4 millisecondes, plombant alors la performance des autres composants. Pour les ordinateurs portables, cette performance est d’autant plus faible que l’espace réduit limite généralement la vitesse d’un disque dur à 5400 tours par minute. L’arrivée du disque SSD a révolutionné cet aspect puisque cette nouvelle technologie a permis de révolutionner cet aspect puisque le temps d’accès est ramené à 0,1 milliseconde, lié à l’absence de mouvement mécanique.

Zoom sur les principaux avantages du disque dur SSD par rapport aux HDD

C’est grâce à l’usage de la mémoire flash, similaire à celle des cartes SD et clés USB, que le disque dur SSD a permis de gagner en performance.

Outre le gain considérable de vitesse dont le transfert peut atteindre 600 MBps sur l’interface SATA III, la nature physique du disque dur SSD lui garantit une solidité accrue en comparaison au disque dur traditionnel. Les plateaux conçus en verre et parcourus par une tête de lecture sont en effet fragiles, tandis que le disque dur SSD ne contient en réalité pas de disque, remplacé par des puces flash. De fait, le SSD est plus résistant aux éventuels chocs et aux vibrations tout en ayant l’avantage d’être totalement silencieux.

Pour un ordinateur de bureau ou pour un laptop, le disque dur SSD garde la même performance. L’encombrement est moins important et c’est d’ailleurs pour cela qu’il est aujourd’hui possible de concevoir des ultraportables particulièrement fins, offrant ainsi une légèreté accrue pour les professionnels et les particuliers.

Pour résumer, le SSD présente de nombreux avantages par rapport aux disques durs classiques :

• Beaucoup plus rapide qu'un disque dur traditionnel. Avec un SSD, le temps de démarrage d'un PC vieux de 3 ou 4 ans peut passer de 1 ou 2 minutes à moins d'une minute, voire à 15-30 secondes !

• Il y a moins de risque de perdre des données, car il n'y pas de bras mécanique, partie fragile, pour la lecture des données. Ceci dit, la perte de données existe toujours et le chiffrement par défaut complique souvent les opérations de récupération de données sur un disque SSD,

• Beaucoup plus silencieux, car il n'y a ni rotation de plateaux ni de frottement,

• Moins gourmand en énergie, il consomme moins d'électricité qu'un disque dur traditionnel,

• Plus tolérant aux variations de températures :  -10 à 70 ℃ pour le SSD vs 5 à 55 ℃ pour le disque dur traditionnel,

• Mais aussi plus léger, plus robuste, plus simple à transporter...

Quid de la durée de vie du disque dur SSD

Alors que la durée de vie d’un disque dur magnétique est liée aux chocs et vibrations qu’il subit, le disque dur SSD dispose d’une durée de vie limitée par leur nature même.

Le SSD est basé sur l'usage de cellules de mémoire stockées sur du silicium et non pas sur un support magnétique comme les disques durs. La durée de vie de chaque cellule de mémoire est limitée à un grand nombre de lectures et écritures. Si chaque lecture n'use pas trop la mémoire, l'écriture est en revanche destructrice et limite l'usage à quelques milliers de cycles. Pour augmenter la durée de vie, il faut diminuer l'usage de chaque cellule de mémoire. Or, ce qui distingue les usures de mémoires est soumis à plusieurs critères. Le premier est celui dont sont organisées les cellules de mémoires entre elles, à l'intérieur même des puces. C'est cela que l'on peut qualifier de technologies de mémoires.

• Pour un disque dur SSD de type MLC (Multi Level Cell), c’est-à-dire que chaque cellule peut supporter plusieurs bits (unité d’information), le cycle oscille entre 5000 et 10.000. Cette technologie, utilisée sur la grande majorité des modèles commercialisés, laisse augurer une durée qui dépasse largement 5 ans. Les systèmes d’exploitation modernes, Windows 7, Linux 2.6.33 … améliorent la durée de vie grâce à une optimisation de la répartition des données écrites sur l’ensemble de l’unité de stockage,

• Le disque dur SSD SLC (Single Level Cell) dispose de cellules qui ne supportent qu’un bit. Ce type de stockage, bien plus cher, est destiné aux ordinateurs très haut de gamme et aux serveurs qui nécessitent la vélocité du SSD. Avec une capacité de 100.000 cycles d’écriture/effacement par cellule, la durée de vie théorique est bien plus longue que le disque MLC pour dépasser 10 ans. Certains testeurs prédisent même une durée de 20 ans, ce qui est plus qu’honorable.

