Le unità a stato solido ( SSD^(SSDs) ) stanno rapidamente diventando la memoria di computer preferita per i sistemi operativi e le app. Li troverai negli ultimi laptop, telefoni, tablet e persino console.

Con prestazioni e durata eccellenti, queste unità stanno facendo un vero successo, ma cos'è esattamente un SSD ? 

Come funzionano i tradizionali dischi^{(Hard Disk Drives)} rigidi ( HDD^(HDDs) ).

Per capire cosa rende diversi gli SSD^(SSDs) , dobbiamo riportare indietro brevemente l'orologio e guardare i tradizionali dischi^{(Hard Disk Drives)} rigidi ( HDD^(HDDs) ). Un HDD era il tipo standard di unità che avresti trovato praticamente in tutti i computer fino a poco tempo.

All'interno dell'HDD^(HDD) troverai uno o più dischi rotanti chiamati "piatti". Ogni piatto è diviso in tracce e settori. I piatti sono solitamente realizzati in alluminio o vetro e sono rivestiti con materiale magnetico.

La superficie del piatto contiene miliardi di singole aree che rappresentano ciascuna un singolo bit di dati. L'area può essere magnetizzata o smagnetizzata, rappresentando un uno o uno zero.

Mentre i piatti rotanti si muovono a migliaia di giri al minuto, minuscole testine di lettura-scrittura attaccate a bracci oscillanti fluttuano a un soffio sopra il piatto leggendo o scrivendo sull'unità.

Le^(Hard) unità disco rigido sono dispositivi incredibilmente complicati con molte parti mobili minuscole, precise e fragili. È una meraviglia moderna che funzionino bene come fanno. 

Come funziona un'unità a stato solido (SSD).

Gli SSD hanno più cose in comune con i dispositivi a semiconduttore come CPU^(CPUs) e RAM rispetto ai dischi rigidi. Sia gli SSD^(SSDs) che gli HDD^(HDDs) fungono da dispositivi di archiviazione, ma gli SSD^(SSDs) funzionano in modo molto diverso.

All'interno di un tipico SSD , troverai solo chip per computer. C'è il chip del controller dell'SSD^(SSD) , che gestisce come e dove vengono archiviati i dati, ma la maggior parte di un SSD è costituito da chip di memoria flash.

La memoria flash^(Flash) è una memoria "non volatile". La memoria volatile^(Volatile) , come la RAM^(RAM) , non persiste allo spegnimento dell'alimentazione: i dati in essa archiviati scompaiono. Al contrario, con la memoria non volatile (come SSD^(SSDs) o unità USB ), i tuoi dati persistono anche quando l'alimentazione è spenta. Questo è il motivo per cui le chiavette USB^(USB) vengono anche chiamate "unità flash"!

Gli SSD^(SSDs) moderni (e la maggior parte delle unità flash USB e delle schede di memoria) utilizzano un tipo di memoria flash chiamata memoria flash ^(USB)NAND . Prende il nome da uno dei tipi di porte logiche che puoi creare in un microchip. All'interno della memoria NAND , ci sono "celle" che possono contenere diversi livelli di carica elettrica. Misurando il livello di carica in una cella di memoria, puoi dire se rappresenta un uno o uno zero. Per modificare il contenuto di una cella, devi semplicemente modificare il livello di carica al suo interno.

Ci sono molte diverse varianti nella tecnologia all'interno del mondo della memoria NAND . Ad esempio, potresti aver visto alcuni SSD Samsung^{(Samsung SSDs)} etichettati " V-NAND " o "verticale " NAND . Qui le celle di memoria sono impilate verticalmente, consentendo una maggiore capacità di archiviazione con la stessa impronta di silicio. Anche la 3D NAND di Intel è più o meno la stessa tecnologia. 

Tipi di SSD e Interfacce

Gli SSD^(SSDs) sono disponibili in una varietà di fattori di forma e tipi di memoria flash NAND . Questo determina le prestazioni massime di un SSD e il suo prezzo.

Tipi di memoria flash

Tutta la flash NAND non è la stessa per densità di dati e prestazioni. Ricorderai dalla nostra discussione sopra che gli SSD^(SSDs) memorizzano i dati come cariche elettriche all'interno delle celle di memoria. 

