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Del HDD al SSD y el futuro del almacenamiento en PC

De HDD a SSD y el futuro del almacenamiento en PC

La bajada de precio de las memorias NAND flash, base de las unidades de estado sólido, está permitiendo la popularización de las SSD como medio de almacenamiento masivo en sistemas informáticos. Sus ventajas son indudables, pero su precio por GB sigue siendo muy superior al de los discos duros, lo que penaliza su extensión masiva.

Con ello en mente, repasamos los comienzos de sistemas de almacenamiento de datos, sus ventajas e inconvenientes en distintos escenarios y el futuro del almacenamiento en PC de la mano de los nuevos formatos que están llegando al mercado.  

Discos Duros

Frente al almacenamiento basado en cintas magnéticas, el disco duro o disco rígido (Hard Disk Drive, HDD) apareció por primera vez en el mercado en 1956 de la mano de IBM. Nada que ver con los modelos actuales, era más grande que un frigorífico, pesaba una tonelada, trabajaba con válvulas de vacío y ofrecía una capacidad de 5 Mbytes.

A partir de ahí, los descubrimientos y mejoras de las tecnologías de almacenamiento magnético en las que están basadas los discos duros permitió un crecimiento espectacular de la densidad de almacenamiento y con ello su capacidad. También mejorado su diseño, mantenido básicamente en una estructura de discos concéntricos denominados platos que giran en un mismo eje, con brazos paralelos llamados cabezales en cada uno de ellos y que son los encargados de las operaciones de lectura y escritura.

discoduro

Desde el tamaño ‘nevera’ del primer disco duro de IBM, la industria fue mejorando los factores de forma hasta heredar sus dimensiones del de los discos flexibles o disqueteras, posibilitando una inclusión sencilla en los mismos chasis de los ordenadores personales, acabando hoy en día resumidos en formatos de 3,5 y 2,5 pulgadas.

Sus posibilidades de conexión también han ido variando a lo largo de los últimos años en interfaces como IDE y SCSI y sus sucesores SATA y SAS que son las utilizadas en la actualidad. El mayor potencial de los buses de conexión ha venido acompañado de avances tecnológicos en los discos duros que han logrado aumentar su rendimiento y capacidad. El uso de tecnologías de grabación magnética perpendicular han permitido aumentar la capacidad de los discos duros comerciales hasta los 4 Tbytes por disco actuales. La mayor velocidad de rotación de los platos (hasta 15.000 revoluciones por minuto) o la mayor cantidad de memoria caché instalada han logrado aumentar la velocidad de transferencia de datos.

En cuanto a proveedores, la industria ha asistido a una gran concentración en el sector en las últimas dos décadas desde que la compañía Tandon vendió su división de fabricación de discos duros a Western Digital en 1998. Después, llegó la venta de Quantum a Maxtor y posterior a Seagate; la de la división de IBM a Hitachi y las operaciones más recientes de compra de divisiones de Fujitsu por Toshiba, de Samsung por Seagate o de Western Digital por Hitachi, para convertirse en el primer productor mundial de discos duros.

La oferta actual de discos duros es extensa, con modelos internos y externos que cubren todos los segmentos del mercado informático y con variedad de capacidad de almacenamiento y rendimiento. Sus puntos fuertes ya los conoces: amplísima implantación, seguridad de datos, gran capacidad y el menor coste por GB de los sistemas de almacenamiento utilizados en ordenadores personales.

SSD

Frente a los discos duros, la última década ha recibido a las SSD como alternativa. Unidades de estado sólido basadas en memorias flash que cuentan con ventajas frente a ellos comenzando por su construcción sin partes móviles, y con ello, menor consumo, vibraciones, ruido y emisión calorífica que los discos duros.

De HDD a SSD y el futuro del almacenamiento en PC

 

Las SSD también ofrecen un mayor rendimiento en todos los terrenos utilizando los mismos buses de conexión y formatos que los discos duros, tanto en tasas de transferencia máximas, en latencia o a la hora de transferir archivos pequeños. Por ello, sus ventajas frente a los discos duros son notables en el tiempo de arranque del sistema operativo o en reinicios desde modos de suspensión o hibernación.

Si el sector de discos duros todavía domina en el segmento de ordenadores de escritorio y servidores, el almacenamiento basado en memorias flash se ha impuesto totalmente en el sector de la movilidad (tablets y smartphones) y todo indica que lo mismo ocurrirá en equipos 2 en 1, portátiles de gama alta, así como en Ultrabooks, donde su uso es prácticamente obligatorio según las especificaciones fijadas por Intel para estos ultraportátiles premium.

mSATA y NGFF

También basado en almacenamiento sólido, mSATA es un nuevo formato que ofrece el rendimiento de las memorias Flash en un tamaño similar al de una tarjeta de crédito, utilizando el bus SATA. El  Next Generation Form Factor (NGFF) es un avance sobre el anterior con tamaños aún más pequeños desde 20 milímetros. Usa una interfaz PCI-Express x2 o x4 y soporte para instalar bancos de memoria a doble cara con opción de RAID.

Intel-SSD-NGFF-530

Su destino no es otro que los ordenadores portátiles más avanzados del mercado y compañías como Apple los utilizan como estándar en sus portátiles MacBook, permitiendo disminuir el grosor de los mismos y obteniendo tasas de transferencia de datos sostenidas que superan la barrera de los 500 Mbytes por segundo en modos lectura/escritura.

