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SSD 101 : Guide des disques durs à semi-conducteurs

Les disques durs à état solide (SSD) constituent l'une des solutions les plus populaires, les plus rapides et les plus efficaces sur le plan énergétique pour le stockage et le partage d'informations. Toute personne ayant affaire à la technologie SSD doit connaître quelques détails sur le fonctionnement de ces appareils uniques. Les ingénieurs en récupération de données de DriveSavers ont préparé l'aide-mémoire suivant pour vous aider à comprendre la technologie derrière ces machines de stockage de données avancées.

Contrairement à un lecteur électromécanique traditionnel, un lecteur à semi-conducteurs ne comporte pas de pièces mobiles. Le SSD utilise des puces de mémoire flash NAND pour stocker les données. En outre, au lieu d'écrire les données sur des plateaux en rotation (HDD ou disque dur), un SSD stocke les données sur un réseau de ces puces de mémoire.

Les premiers disques SSD avaient une capacité bien inférieure à celle d'un disque dur moyen et coûtaient beaucoup plus cher. Aujourd'hui, un disque SSD typique stocke 1 à 2 To de données, et il existe des disques SSD d'entreprise qui peuvent stocker jusqu'à 100 To. En outre, à mesure que la capacité de stockage augmente d'année en année, les différences de coût se réduisent.

La technologie d'empilement de couches de cellules 3D - comme la V-NAND de Samsung et la 3D NAND de Toshiba et SanDisk - est en plein essor, car les fabricants tentent de faire entrer davantage d'informations dans des espaces de plus en plus réduits.

Avec les technologies 3D NAND, les cellules de mémoire sont empilées verticalement en couches afin d'obtenir des densités plus élevées, ce qui permet également de réduire les coûts de fabrication.

Au niveau de l'entreprise, des fabricants tels que PURE Storage et SolidFire/NetApp fabriquent des systèmes RAID qui relient plusieurs disques SSD de grande taille afin de fournir une capacité de stockage encore plus importante.

Liste des principaux termes techniques concernant les disques durs à semi-conducteurs

NVM Express

L'interface de contrôleur logique par laquelle le dispositif à semi-conducteurs communique avec un ordinateur via une connexion physique entre le M.2 ou le U.2 du SSD et l'emplacement PCI Express de la carte mère de l'ordinateur est NVM Express.

NVM Express est similaire au connecteur USB de la plupart des disques durs portables. Elle a été conçue pour maximiser la bande passante et les performances des dispositifs de stockage à semi-conducteurs. Cette interface permet aux niveaux de parallélisme trouvés dans les SSD modernes d'être pleinement utilisés par le matériel et le logiciel hôte. En conséquence, NVM Express réduit les frais généraux d'E/S et apporte diverses améliorations de performance par rapport aux interfaces de périphériques logiques précédentes, notamment de longues files d'attente de commandes multiples et une latence réduite.

PCI Express (PCIE)

PCI Express (PCIe) est une connexion série à grande vitesse sur un ordinateur qui fonctionne davantage comme un réseau que comme un bus traditionnel. Un bus est un système de communication qui transfère des données entre les composants d'un ordinateur ou entre différents ordinateurs. Au lieu d'un bus qui gère des données provenant de sources multiples, PCI Express (PCIe) utilise un commutateur qui contrôle plusieurs connexions série point à point. Ces connexions mènent aux dispositifs où les données sont nécessaires. Chaque appareil a sa propre connexion, il n'y a donc pas de partage de la bande passante comme c'est le cas sur un bus normal. Le PCe présente d'autres avantages par rapport aux anciennes normes, notamment un débit plus élevé, une taille physique plus petite, des mécanismes de détection et de signalement des erreurs plus détaillés, ainsi qu'une meilleure prise en charge de la virtualisation des entrées/sorties.

SLC, MLC, TLC et QLC

La différence entre ces termes est assez explicite. Avec une cellule à niveau unique (SLC), une seule information (un bit) est contenue dans une cellule de stockage. Les cellules multiniveaux (MLC) peuvent contenir deux éléments d'information (bits), les cellules triple niveau (TLC) peuvent contenir trois bits d'information par cellule et les cellules quadruple niveau (QLC) peuvent stocker quatre bits par cellule.

Contrôleur

Un contrôleur est un dispositif utilisé à la fois dans les disques durs et les disques SSD pour communiquer avec le dispositif hôte et gérer le processus de stockage des données. Le contrôleur d'un disque dur SSD gère également un plus grand nombre d'opérations techniques, notamment le nivellement de l'usure et le ramassage des déchets (voir les définitions ci-dessus).

Collecte des ordures

Comme l'indique TechTerms.com, "NAND n'est pas un acronyme. Il s'agit plutôt de l'abréviation de "NOT AND", un opérateur booléen et une porte logique. L'opérateur NAND produit une valeur FAUX uniquement si les deux valeurs de ses deux entrées sont VRAIES. On peut l'opposer à l'opérateur NOR, qui ne produit une valeur VRAIE que si les deux entrées sont fausses".

