Quanto tempo dura um SSD?

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Sem dúvida, o maior problema com os discos de estado sólido (SSD) é que estes dispositivos se desgastam com o tempo. 

Cada vez que os dados são gravados em uma célula NAND FLASH, ela ficará ligeiramente degradada. Após algumas centenas ou milhares de operações de gravação,  dependendo do tipo de chip de memória utilizado, uma célula NAND eventualmente falhará. 

Não há consenso sobre quando um SSD provavelmente falhará. A maioria das pessoas concorda que os dispositivos SSD são muito mais velozes do que um HD comum. Mas será que eles são confiáveis o suficiente para serem usados sem medo de perder os dados gravados?

Procurando na Internet, você encontrará várias postagens afirmando que os SSDs de hoje são muito mais duráveis do que o melhor HD. Ao mesmo tempo, porém, achará pessoas que não usariam um SSD por causa de sua falta de durabilidade. Por que as pessoas têm opiniões tão diferentes sobre a durabilidade de um SSD?

Esta pergunta pode ser parcialmente respondida porque existem diferentes tipos de SSDs com características diferentes. Chips  SLC ou MLC terá uma durabilidade muito melhor do que os chips TLC ou QLC. A forma como o SSD é usado, ou o percentual ocupado da capacidade total do SSD, desempenham um grande papel em sua durabilidade. 

Os aplicativos que fazem muitas gravações de grandes volumes de dados degradarão um SSD muito mais rapidamente do que um aplicativo que executa apenas gravações ocasionais. A primeira etapa para determinar quanto tempo um dispositivo SSD irá durar é checar o número de ciclos de gravação / apagamento que o dispositivo suporta, e que determina quanto tempo o disco vai durar.

Com isso em mente, os fabricantes fornecem algumas métricas que podem ajudá-lo a prever a longevidade de uma unidade. Mesmo assim, é impossível saber com certeza quando um disco irá falhar.

O segundo fator que deve ser examinado é o total de terabytes que podem ser gravados diariamente no SSD. O fabricante informará isso nas especificações do dispositivo. Por exemplo, um SSD de 1 TB que tem um TBW (Terabyte Written) de 500 quer dizer que você pode gravar no máximo 500 x 1 TB = 500 TB de dados na unidade antes que ele comece a falhar. 

Nesse exemplo, se você movimentar 500 GB de dados diariamente, a vida útil estimada do seu HD será de 500 TB / 500 GB  = 1000 dias, ou seja, aproximadamente 3 anos. Pelo fato dos fabricantes incluírem células NAND Flash extras no SSD para re-mapear os setores danificados, esse tempo poderá ser maior.

Lembre-se de que esta é uma estimativa, não um valor exato. Por um lado, a durabilidade da célula é expressa na forma de um número máximo de gravações / apagamentos que ela suporta. Um disco TLC com 3D NAND, por exemplo, deve sustentar de 1.500 a 3.000 ciclos de gravação. Outra razão pela qual a longevidade calculada de um SSD deve ser tratada com cautela é porque os discos raramente são usados uniformemente. Mesmo com o nivelamento de desgaste através do TRIM ativado, pode haver algumas áreas do disco que são gravadas com mais frequência do que outras.

Outro fator a ser considerado é a classificação do tempo médio até a falha completa do SSD. Esse valor é fornecido pelo fabricante com base nos resultados dos testes de resistência. Vamos tomar como exemplo um SSD com classificação de tempo médio entre falhas de 1,75 milhões de horas. É importante notar que esta classificação não significa que a expectativa de vida média do disco é de 200 anos (1.750.000 horas). 

Em vez disso, o tempo médio até a falha é definido como “o número total de horas de serviço de todos os dispositivos dividido pelo número de dispositivos”. O tempo médio até a falha leva em consideração o número total de dispositivos sendo testados, o número de horas que o teste durou e o número de dispositivos que falharam. 