L'usage des SSD au cœur de la problématique

Comme ont pu l'analyser et le répertorier les laboratoires Ontrack sur des milliers de cas de pertes de données sur SSD, plusieurs facteurs vont limiter la vie des SSD à 6 ans maximum pour certaines utilisations bien établies, et ce, en utilisant pourtant les meilleures mémoires de type SLC. Notez qu'il faut compter 2 ans avec les eMLC (Enterprise Multi-Level Cell) et 3 mois avec les MLC. Certes, la technologie "d'écriture destructrice" est en cause, mais surtout la manière dont les mémoires sont systématiquement effacées par blocs entiers même s'il n'y a qu'une seule petite information de changée dans tout le bloc. L'écriture est effectivement séquentielle par bloc, a contrario d'un disque dur où on peut aller écrire n'importe où à n'importe quel moment, mais plus lentement. Bref, des données inchangées se retrouvent déplacées en permanence, beaucoup plus souvent que nécessaire sur un plan de logique intellectuelle pure. La moyenne de ce nombre de déplacements usant de manière prématurée les cellules.

Sur un plan purement pratique, les usages des SSD qualitatifs sont appropriés aux serveurs d'applications bien équipés en mémoire vive dans la limite de 100 GB /jour. Ils peuvent également être utilisés dans des serveurs moins gourmands, voire pour des machines virtuelles ayant des volumes d'échanges inférieurs à 100 GB /jour. Les Data Center utilisent quant à eux des disques hybrides SSD / HDD.

SSD et durée de vie des données, question de température ?

Seagate, leader mondial de la fabrication des disques durs, a réalisé une étude sur la fiabilité du stockage des données sur SSD.

En effet, le constructeur a besoin d'utiliser les SSD pour certaines de ses gammes de disques durs pour en améliorer les performances dans certains cas d'usages. Le constructeur est donc forcément soumis aux caractéristiques des SSD s'il veut pouvoir en combiner les technologies avec ce qu'il maîtrise depuis longtemps. Or, on le sait, ce sont les disques durs magnétiques qui chauffent le plus par rapport aux SSD ! L'incidence du comportement de la température est donc fondamentale.

L'information provient d'Alvin Cox de Seagate dans une présentation qu'il avait faite au JEDEC, l'organisme qui se charge de la standardisation de la microélectronique. Il reporte sur un graphe la durée de vie des données stockées dans un SSD en nombre de semaines en fonction de la température. Ce qui est indiqué, ce sont des durées de stockage sans alimentation électrique : à 25°, la durée de vie est de 2 ans, à 30°, 1 an, à 35°, 6 mois, à 40° 3 mois, etc.

Ceci va donc concerner tous les équipements déchargés (téléphones mobiles, tablettes, PC portables à disque SSD, …) ou non alimentés pendant des semaines. Ce qui est critique, alors que les températures du graphe sont indiquées en degrés Celsius, c'est que 5 degrés d'augmentation de la température divise par deux la durée du stockage.

D'après les informations qui ont pu être collectées à la source, c'est la seule donnée sur laquelle on puisse se référer de manière sûre. Certains articles parlent de la destruction du support. La logique "physique" et "électronique" laisse plutôt envisager qu'il s'agisse du contenu et donc des données.

Toutefois, si certaines données relatives à l'accès et à l'organisation des données sont également stockées en SSD (ce qui peut être logique, mais loin d'être obligatoire techniquement parlant), leur perte implique le même genre de comportement possible que celui d'un disque dur avec atterrissage de têtes : la récupération des données est très complexe et d'autant plus si certaines données liées au principe même du système sont perdues en même temps. Même pour les meilleurs professionnels de la récupération de données, la difficulté peut être colossale.

En conclusion, mieux vaut utiliser correctement ses SSD, notamment lorsqu'il s'agit de clés USB : bien les déconnecter avec l'outil logiciel adéquat, et les brancher régulièrement.

Technologie SSD et récupération de données

Ontrack a réalisé une étude sur les différences de fiabilité entre les disques durs classiques et les SSD, qui prouve que le disque dur a encore de belles années devant lui.

En premier lieu, il y a le même pourcentage de pannes entre les deux technologies, voire un peu moins pour le disque dur, ce qui démontrerait que le SSD est légèrement moins fiable que le disque dur. On apprend également que le pourcentage de données récupérées, à capacité égale, est moindre par rapport à celui des disques durs. Et même si les ingénieurs semblent dire que cela peut s'arranger avec le temps, il y a effectivement de réelles contraintes techniques à surmonter. Car si chaque année, il y a une amélioration des technologies de récupération pour une capacité donnée, il y a également une augmentation de la capacité de stockage des supports et donc proportionnellement du volume de données à récupérer… ou à perdre…

Mais quelles sont ces contraintes techniques qui rendent la récupération de données sur ces supports si complexes ? Elles sont directement liées à la technologie :

• En raison de la complexité de l'organisation des données, il est beaucoup plus lent d'accéder à l'intérieur de la structure logique de puces défectueuses et de reconstruire les tables, avec le risque d'encore plus les endommager,

• En l'absence de normes, il y a de plus en plus de microprogrammes de gestion des données qui n'ont rien à voir les uns avec les autres,

• Pour le cryptage, ou chiffrement, il y a le risque supplémentaire d'exploiter le microprogramme du fabricant qui vient compléter l'absence de norme d'organisation des données. Il vaut mieux utiliser un logiciel de chiffrement dont vous avez la clé.