Se una cella memorizza solo un singolo bit di dati, viene chiamata SLC o memoria della cella a livello singolo^{(single-level cell memory)} . La memoria MLC^(MLC) (cella multilivello) e TLC (cella a livello triplo) memorizzano rispettivamente due e tre bit di dati per cella. La memoria QLC^(QLC) (cella quad-level) porta a quattro bit per cella.

Più bit di dati puoi archiviare in una singola cella, più economico può essere il tuo SSD o più dati puoi inserire nello stesso spazio. Sembra un'ottima idea, ma grazie al modo in cui funzionano gli SSD^(SSDs) , le unità muoiono più rapidamente quando si utilizza un metodo di archiviazione multi-bit. La memoria SLC è il tipo di ^(SLC)NAND più performante e durevole con una lunga durata. Tuttavia, è anche di gran lunga il più costoso e si trova solo nelle unità di fascia alta.

Pertanto, la maggior parte degli SSD^(SSDs) consumer utilizza MLC o TLC e impiega metodi speciali per prolungare il più possibile la durata della loro vita utile. Tratteremo il problema dell'usura dell'SSD^(SSD) un po' più avanti in questo articolo sotto gli svantaggi della tecnologia.

Fattori di forma SSD

Gli SSD^(SSDs) sono disponibili in vari fattori di forma. Un "fattore di forma" è semplicemente la forma fisica del dispositivo e lo standard di connessione a cui è conforme. Poiché gli SSD^(SSDs) sono stati inizialmente progettati per sostituire gli HDD^(HDDs) , i primi dispositivi destinati ai desktop consumer erano destinati a essere inseriti dove prima si trovavano i dischi rigidi.

È qui che entra in gioco il design dell'SSD SATA da 2,5 pollici . ^{( 2.5-inch SATA SSD)}Puoi semplicemente estrarre il tuo attuale disco rigido del laptop da 2,5 pollici e collegare uno di questi SSD^(SSDs) .

L' SSD all'interno di questo involucro non ha bisogno di tutto quello spazio, ma aveva perfettamente senso poiché i laptop e la maggior parte dei desktop moderni hanno già alloggiamenti per unità da 2,5 pollici e connettori SATA sulle loro schede madri. È inoltre possibile acquistare adattatori che consentono di inserire un'unità da 2,5 pollici in un alloggiamento da 3,5 pollici di un desktop.

Oltre a occupare spazio non necessario, queste unità da 2,5 pollici erano limitate a 600 MB/s poiché questo è il limite dell'interfaccia SATA 3 .

Lo standard mSATA (mini-SATA) risolve il problema dello spazio. mSATA aveva fisicamente la stessa forma, dimensione e connettore dello standard per schede PCI Express Mini , ma i due tipi di schede sono elettricamente incompatibili.

Lo standard m SATA è stato ora sostituito dallo standard M.2. Gli SSD M.2^{(M.2 SSDs)} possono essere SATA o PCIe , a seconda della scheda e della combinazione di scheda madre.

Le schede M.2 possono anche essere fronte-retro con componenti su entrambi i lati e variano in lunghezza. È sempre importante assicurarsi che la scheda madre del computer sia compatibile con l' SSD M.2^{(M.2 SSD)} che si desidera utilizzare con esso!

Gli SSD NVMe^{(NVMe SSDs)} utilizzano lo standard Non-Volatile Memory Express , che è il modo in cui il computer può accedere alla memoria SSD utilizzando il PCIe più comunemente utilizzato per le schede grafiche. PCIe ha molta più larghezza di banda rispetto a SATA , consentendo alla memoria SSD veloce di raggiungere il suo pieno potenziale.

I vantaggi degli SSD

Ci sono molte ragioni per cui gli SSD^(SSDs) stanno rapidamente diventando lo standard nella tecnologia di archiviazione. Mentre alcuni problemi iniziali li hanno tenuti fuori dal mondo dei computer mainstream per un po', ora sono al punto in cui possiamo consigliarli a chiunque. Anche le ultime console per videogiochi^{(latest video game consoles)} ora utilizzano SSD . Ecco i principali punti di forza che hanno portato gli SSD^(SSDs) verso la loro attuale popolarità.