Vamos supor que foram testados 17.500 SSDs durante 5.000 horas (o que é cerca de sete meses). E durante o tempo que durou o teste, 50 unidades falharam. Aqui está como a matemática funcionaria:

17.500 unidades x 5.000 horas de teste cada) / 50 falhas = 1.750.000

Esse cálculo resultaria em um valor de tempo médio até a falha de 1,75 milhão de horas. Como você pode ver, o valor do tempo médio até a falha não é uma indicação direta de quanto tempo você deve esperar que um SSD dure. Mesmo assim, os discos com um valor de tempo médio até a falha mais alto são provavelmente mais confiáveis do que aqueles com um valor mais baixo.

Após todas estas observações, descobrimos que não existe uma fórmula que você possa usar para determinar exatamente quanto tempo um SSD vai durar. Mesmo assim, as classificações de TBW e tempo médio até a falha do disco devem dar uma ideia do que esperar.

Continue lendo para saber mais sobre:

1 – Quais são as partes de um SSD
2 – O que é memória NAND Flash?
3 – Quais são os tipos de memória flash?
4 – Desvantagens do SSD em relação ao HD
5 – Por que os SSDs estão ficando piores?
6 – Qual o perigo de usar um SSD?

7 – Conclusão

1 - Quais são as partes de um ssd?

Um SSD é composto por três componentes principais:

MEMÓRIA NAND FLASH: É uma memória não-volátil (não requer energia para manter os dados gravados). É nestes chips onde os dados são realmente gravados.

MEMÓRIA CACHÊ: Pequena quantidade de memória rápida e volátil (requer energia para manter os dados). Sua função é aumentar o desempenho e está disponível normalmente nos SSDs mais caros.

CONTROLADORA DE MEMÓRIA: Faz a conexão entre a memória flash e o barramento do SSD (SATA, PCI-E), através do qual o dispositivo é conectado ao computador.

2 - O que é memória nand flash?

A memória flash foi inventada em 1980 nos laboratórios da Toshiba pelo Dr. Fujio Masuoka. De acordo com a Toshiba, foi sugerido o nome “flash” porque o processo de apagamento do conteúdo dos chips de memória era semelhante ao flash de uma câmera fotográfica.

A memória NAND flash é constituída de muitas células que contêm bits. Esses bits funcionam como interruptores que são ligados ou desligados por meio de uma carga elétrica. A organização destes bits dentro das células armazenam os dados no SSD. O número de bits nessas células determina o tipo de memória flash.

Por exemplo, um chip de memória SLC (Single Level Cells) contém um único bit em cada célula. O MLC (Multi Level Cells) dobra a quantidade de bits por célula, enquanto o TLC (Triple Level Cells) triplica.

Os fabricantes estão tentando minimizar o custo de produção e melhorar a capacidade ao mesmo tempo. Como resultado, o QLC (Quad Level Cell), que fornece 4 bits em cada célula, foi lançado recentemente.

3 - Quais são os tipos de memória flash?

SLC (SINGLE LEVEL CELLS) 

“SLC” (Single-Level Cell) tem o objetivo de atender o mercado de servidores e equipamentos de uso industrial, onde são exigidos SSDs com ciclos de leitura / gravação intensivos. Embora muito mais caros que as memórias flash de tecnologia mais recente, elas oferecem um melhor desempenho e são as mais duráveis.

Além disso, tem a vantagem de ser mais precisa ao ler ou gravar dados. A a vida útil do SLC é de aproximadamente 100.000 ciclos de gravação. Esse tipo de memória flash tem se saído excepcionalmente bem, devido à sua durabilidade, precisão e desempenho geral.

Não é tão comum encontrar SSDs com chips SLC em computadores domésticos, devido ao seu alto custo e baixa capacidade de armazenamento.

MLC (MULTI LEVEL CELLS)

Com a introdução da tecnologia MLC (Mult-Level Cell), cada célula passa a armazenar dois bits em vez de apenas um, diminuindo o custo de fabricação. Tem menor custo de produção e maior capacidade que os chips SLC.

Entretanto, isto resultou em chips de memória flash com um desempenho mais baixo que o SLC, e que se degradam mais rapidamente. Como todos sabemos, o custo da produção de memória flash é geralmente repassado para o consumidor final.

Para um usuário comum de SSD, usar memória flash MLC é mais barato e será o preferido. Embora a vida de leitura / gravação seja de aproximadamente 10.000 ciclos de gravação por célula, é o suficiente para uso normal.