Au final, quelles sont les solutions ? Parmi celles qui voient le jour, des sortes de disques hybrides disque dur / SSD peuvent paraître intéressantes. Dans tous les cas, la sauvegarde régulière est impérative, l'usage du Cloud incontournable.

Comment optimiser son PC portable avec un disque SSD

Marre d'attendre que votre portable lance Windows ou MacOS ? Remplacer votre disque dur classique par un disque dur SSD peut changer la donne.

Il faut déjà vérifier si les conditions de remplacement tiennent la route et être conscient que le disque dur doit être principalement utilisé pour réaliser des opérations de lecture. Le montage vidéo HD ou l'enregistrement permanent de films HD sur le disque pour qu'ils soient régulièrement effacés risque de ne pas être adapté, sauf si vous pensez changer votre disque tous les six mois.

À part ce préambule, il faut évidemment s'assurer que votre portable dispose d'un disque dur amovible, d'un format 1,8 pouce (rare) ou 2,5 pouces (format commun, mais il en existe une version ultra slim et "normale"), et est doté d'une connectique SATA ou IDE (il existe très peu de modèles et capacités). Si votre disque dur est de type SATA 6 Go/s en 2,5 pouces, vous aurez l'embarras du choix pour le remplacer par du SSD ; rien ne vous empêche non plus de remplacer un SATA par un SATA 6 Go/s. Il vous en coûtera entre moins de 100 € pour une centaine de Go et plus de 500 euros pour 1 To. Ce qu'il faut, c'est que la capacité du disque de remplacement dépasse la capacité du disque d'origine, et surtout la capacité occupée du disque dur d'origine : au moins 40 %.

Une opération plus simple avec les bons outils

Pour réaliser l'opération, le mieux est de copier le disque d'origine avec un logiciel spécialisé comme Acronis True Image ou Paragon Drive Copy Professionnal, ou autre... Le premier fonctionnant très bien pour copier des disques PC, le second étant capable de gérer les disques PC, mais aussi de parfaitement copier et adapter un disque sous MacOS, ce qui permettra au Macintosh de redémarrer sans qu'il ne se soit rendu compte de quoi que ce soit, ou presque. Il y a deux solutions pour copier un disque dur de portable : soit vous extrayez le disque et vous utilisez un PC de bureau avec le câblage qui va bien (ça marche parfaitement en SATA mais il faut un peu d'expérience), soit vous achetez le disque dur SSD vendu en tant qu'upgrade de disque de portable (ou un disque et un kit d'upgrade vendu séparément).

Dans ce dernier cas, c'est ce qu'il y a de plus facile : on vous livre un câble très spécial qui permet de connecter le nouveau disque sur les ports USB de votre portable et on vous livre aussi le logiciel qui fera la copie. À la fin, vous éteindrez le portable, enlèverez le vieux disque et remettrez le nouveau à la place et tout devrait fonctionner comme avant avec un disque beaucoup plus rapide. Dans tous les cas, ne vous précipitez pas et si vous ne savez pas faire, faites le faire… par un professionnel.

Réparer un disque dur SSD : nos conseils

Votre disque SSD ne fonctionne plus ? Avant tout, gardez votre calme. Certains gestes vous permettront d'éviter le pire, voire même de retrouver accès à vos données.

En cas de panne du disque dur SSD, il convient avant tout de le brancher en tant qu’unité secondaire pour voir s’il est détecté par le BIOS et par le système. S’il est détecté, les fichiers de démarrage peuvent avoir été endommagés et il est nécessaire de faire une restauration système ou une réinstallation complète si aucune sauvegarde n’a pas été préalablement été effectuée (ce qui est fortement déconseillé).

En cas d’une forte baisse de la vitesse de lecture ou d’écriture au cours de l’utilisation du SSD, le firmware est bien souvent en cause. Il convient de vérifier les mises à jour et de l’effectuer le cas échéant.

Si le disque dur est hors service, la récupération est plus délicate que sur les disques durs classiques. Essayez avant tout de récupérer vos données grâce à TestDisk. Si le procédé échoue, il convient de confier le SSD à un expert comme Ontrack, puisque la récupération nécessite des manipulations techniques de pointe.