Gli SSD sono veloci

Il disco rigido meccanico più veloce al mondo, il Seagate Mach.2 Exos 2X14 , può raggiungere velocità di trasferimento sostenute di 524 MB/s . È quasi veloce quanto un SSD SATA 3 , ma la tipica unità meccanica che troverai nei computer di questi tempi può raggiungere tra 100 MB/s e 250 MB/s se stai guardando la fascia alta del mercato .

I tipici SSD M.2 PCIe^{(M.2 PCIe SSDs)} , come quelli che si trovano nei laptop di fascia media, offrono da 2,5 a 3,5 GB/s . Gli ultimi SSD M.2 PCIe^{(M.2 PCIe SSDs)} si stanno avvicinando agli 8 GB/s , una quantità di dati sbalorditiva. Le velocità di scrittura sequenziale^(Sequential) sono generalmente un po' più lente delle velocità di lettura, ma i dati volano a un ritmo tremendo in entrambe le direzioni.

Non si tratta solo di velocità di trasferimento. I dischi rigidi meccanici richiedono tempo per girare i piatti e spostare le testine delle unità in posizione. Trovare il punto giusto sul piatto per una richiesta di dati è noto come "cercare il tempo". Per gli SSD^(SSDs) , quel numero di latenza è effettivamente zero. 

SSD può leggere istantaneamente i dati da qualsiasi posizione all'interno delle sue celle di memoria e persino farlo in parallelo. Indipendentemente dal modo in cui lo tagli, gli SSD^(SSDs) si trovano in un universo di prestazioni diverso anche dai migliori dischi rigidi meccanici, indipendentemente dal modo in cui lo tagli.

Quando si aggiorna l' HDD^(HDD) di un computer a un SSD , si verificano tempi di avvio molto più rapidi e una reattività del sistema molto rapida. Semplicemente^(Simply) perché la tua CPU non deve mai aspettare i dati dalle tue unità di archiviazione. È un modo fantastico per dare nuova vita a un vecchio sistema Windows .

Gli SSD sono durevoli

Gli SSD^(SSDs) sono durevoli quanto qualsiasi altro componente a stato solido come una CPU o una RAM senza parti mobili. A meno che uno sbalzo di tensione non li distrugga, dovrebbero funzionare indefinitamente o almeno finché il computer rimane utile per te. La memoria flash^(Flash) è anche molto resistente ai danni da impatto, a differenza dei dischi rigidi che si distruggono facilmente se cadono, soprattutto mentre i piatti girano.

Questa durata li rende perfetti per i laptop, ed è per questo che gli ultrabook come l' Apple MacBook Air , i Mac e altri membri della famiglia di computer Mac hanno ^(Mac)SSD^(SSDs) integrati ad alte prestazioni .

“ Durata^(Durability) ” in questo caso non si riferisce al fenomeno dell'usura dell'SSD^(SSD) , che stiamo trattando nell'elenco degli svantaggi di seguito.

Gli SSD non soffrono di frammentazione^{(Suffer From Fragmentation)}

La frammentazione dei dati^(Data) è un vero problema sugli HDD^(HDDs) . Succede quando nuovi dati vengono scritti nel primo spazio disponibile sull'unità. Pertanto, un determinato file o un insieme di file correlati potrebbero avere i propri dati sparsi su tutta l'area fisica del piatto dell'unità.

Questo distrugge le velocità di lettura sequenziale e aggiunge un sacco di tempo di ricerca perché le testine dell'unità volano dappertutto per trovare tutte le parti di un file. Gli SSD^(SSDs) , per loro stessa natura, non soffrono di frammentazione. Non è che i file non siano frammentati. È solo che non importa perché non ci sono parti in movimento e non c'è tempo di cui parlare. 

La deframmentazione comporta solo un'usura non necessaria dell'unità. Se vuoi saperne di più sulla frammentazione SSD , leggi ^(SSD)Dovresti deframmentare un SSD?^{(Should You Defrag an SSD?)}

Gli SSD sono silenziosi

I dischi rigidi sono rumorosi! Il ronzio del motore, il fruscio del disco, i ticchettii delle testine dei drive che si muovono avanti e indietro: questo è stato il rumore di fondo per gli utenti di computer nel corso dei decenni.