TLC (TRIPLE LEVEL CELLS)

O TLC armazena 3 bits de dados por célula e é o tipo mais barato de memória flash. SSDs fabricados com a tecnologia TLC são recomendados apenas para o consumidor comum.

Ele não é capaz de atender aos rígidos padrões para uso industrial ou de servidores. Os ciclos de vida de leitura / gravação são consideravelmente mais curtos, entre 3.000 a 5.000 ciclos por célula. Ele tem ainda menor custo de produção do que o MLC e atualmente domina o mercado de SSDs de baixo custo. O tempo de vida do TLC é muito menor do que SLC e MLC.

A velocidade de leitura / gravação é a mais lenta entre todos os tipos de memória flash. Mas é o suficiente para deixar satisfeitos usuários de computadores desktop e notebooks. HDs fabricados com esta tecnologia tem um desempenho muito maior quando comparado a um HD tradicional.

QLC (QUAD LEVEL CELLS)

Comparando com o TLC, a densidade de armazenamento do QLC aumenta 33% em cada célula, podendo salvar dados de 4 bits. O ciclo de gravação do QLC pode chegar a apenas 100 a 1.000 vezes. O preço do QLC é menor que o do TLC. Apesar da maior densidade e maior capacidade de armazenamento, o ciclo de gravações é muito reduzido.

Recomendado para armazenamento de dados que exijam gravações e leituras moderadas (cold data). É recomendado que o usuário não o utilize como um SSD contendo o sistema operacional.

4 - Desvantagens do SSD em relação ao HD?

A desvantagem dos SSDs baseados em memórias flash é que eles têm um ciclo de vida limitado por padrão. Enquanto os HDs normais duram entre 2 a 5 anos, os SSDs tem um “tempo de morte” embutido.

As células dos chips de memória duram entre 100 a 100.000 acessos durante sua vida útil. Depois disso, as células desgastadas perdem sua capacidade de armazenamento. Para que todas as células sejam usadas igualmente, os fabricantes usam algoritmos de nivelamento de desgaste. Esse processado é chamado de TRIM, e distribui os dados uniformemente por todas as células.

Através da ferramenta de análise SMART embutida, é possível saber a vida útil remanescente de um SSD. Os fabricantes fornecem uma estimativa da durabilidade de um SSD através do TBW (TeraBytes Written). Esse número indica qual a quantidade total de dados que podem ser gravados durante toda a sua vida útil.

Por exemplo, um SSD de 250 GB possui normalmente um TBW entre 60 e 150 TBW gravados. Se um usuário escrevesse a capacidade total de 250 GB todo dia, mesmo assim o SSD duraria entre 8 a 20 meses de uso intensivo. Um usuário normal escreve aproximadamente entre 10 e 35 GB por dia.

Mesmo se aumentarmos esse valor para 50 GB, isso significa que um SSD de 250 GB duraria entre 40 a 100 meses até atingir o limite de sua vida útil.

Os fabricantes de SSDs geralmente oferecem garantias de cinco anos ou mais em seus discos corporativos, e uma garantia menor para seus dispositivos para uso do consumidor comum. Às vezes, os fabricantes especificam o tipo de carga de trabalho para o qual um SSD é projetado: gravação intensiva, leitura intensiva ou uso misto.

Mesmo usando o TRIM e a ajuda de melhores controladores de memória para aumentar a vida útil dos SSDs, em muitas situações de uso eles podem apresentar esgotamento depois de menos de um ano de uso.

É por isso que é muito comum um SSD de pequena capacidade, com o sistema operacional instalado e que esteja com sua capacidade quase cheia, parar de funcionar após alguns poucos meses.

5 - Por que os SSDs estão ficando piores a cada geração?

Com o avanço tecnológico, o desempenho e a confiabilidade dos dispositivos eletrônicos aumentam a cada nova geração, com uma queda gradual nos preços.

Um exemplo notável são os HDs atuais comparados com modelos mais antigos. O primeiro HD SATA fabricado (WD Raptor SATA) tinha apenas 37 GB de capacidade. Hoje, são comuns modelo 300 vezes maiores, com 12 TB ou mais de espaço de armazenamento. Junto com o aumento na capacidade e desempenho, o custo de aquisição dos discos rígidos despencou, com quedas drásticas de preço desde o lançamento dos primeiros modelos.

