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SSDs: Guía básica y modelos recomendados

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Degradación de rendimiento

Una de las grandes críticas que últimamente se le hacen a este tipo de dispositivos es sin duda la degradación de rendimiento que sufren (gracias al trabajo de webs como Legit Reviews o PC Perspective, que se dieron cuenta del fenómeno al repetir las pruebas a lo largo del tiempo). Esta degradación la sufren TODOS los discos SSD, se produce en gran medida por la estructura interna de las memorias NAND y su organización. Un SSD consta de páginas de 4KB y bloques formados por un total de 128 páginas, es decir 512KB. La cuestión es que se pueden llevar a cabo procesos de escritura y lectura sobre páginas, sin embargo, sólo se pueden realizar procesos de borrado sobre bloques como unidad mínima.


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La forma en que funcionan los sistemas operativos hace que cuando se borra un archivo simplemente se modifica una pequeña tabla que indica que ese espacio está libre. En un disco duro ese espacio no se borra realmente hasta que es sobreescrito por otro archivo, y los SSDs funcionan igual. La diferencia clave está en qué pasa cuando se sobreescribe un archivo en un disco duro y qué pasa cuando lo haces en un SSD. Con el disco duro simplemente se sobreescribe la zona del disco. En el SSD se modifica la tabla interna y se graban los datos en una zona de espacio no asignada.

Esto provoca que si los procesos de escritura que solicite la controladora no cuentan con espacio (páginas libres suficientes por cada cada bloque), se necesita una reorganización de los datos (páginas), y por tanto la necesidad de acometer un borrado (bloques). En primer lugar es necesario moverlos a una caché (puede ser la incluida en el SSD si existe en el mejor de los casos, en caso contrario deberá utilizarse una memoria off-die). Una vez hecho, el controlador puede iniciar los procesos de borrado para luego volver a escribir los datos que ha tenido que mover a caché. Finalmente, el bloque se desplaza nuevamente al LBA del SSD después de haber realizado varias operaciones sobre caché. Obviamente, todo este proceso implica una penalización de rendimiento.


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Si la escritura cuenta con páginas libres todo este proceso no es necesario, la escritura se produce directamente, y mientras tenga espacio libre (páginas suficientes) el proceso será llevado a cabo de esta forma. Sin embargo, es obvio que con el uso del SSD, esta circunstancia terminará por no ocurrir y las reorganizaciones serán necesarias. En ese momento, el rendimiento del SSD decaerá a medida que aumenten estas reorganizaciones.


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Un Intel X25-M afectado claramente por un estado de degradación. Más abajo, el rendimiento Con el SSD limpio.


Es complicado precisar cuánto tarda un SSD en degradarse, en primer lugar porque se trata de algo progresivo, y en segundo lugar porque depende proporcionalmente del número de borrados y escrituras (procesos implicados en este fenómeno, no así la lectura por ejemplo). Además generalmente la degradación del rendimiento en los SSDs con buenas controladoras está limitado, quizá se pierda un 20% de rendimiento con respecto al estado limpio, pero aún así será mucho más rápido que los discos duros normales. Cierto es que se han encontrado algunos casos extremos, pero parece que a medida que se van descubriendo las compañías van sacando firmwares que solucionan esto (al menos Intel ya lo ha hecho una vez). Mientras llega una solución consistente, lo mejor es realizar benchmarks cuando el SSD está limpio, y así tener una referencia comparativa a lo largo del tiempo. Asimismo, también es muy recomendable contar con una imagen de sistema para respaldarla rápidamente si queremos "resetear" el SSD, al menos hasta que TRIM (más adelante hablaremos de este proceso) esté implantado completamente....

Hay que destacar además, que realmente no se arregla nada dejando una parte de la capacidad del SSD sin utilizar porque, al fin y al cabo lo que importa es la estructura lógica sobre la que se está trabajando. El hecho de que existan X GB marcados como libres, no quiere decir que no existan datos en ellos, la organización del LBA no es tan simple. De hecho, ya la propia controladora del SSD establece su propia spare area sin que el usuario tenga que dejar espacio "libre". Por ejemplo en el caso de un X25-M de 80GB, aproximadamente 5.5GB. De todas formas, el controlador de Intel es dinámico y utilizará cualquier parte del SSD para sus procesos internos, aunque no dejará al sistema acceder nunca a esos 5.5GB.

Es decir, el área mínima de escritura es la página, pero eso no significa que sea el tamaño más grande que el SSD puede escribir, ya que existe el concepto de página lógica. Por un lado el software ve el SSD como una lista de direcciones lógicas, por otro, como el SSD escribe y borra información realmente en las NAND. Existe una capa de abstracción intermedia.



 
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