Gli SSD^(SSDs) , al contrario, non fanno alcun rumore. Questo potrebbe sembrare un vantaggio banale, ma i componenti rumorosi del computer sono fastidiosi. In alcuni casi d'uso, come i computer utilizzati per la registrazione del suono, i livelli sonori sono critici. Ci sono stati dischi rigidi costosi con montaggi e design speciali che hanno cercato di ridurre il rumore dell'HDD , ma con gli ^(HDD)SSD^(SSDs) il problema è completamente risolto.

Questo è il motivo per cui ora possiamo avere un computer come l' Apple M1 MacBook Air , che non ha ventole e nessun disco rigido meccanico. L'intero computer è a stato solido e quindi non fa alcun rumore!

Gli SSD sono piccoli ed efficienti dal punto di vista energetico

Gli SSD occupano molto meno spazio degli HDD^(HDDs) e hanno bisogno di molta meno energia per funzionare. Ciò significa che possiamo avere computer, tablet, smartphone e altri dispositivi elettronici più piccoli e sottili che richiedono unità di archiviazione non volatili veloci.

Gli SSD^(SSD) possono andare quasi completamente in standby quando non sono in uso e, a differenza degli HDD^(HDDs) , possono passare alla modalità ad alte prestazioni quasi istantaneamente. Nel^(Taken) complesso, il consumo di energia dell'SSD^(SSD) è particolarmente importante per ottenere una migliore durata della batteria dai computer portatili e da altri gadget che li utilizzano. I dispositivi elettromeccanici richiedono semplicemente più energia dei dispositivi a stato solido per funzionare.

Gli SSD possono ridurre le dimensioni dell'installazione

Gli SSD^(SSDs) possono ridurre le dimensioni di installazione di alcune applicazioni, in particolare i videogiochi^{(video games)} . Quando le applicazioni si basano sullo streaming rapido dei dati nella memoria, gli sviluppatori possono duplicare le informazioni in più posizioni sul piatto dell'HDD . ^(HDD)Ciò riduce i tempi di ricerca perché le testine dell'unità sono sempre vicine a una copia dei dati di cui ha bisogno. È un trucco intelligente, ma va a scapito dello spazio di archiviazione.

Le applicazioni progettate per SSD^(SSDs) non hanno affatto bisogno di farlo. Poiché l' SSD non ha praticamente latenza e può leggere immediatamente i dati da qualsiasi punto dell'unità, deve essere presente solo una copia dei dati.

Console come PlayStation 5 hanno già mostrato quanto gli SSD^(SSDs) possano ridurre le dimensioni delle installazioni, soprattutto in combinazione con la compressione, il che ci porta al vantaggio successivo.

Gli SSD possono essere accelerati

Se pensavi che gli SSD^(SSDs) fossero già molto veloci, potresti velocizzare queste unità per alcuni numeri di prestazioni davvero ad alta velocità. È tutto grazie alla tecnologia di compressione. I dati vengono archiviati sull'SSD^(SSD) in una forma fortemente compressa. Quando le informazioni vengono richieste, vengono decompresse in tempo reale, amplificando efficacemente le velocità di trasferimento dei dati grezzi dell'SSD^(SSD) .

L'unico problema è che hai bisogno di un potente processore per decomprimere, ma gli SSD^(SSDs) attualmente non includono un tale processore. Si scopre che le GPU sono eccellenti per svolgere questo tipo di lavoro, quindi utilizzando ^(GPUs)API^(APIs) software ( Application Programmer Interface ) come DirectStorage di Microsoft e RTX IO di Nvidia^{(Nvidia’s RTX IO)} , le recenti generazioni di GPU possono accelerare non solo la grafica 3D ma anche le prestazioni dell'SSD .^(SSD)

Gli svantaggi degli SSD

Gli SSD^(SSDs) hanno molti attributi desiderabili, ma la tecnologia non è perfetta. Alcuni aspetti della proprietà dell'SSD^(SSD) non sono così piacevoli come vorremmo.

Gli SSD sono più costosi

Gli HDD^(HDD) sono scesi di prezzo così tanto e hanno aumentato la quantità di dati che possono archiviare a livelli folli di densità. Il risultato è che un gigabyte di dati HDD costa molto meno anche della più economica flash NAND.