Diferente do que temos vistos em outros tipos de equipamentos eletrônicos, onde a cada nova geração eles tem menor consumo e maior desempenho e confiabilidade, as novas tecnologias como TLC e QLC tem trazido mais problemas do que soluções. Para que os dados sejam gravados nas células de memória flash, é utilizado uma alta tensão para elas serem reprogramadas. A cada nova gravação, a célula sofre um pequeno desgaste.

Quando a célula atinge o seu limite de gravações, ela não funcionará mais. O problema é que a tensão necessária não diminui na mesma proporção da miniaturização das células, permanecendo praticamente constante. Ao aplicar uma alta voltagem numa área cada menor, o desgaste das células será intensificado e ela terá uma durabilidade cada vez menor.

Uma analogia seria ligar um chuveiro usando um fio elétrico cada vez mais fino. Para o fio não queimar, teríamos que diminuir a temperatura da resistência cada vez mais para que ele não pegue fogo.

Embora o custo venha caindo rapidamente, as células de memória flash estão ficando cada vez mais lentas, menos confiáveis e oferecendo muito menos ciclos de gravação do que as gerações anteriores. As primeiras células de memória flash SLC suportavam mais de 100.000 ciclos de escrita. Muitos SSDs atuais de baixo custo, que usam a tecnologia QLC, duram menos de 1000 ciclos de gravação por célula.

Controladoras melhores e a reserva de uma área maior para realocar as células deterioradas podem compensar parcialmente esta queda no desempenho e na confiabilidade das memórias. Mas é indiscutível que os SSDs estão ficando piores a cada nova geração.

6 - Qual o perigo de usar um SSD?

Embora um SSD dure bastante tempo antes de parar de funcionar, quem usa este tipo de armazenamento ainda sofre uma séria ameaça.

Recuperar dados de SSD com falha é ainda mais desafiador do que recuperar dados de um HD, pela dificuldade em acessar o conteúdo armazenado no dispositivo. Quando a controladora de memória do SSD é danificada, o acesso ao dispositivo e aos chips de memória torna-se impossível.

Encontrar uma controladora idêntica, removê-la e trocá-la pelo chip defeituoso nem sempre funciona. O que parece bastante simples é na realidade, uma tarefa muito difícil. Isso também se aplica à tentativa de dessoldar chips de memória defeituosos. O grande problema aqui é que estes componentes não suportam o calor gerado durante o processo e podem ser danificados facilmente.

Atualmente, já existem equipamentos especializados em recuperar dados de SSDs com controladora queimada ou firmware corrompido. Eles acessam os chips de memória diretamente através de um modo especial chamado “factory mode”, sem a necessidade de dessoldagem dos seus componentes.

Em caso de perda de dados de SSDs, a melhor idéia é entrar em contato com uma empresa de recuperação de dados profissional. Quando se trata de uma falha física, não há nenhuma possibilidade de um usuário recuperar ou resgatar seus dados por conta própria.

7 - Conclusão

Ao contrário do que muita gente pensa, a tecnologia SSD não é perfeita. O futuro das memórias flash não parece tão promissor, pois existe um limite na miniaturização delas mantendo a sua funcionalidade.

A tecnologia atual de 25 nm provavelmente não poderá ser reduzida para muito além dos 14 nm. Isto significa SSDs mais lentos e menos confiáveis, ganhando apenas no menor custo e na maior capacidade. O uso de um maior número de células para o over-provisioning, onde uma parte do SSD é reservada para remapear as células danificadas, tem que ser utilizada com cautela, pois diminui drasticamente a capacidade de armazenamento. 

Quem está considerando a compra de um SSD, deverá avaliar qual o tipo de memória flash utilizado e o ciclo máximo de gravações (TBW) de cada uma delas. Olhar apenas preço, capacidade e desempenho já não são suficientes para fazer uma escolha segura para armazenar arquivos importantes no seu computador.

Se você precisar recuperar dados de SSD porque o seu dispositivo parou de funcionar, procure uma empresa especializada. Se você perder dados do seu SSD, entre em contato com a E-RECOVERY e solicite um orçamento para o serviço.

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