Avec la chute de leurs prix, les disques SSD font réfléchir et deviennent carrément incontournables si l’on regarde leur faible consommation électrique.

La rentrée des classes est propice aux annonces de disques .Samsung et deux de ses concurrents viennent de renouveler leur gamme. Ces annonces nous a incité à faire un petit point sur les SSD face aux disques magnétiques dont les prix baissent aussi à vue d’œil.

Les SSD (Solid State Disk) ont séduit tous les fabricants de serveurs pour data center, leurs intérêt tenant en premier lieu à leur faible consommation électrique, quel que soit leur mode d’utilisation. A volume de stockage égal, un disque SSD consomme 5 à 10 fois moins qu’un disque magnétique. Par contre, sa longévité est moindre, on parle souvent de cinq ans pour un SSD et plus de 10 ans pour les disques magnétiques qui constituent  encore 95% du parc mondial actuel

Si la multiplication des applications Big Data et la législation drastique pour conserver les documents officiels promettent depuis quelques  années des perspectives réjouissantes aux vendeurs de systèmes de stockage, le secteur reste en crise. Le nombre de fabricants n’a fait que baisser dans les dernières années. En près de 20 ans, les douze principaux fabricants de disques magnétiques parmi lesquels on retiendra Maxtor, Fujitsu et Quantum se sont retrouvés dans un mouchoir de poche à la suite de fusions et de rachats successifs.

Il ne reste désormais que trois fabricants pour les disques durs magnétiques : Seagate, Western Digital et Toshiba. Ce dernier se concentrant sur les disques embarqués dans les portables. Cette évolution tient essentiellement à un marché très concurrentiel où les prix des machines robotisées et celui des matières premières en grandes quantités favorisent les plus grands investisseurs prêts à un véritable dumping pour maintenir leurs chaines à plein régime.

Depuis plus de dix ans les mémoires Nand fascinent

A côté des disques magnétiques, les fabricants de chips mémoires développaient depuis plus de 10 ans des mémoires Nand flash par centaines de millions d’unités pour différents usages dont le plus connu est la USB. A terme, ces mémoires révolutionnaires, on s’en doutait allaient remplacer les disques classiques car leur temps de lecture et d’écriture sont annoncés comme dix fois meilleurs. Réservés dans les années 80 aux équipements embarqués dans les avions de chasse, les mémoires flash se sont en particulier banalisées pour remplacer les disquettes des années 90, celles de monsieur tout le monde. Désormais rassemblées par centaines dans des disques SSD, ces chips font la pluie et le beau temps.

Dans ce secteur aussi,  la concurrence a repris de plus belle et là, ce ne sont plus 3 fabricants comme pour les disques, qui mènent la danse mais une cinquantaine de fabricants qui jouent des coudes pour se faire une place au soleil. Six fabricant actuellement dominent le marché : il s’agit de Samsung, Toshiba, Micron, SK Hynix, SanDisk et Intel. Ils devraient, selon une étude d’IDC parue cet été, atteindre à eux six 27,7 milliards de dollars de ventes en 2013. Mais le marché est beaucoup plus important que cela, les fabricants chinois par exemple, ne sont pas très diserts sur leurs revenus mais au vu de leurs laboratoires, leurs marchés progressent lui aussi.Transcend-SSD-SATA-IIIUn marché en pleine ébullition

Selon IDC, les prix des composants mémoires, contenus dans les SSD qui s’écroulaient depuis des années, se stabilisent enfin ; ce qui parait assez contradictoire avec les prix des disques SSD qui baissent encore de 32 % cette année. Ce serait le résultat du retard du cycle habituel des montées et des baisses en production. Mais la baisse enregistrée en 2012, montre que le marché commence à se stabiliser. De plus, l’évolution technique paraît aussi maintenir la plupart des fabrication autour d’une gravure à 30 nanomètres, une définition qui évite le gaspillage de Wafers et de silicone.