M.2

Cette interface physique, anciennement connue sous le nom de Next Generation Form Factor (NGFF), est une spécification pour les cartes d'extension d'ordinateur montées à l'intérieur et les connecteurs associés. Elle remplace la norme mSATA, qui utilise la disposition physique et les connecteurs de la mini-carte PCI Express.

BIT

Le processus par lequel le contrôleur équilibre l'écriture et l'effacement des données sur la zone de stockage d'un disque SSD est le nivellement de l'usure. L'idée est similaire à la rotation des pneus de votre voiture et à l'inclusion de la roue de secours dans la rotation afin de répartir l'usure de manière égale sur tous les pneus. Dans le cas d'un disque SSD, l'utilisation est répartie sur toutes les cellules disponibles afin de prolonger la durée de vie du support.

Nivellement de l'usure

Le processus par lequel le contrôleur équilibre l'écriture et l'effacement des données sur la zone de stockage d'un disque SSD est le nivellement de l'usure. L'idée est similaire à la rotation des pneus de votre voiture et à l'inclusion de la roue de secours dans la rotation afin de répartir l'usure de manière égale sur tous les pneus. Dans le cas d'un disque SSD, l'utilisation est répartie sur toutes les cellules disponibles afin de prolonger la durée de vie du support.

NAND

Comme l'indique TechTerms.com, "NAND n'est pas un acronyme. Il s'agit plutôt de l'abréviation de "NOT AND", un opérateur booléen et une porte logique. L'opérateur NAND produit une valeur FAUX uniquement si les deux valeurs de ses deux entrées sont VRAIES. On peut l'opposer à l'opérateur NOR, qui ne produit une valeur VRAIE que si les deux entrées sont fausses".

U.2

U.2 est l'interface de câble physique externe améliorée, anciennement connue sous le nom de Sata Express, pour connecter des périphériques de stockage externes au port PCI Express sur le fond de panier de l'ordinateur.

TRIM

L'action qui identifie les blocs de données qui ne sont plus nécessaires (sur un disque SSD) et qui peuvent être effacés pour être réutilisés. Ce processus est rapide et, dans la plupart des cas, automatique.

Cycle P/E

Le cycle P/E (Program Erase Cycle) permet de mesurer le nombre de fois que les zones de stockage d'un lecteur à semi-conducteurs peuvent être écrites, effacées, puis réutilisées.

Récupération de données SSD

La récupération des données des disques SSD est beaucoup plus complexe que celle des disques durs.

Les contrôleurs de disques durs à semi-conducteurs de la génération actuelle sont dotés de technologies en constante évolution, telles que la compression, la déduplication et les protocoles de cryptage de haut niveau. Ils protègent la sécurité des données stockées et offrent une protection des données jusqu'à 100 fois supérieure à celle des principaux disques durs d'entreprise.

Cependant, ces caractéristiques complexes et hautement exclusives peuvent créer des défis de récupération de données lorsqu'une défaillance inattendue se produit. Pour surmonter l'obstacle du cryptage, les ingénieurs de récupération de données de DriveSavers sont formés et certifiés par les principaux fournisseurs de cryptage pour récupérer en toute sécurité les données cryptées au niveau des fichiers et du matériel à partir des disques SSD et d'autres périphériques de stockage.

Dans certains cas, la récupération des données d'un disque dur SSD nécessite des techniques de microsoudure avancées pour transplanter des micropuces critiques sur un circuit imprimé fonctionnel. Les micropuces doivent être manipulées avec le plus grand soin. Si les composants sont mal manipulés, des dommages microscopiques peuvent se produire. En outre, une chaleur ou une force excessive peut causer des dommages permanents aux micropuces, rendant les données irrécupérables.

Grâce à une recherche et un développement diligents et dédiés, les ingénieurs de DriveSavers ont déterminé les techniques optimales pour une récupération sûre et efficace des données tout en minimisant le risque de perte de données. Ces techniques nécessitent un équipement spécialisé et une approche habile.

En savoir plus sur la récupération de données sur les disques d'état solide.

Mike Cobb, directeur de l'ingénierie et RSSI
En tant que directeur de l'ingénierie, Mike Cobb gère les opérations quotidiennes du département d'ingénierie, y compris les récupérations physiques et logiques des supports rotatifs, des disques SSD, des dispositifs intelligents et des supports flash. Il supervise également les efforts de R&D pour les technologies de stockage passées, présentes et futures. Mike encourage la croissance et s'assure que chaque département et ses ingénieurs continuent d'acquérir des connaissances dans leur domaine. Chaque ingénieur de DriveSavers a été formé pour s'assurer que la récupération complète et réussie des données est leur priorité absolue.

En tant que responsable de la sécurité de l'information (CISO), Mike supervise la cybersécurité chez DriveSavers, y compris le maintien et la mise à jour des certifications de sécurité telles que la conformité SOC 2 Type II, la coordination de la politique de sécurité de l'entreprise et la formation des employés en matière de cybersécurité.

Mike a rejoint DriveSavers en 1994 et est titulaire d'une licence en informatique de l'Université de Californie, Riverside.

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