SSD y HDD: ¿Cuál le conviene más?

Los discos duros contienen una o varias platinas sensibles al campo magnético, un brazo de accionamiento con cabezal de lectura/escritura para cada platina y un motor para hacerlas girar y mover los brazos. También hay un controlador de E/S y un firmware que indica al hardware qué hacer y que se comunica con el resto del sistema.

Cada platina está organizada en círculos concéntricos, llamados pistas. Las pistas se dividen en unidades lógicas, llamadas sectores. Cada número de pista y sector proporciona una dirección única que puede usarse para organizar y localizar los datos. Los datos se escriben en el área disponible más próxima. Hay un algoritmo que procesa los datos antes de escribirlos, para que el firmware pueda detectar y corregir errores.

Las platinas giran a las velocidades predefinidas (4200 rpm a 7200 rpm para ordenadores domésticos). Estas velocidades se corresponden con las de lectura/escritura. Cuanto más alta es la velocidad predefinida, más rápido podrá el disco duro leer y escribir datos.

Cada vez que solicita al ordenador recuperar o actualizar datos, el controlador de E/S indica al brazo de accionamiento dónde se localizan los datos, y el cabezal de lectura/escritura recupera los datos leyendo la presencia o ausencia de una carga en cada dirección. Si la solicitud es para actualizar los datos, el cabezal de lectura/escritura cambia la carga en la pista y el sector afectados.

El tiempo que tarda la platina en girar y el brazo de accionamiento en encontrar el sector y la pista se conoce como latencia.

Las desventajas de los HDD están causadas por las piezas mecánicas que emplean para leer y escribir datos, ya que la acción de buscar y recuperar datos físicamente emplea más tiempo que si se hiciese por medios electrónicos. Las piezas mecánicas pueden soltarse o incluso fallar si se manipulan mal o se caen, lo que supone un problema sobre todo para los portátiles y, en menor medida, en los equipos de escritorio. Los HDD son también más pesados y consumen más energía que las SSD comparables.

Las ventajas de un disco duro radican en que cuentan con una tecnología probada y suelen ser menos caros que una unidad de estado sólido que tenga el mismo espacio de almacenamiento. Actualmente, los HDD ofrecen más espacio de almacenamiento que las SSD.

Las unidades de estado sólido usan memoria flash para ofrecer una durabilidad y un rendimiento mucho más altos. Las numerosas piezas móviles de pequeño tamaño que alberga el interior de un disco duro, como los cabezales magnéticos, los ejes y las platinas giratorias, propician fallos y pueden hacer que pierda datos importantes. En cambio, las SSD son más duraderas, funcionan a menos temperatura y consumen menos energía.

Puede imaginarse las SSD como unidades USB grandes, ya que usan la misma tecnología de base. NAND, la tecnología que usan las unidades de estado sólido, es una clase de memoria flash. Con una señal mínima, los transistores de puerta flotante registran una carga (o falta de carga) para almacenar datos. Las puertas se organizan en un patrón de cuadrículas, que, a su vez, se organiza en un bloque. El tamaño del bloque puede variar, pero cada fila que contiene la cuadrícula se denomina página.

Un controlador de SSD realiza varias funciones, incluido el mantenimiento de un registro con la ubicación de los datos.

Actualizar los datos es un proceso más complejo en el caso de las SSD. Los datos de un bloque deben actualizarse en cuanto se actualiza alguna porción del mismo. Los datos del bloque antiguo se copian en un bloque diferente, tras lo que se elimina y los datos se vuelven a escribir con los cambios en un bloque nuevo.

Cada vez que solicita al ordenador recuperar o actualizar datos, el controlador de SSD busca en la dirección de los datos solicitados y lee el estado de carga.

Cuando la unidad está en espera, se pone en marcha un proceso denominado “recogida de basura” (elementos no utilizados), que se asegura de que la información del bloque antiguo se borre y que el bloque quede libre para poder volver a escribir en él.

Hay otro proceso, llamado TRIM, que informa a la SSD de que puede omitir la reescritura de ciertos datos cuando los bloques se borran. Ya que hay un número finito de veces en las que un bloque puede reescribirse, este proceso es importante para evitar el desgaste prematuro de la unidad de almacenamiento.

Para evitar aún más el desgaste de la unidad, hay un algoritmo que se encarga de que cada bloque de la unidad obtenga un número idéntico de procesos de lectura/escritura. Este proceso se denomina nivelación de desgaste y se produce automáticamente cuando la unidad está funcionando.

Ya que el proceso de lectura/escritura requiere que se transfieran datos, las SSD suelen dotarse de más almacenamiento del necesario (sobreaprovisionamiento); siempre hay una determinada cantidad de la unidad que no se notifica al sistema operativo y a la que el usuario no puede acceder. Así se obtiene espacio para que la unidad pueda mover y eliminar elementos sin afectar a la capacidad de almacenamiento general.

Las SSD son una tecnología más novedosa y, por ello, son más caras que los HDD. Aunque las diferencias se están reduciendo, puede resultar difícil encontrar una unidad de estado sólido de gran capacidad. Los HDD pueden ser hasta 2,5 veces más grandes.

Las unidades de estado sólido ofrecen tiempos de carga más rápidos para videojuegos, aplicaciones y películas. Debido a la tecnología que usan, las SSD son más ligeras y soportan mejor el movimiento y los golpes. Además, las unidades de estado sólido consumen menos energía, lo que permite que los ordenadores funcionen a menos temperatura. 

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