De plus, si les faveurs des spécialistes privilégiaient dans les années passées, les Nands flash de type SLC (Single level cell) beaucoup plus coûteuses que les modèles de type MLC (Multiple level Cell), la situation a beaucoup évolué. On mélange de plus en plus les deux technologies grâce à différents logiciels embarqués ; ce qui a calmé la spéculation. C’est une grande spécificité de ce marché qui ressemble à celui des mémoires DRAM classiques. La mémoire électronique fait l’objet de manipulations extrêmes à l’instar de celui du marché des diamants ou des métaux précieux, une spécialité ancestrale du Sud-Est asiatique.

Le bureau d’étude IDC prévoit donc que le prix du Gigaoctet des composants ne devrait baisser que de 14 % en 2013 alors que le Gartner prévoit une diminution moindre de 10 % pour cette année et de 19 % pour les 5 prochaines années. Comme le prix de la mémoire représente 80 % du prix d’un disque SSD, on doit s’attendre à des baisses régulières, même si elles seront moins flagrantes sur les modèles destinés aux entreprises, les logiciels intégrés constituant une valeur ajoutée assez stable.

Les handicaps des SSD

Le prix

Même si les prix ont baissés, les SSD coûtent encore cher. Alors qu’un disque d’un To coute aux alentours de 70 euros, il vous faudra dépenser environ 600 euros pour une même capacité en SSD avec une interface Sata 3 Mais les formats plus petits sont de plus en plus accessibles. On trouve désormais sur internet des 500 Go à 300 euros, des 250 Go à 135 euros et des disques 128 Mo à 80 Euros, pour ne parler que des modèles les moins coûteux. Samsung, Intel, Sandisk, OCZ et Crucial, Plextor Corsair se font une concurrence féroce. On s’accorde sur un prix de à0,65 euros le Gigaoctet dans le cas d’un SSD contre un tarif de 0,04 euros pour un disque magnétique. Le prix, c’est le point noir du SSD.

La durée de vie

Aux débuts du SSD , on parlait beaucoup du fait que l’on ne pouvait écrire et effacer plus de 10 000 fois une cellule de mémoire flash. Le handicap paraissait très inquiétant. Maintenant avec la plupart des logiciels  de type TRIM qui optimisent  l’utilisation de toutes les cellules du SSD, en terme d’écriture et d’effacement, le problème  est devenu secondaire. Pour la durée de vie, on voit  chez les fabricants de SSD apparaître dans les brochures promotionnelles des références sur 5 années d’usages importants.

En ce qui concerne les SSD d’entreprises, pour les plus avancés, les meilleurs modèles font aussi une distinction de plus en plus claire entre les fichiers très lourds  (vidéos, bases de données) et ceux plus légers issus des applications bureautiques. Cette segmentation justifierait l’achat de deux type de modèles séparés, les fichiers lourds justifiant encore les disques magnétiques par leurs prix et des performances raisonnables. Pour beaucoup de professionnels, l’absence de pièces en mouvements donnent aux SSD à terme une image de solidité non négligeable. Pour les portables, en particulier, le choix d’un SSD qui résiste bien aux secousses est évident. Par contre , il faut se méfier des habitudes prises pour les disques classiques. Ainsi  les disques SSD n’ayant pas besoin d’être défragmentés (un handicap du disque rotatif), laisser le système d’exploitation effectuer cette opération de manière automatique est inutile. Elle va même réduire la vie du SSD. Pour tous ceux qui détestent les opérations de maintenance, l’avantage va souvent au SSD