PCI-Express

En los últimos años, la industria ha comenzado a ofrecer soluciones de almacenamiento en un formato similar al de una tarjeta gráfica dedicada, que utilizan interfaz nativa PCI-e para disparar su rendimiento hasta un máximo teórico que llega a multiplicar por cinco el de las unidades de estado sólido conectadas por SATA.

ASUS-Raid-Express

Si hasta hace poco este tipo de soluciones estaba enfocada al sectores como el de las estaciones de trabajo profesionales, el mercado está comenzando a entregar también diseños para el mercado entusiasta y juego en PC, como esta solución de ASUS que ofrece transferencia de datos de 830/810 Mbytes por segundo en modos lectura/escritura y compatibilidad con BIOS antiguas y con las nuevas UEFI. Su alto precio de 400 euros con 240 Gbytes de capacidad, confirma que estos desarrollos están -de momento- alejados del gran consumo, ante un precio por GB muy superior al de los discos duros.

HDD + SSD

Los fabricantes de discos duros llevan tiempo ofreciendo soluciones híbridas que añaden un pequeño SSD a modo de caché para aumentar el rendimiento de un HDD convencional.

Recientemente, Western Digital dio un paso fundamental sobre este concepto con el el primer disco dual SSD+HDD del mercadoWD Black 2.  Una nueva solución de almacenamiento que combina una unidad SSD de 120 Gbytes de capacidad con un disco duro de un terabyte, en un chasis único de solo 2,5 pulgadas.

WD-Black-2

El WD Black2 aprovecha los soportes flash y magnético para combinar el mejor rendimiento con un coste por gigabyte razonable. Compatible con el estándar SATA a 6 Gb/s, la unidad ha sido construido en formato estándar de 9,5 mm. y 2,5 pulgadas, siendo compatible con prácticamente cualquier portátil, sobremesa o todo en uno del mercado. Una opción a considerar que ofrece muy buenas prestaciones en los test de rendimiento.

SATA-Express

Es un nuevo estándar (SATA 3.2) que está llegando al mercado de la mano de las placas base con chipsets Intel serie 9, que aprovecha buses extendidos como SATA y PCI-E para aumentar la velocidad de transferencia de datos de dispositivos de almacenamiento y que puede ser a corto plazo el bus estrella para almacenamiento masivo interno en PCs.

Frente a los 600 MB/s de límite teórico de SATA, la nueva versión de la norma podrá ofrecer velocidades de transferencias de hasta 2 GB/s y mejoras en consumo energético.

Thunderbolt 3 y USB 3.1

El mercado del almacenamiento también tiene una importante presencia en el sector de soluciones externas, con base en discos duros o unidades de estado sólido y con puertos de conexión cada vez más capaces, que al igual que en las unidades internas están mejorando cada vez más el rendimiento de este tipo de soluciones.

Señalar dos que van a sobresalir los próximos años en el mercado del almacenamiento. Uno de ellos es el Thunderbolt 3 (nombre en clave ‘Alpine Ridge’), la próxima versión del conector de alta velocidad para interconexión de equipos y dispositivos de Intel. Una revolucionaria tecnología de entrada/salida basada en la fotónica del silicio pero bajo comunicación óptica, que aporta mayor capacidad y velocidad. 

El segundo es USB 3.1, nueva versión del popular estándar de conexión de periféricos con lanzamiento en 2015, mejora de la versión 3.0 SuperSpeed ​​actual y que ofrecerá retrocompatibilidad con USB 3.0 y USB 2.1, y un aumento de rendimiento gracias a una codificación de datos más eficiente que le permitirá ofrecer transferencia de datos de hasta 10 Gb / s.

Conclusiones

A pesar de la llegada de un buen número de servicios de almacenamiento en nube, las necesidades de soluciones locales de alta capacidad (internas y externas) siguen aumentando por la mayor cantidad de datos a almacenar.

En este escenario, los vetustos discos duros mejorados a lo largo de los años siguen siendo la solución de referencia en servidores, estaciones de trabajo y en ordenadores personales de sobremesa como medio de almacenamiento masivo. Sus ventajas son las reseñadas: seguridad, capacidad y un coste por GB hasta ahora inalcanzable por el almacenamiento basado en memorias flash.

Las unidades de estado sólido han llegado para quedarse, especialmente en dispositivos de movilidad y ordenadores portátiles, convirtiéndose en estándar en ultraligeros premium y con las ventajas señaladas, principalmente bajo consumo y ruido y un gran rendimiento. Los nuevos formatos basados en almacenamiento sólido en tamaños reducidos, permitirán al sector de ultraportátiles mantener capacidad y rendimiento, al tiempo que permiten diseños cada vez más delgados y ligeros por su tamaño reducido.

Las soluciones en formato tarjeta PCIe pinchada en placa seguirán siendo las más avanzadas en cuanto a rendimiento pero su alto precio actual limitará su extensión.

Las mejoras en los buses de conexión aumentarán el ancho de banda disponible y reducirán «el cuello de botella» que actualmente suponen las soluciones de almacenamiento, imprescindibles en todo caso en la informática mundial.

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Juan Ranchal
Editor de la publicación on-line líder en audiencia dentro del canal de distribución. Al día de todas las tecnologías que pueden marcar tendencia en la industria.

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