Les interfaces à revoir

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Les disques SAS  (serial attached SCSI et  fibre channel étaient identifiés comme des incontournables avec comme fournisseurs vedettes avec des débits de 4 Gbits/s : Hitachi, SanDisk and STEC. Mais cette année, on commence à se rendre compte que les avantages  de ces interfaces et les protocoles  associés ne justifient plus leurs prix. Les avantages des SAS ne sont plus aussi flagrants par rapport à de simples Sata III qui donnent de très bons résultats. De plus, beaucoup de logiciels paramétrés pour des temps de réponses de disques magnétiques ne profitent pas forcément des temps de réponses quasi instantanés, ce qui est flagrant avec les SSD. Si le Sata suffit largement sur les postes clients, en général les spécialistes conseillent, du coté serveurs, le SAS pour les attachements directs (DAS). Mais pour le stockage  de proximité (le near line), le SATA suffirait. Pour la connectivité des réseaux SAN, le fibre channel s’impose largement .Dans le raccordement des disques sur le SAN, le SAS devrait s’imposer mais le raccordement Fibre reste encore une habitude.

Les Atouts du SSD

Outre son poids réduit et sa faible consommation électrique, l’avantage du SSD tient en son silence liée à l’absence de toute mécanique. Les meilleurs disques durs récents dont les vitesses atteignent 15000 tours par minute créent des sifflements supérieurs aux modèles  magnétiques plus anciens.
Mais le coup de grâce  donnés aux disques classiques par les SSD tient aux temps d’accès, aux temps de lecture et d’écriture.

Le temps , c’est de l’argent

Pour un disque magnétique classique à 7200 Tr/minute, les temps d’accès sont en moyenne de 12 à 16 millisecondes (ms), mais avec un SSD on atteint  le 0,1 ms. Mais accéder à l’information ne veut pas dire la transférer immédiatement. Sur le papier, les meilleurs disques magnétiques offrent en général 100Mo/s en lecture /écriture. Avec un SSD moyen , on peut lire 430 à 550 Mo/s en lecture et de 220 à 500 Mo/s en écritures de fichiers de bonne taille. Nos confrères de la presse PC considèrent que les transferts sur des disques SATA SSD d’entrée de gamme sont en général deux fois meilleurs que ceux des bons disques magnétiques. Les SSD sont largement meilleurs mais pas dix fois meilleurs comme le laisserait supposer les documentations. Tout dépendra en fait de l’application utilisée.

Attention aux IOPSmac-ssd-and-hard-drive-benchmark

Pour des transferts de fichiers de 4Ko, enregistrés de manière ultra rapides de manière aléatoire, on parle aussi d’entrées sorties « petites », on obtient pour les SSD grands public des chiffres inférieur à 100 000 Iops tandis que pour les disques pour les grands serveur certains systèmes SSD comme ceux d’EMC avoisinent le millions d’Iops . Des chiffres qui font rêver lorsqu’on regarde les centaines de IOPS annoncées par les modèles magnétiques

Les performances exprimées en IOPS (Input/Output Operations Per Second, prononcez eye-ops) peuvent varier d’un constructeur à l’autre en fonction de la tailles des fichiers, d’une combinaison de lecture et d’écriture. Seuls des tests avec la réelle  application ou des programmes de tests configurés selon le mode de fonctionnement de l’application en place permettra d’obtenir des repères utiles.

A coté des logiciels connus (du coté des PC) comme PCmark7 et bien  d’autres ,on retiendra les outils tels que ceux de Bonnie( linux) Iometer (iometer.org-ex intel) , Iorate (Linux, Unix ex EMC) , IOzone (Linux,Windows), Vdbench (Oracle Solaris), TPC, SPC (storageperformance.org), Microsoft ESRP, SPEC (www.spec.org) sans omettre Netmist, Swifttest, Vmark ( vmware), et DVDstore( Dell). Suivant le système d’exploitation et l’application utilisée, ces logiciels permettent de se faire une idée précise des performances des disques. Il reste que beaucoup de systèmes de mesure émulent sur les SSD, les fonctions connues des disques magnétiques. Chaque fabricant de SSD recommande néanmoins une série de logiciels de tests, leurs résultats permettant au moins de comprendre les différences entre disques d’une même marque. Mais, bien sur, rien ne vaudra le test avec l’application réelle. Mais dans la plupart des cas, ceux qui ont testé des SSD les ont adoptés.