I prezzi degli SSD^(SSD) sono diminuiti precipitosamente negli ultimi anni, ma la gente generalmente utilizza ancora SSD^(SSDs) relativamente piccoli nella gamma da 256 GB a 512 GB. Gli SSD^(SSDs) sono riservati ad applicazioni e sistemi operativi, mentre gli HDD^(HDDs) hanno ancora memoria di massa per file multimediali o applicazioni che non beneficiano delle velocità SSD .

La buona notizia è che, come tutta la tecnologia dei semiconduttori, è probabile che la densità dei transistor e i processi di produzione mostrino una tendenza esponenziale che porta a costi inferiori e quantità di spazio più significative. Per ora, la maggior parte dei budget richiede un mix di storage SSD e HDD .

Gli SSD possono usurarsi

Sebbene gli SSD^(SSDs) siano molto durevoli e possano sopportare più punizioni degli HDD^(HDDs) , pur avendo una vita operativa più lunga, soffrono di usura. L' usura degli SSD si verifica perché gli ^(SSD)SSD^(SSDs) scrivono sulle celle di memoria è distruttivo. Ogni volta che un bit viene scritto su una cella di memoria SSD , perde solo un po' la sua capacità di mantenere una carica.

Nel tempo, scritture ripetute su una cella la rendono inutilizzabile. Gli SSD SLC^{(SLC SSDs)} possono gestire le scritture più ripetute prima di friggere una determinata cella, ma le celle MLC , TLC e QLC sono più vulnerabili, in quest'ordine. I primi SSD^(SSDs) consumer potrebbero morire presto in modo allarmante, ma oggi le unità hanno strategie come il livellamento dell'usura e l'overprovisioning per estendere la resistenza in scrittura dell'SSD^(SSD) .

L'usura degli SSD^(SSD) è un argomento complesso, quindi dai un'occhiata a Tutto ciò che devi sapere^{(Everything You Need To Know About SSD Wear & Tear)} sull'usura degli SSD per una discussione approfondita.

Gli SSD possono avere una rapida putrefazione

Tutte le forme di archiviazione dei dati alla fine soccombono al marciume. ^{(bit rot.)}Ciò accade quando il supporto di memorizzazione si degrada così tanto da non poter più contenere i dati in una forma leggibile.

Diversi supporti si deteriorano per vari motivi, ma i dischi rigidi possono essere archiviati per decenni senza che il bit rot rappresenti un problema. Gli SSD^(SSDs) , d'altra parte, possono potenzialmente perdere i propri dati dopo solo pochi anni di archiviazione. Ciò accade a causa del degrado dello strato isolante che mantiene la carica in ciascuna cella di memoria. Se l'importo fuoriesce, la cella è vuota e non contiene dati!

Sembra che il bit rot avvenga più rapidamente se gli SSD^(SSDs) vengono conservati in un ambiente troppo caldo, ma in ogni caso, probabilmente non sono la scelta migliore per archiviare i dati in un cassetto da qualche parte.

Il ripristino dei dati SSD è difficile^{(SSD Data Recovery Is Hard)} da impossibile

Esiste un'industria sofisticata costruita attorno all'arte del recupero dei dati dai dischi rigidi meccanici. Se hai abbastanza soldi da spendere, puoi persino recuperare i dati dalle unità che sono state distrutte, poiché uno specialista ricostruisce letteralmente l'unità da pezzi.

A un livello più banale, puoi recuperare i dati che sono stati eliminati accidentalmente perché gli HDD^(HDDs) non eliminano i dati fisici quando li elimini in Windows o in un altro sistema operativo. Invece, quell'area dell'unità viene semplicemente contrassegnata per essere sovrascritta. Finché la sovrascrittura non è ancora avvenuta, puoi recuperarla utilizzando un software speciale.

Gli SSD^(SSDs) rendono quasi impossibile il ripristino di qualsiasi cosa se l'unità è danneggiata o i file vengono eliminati. Se un HDD è danneggiato^{(HDD is damaged)} da un sovraccarico elettrico, puoi comunque ricostruirlo con una nuova elettronica dell'unità, ma poiché un SSD è completamente elettrico, tutta la memoria potrebbe essere fritta.

Inoltre, non aiuta il fatto che gli SSD^(SSDs) abbiano controller sofisticati che fanno molte cose con i sistemi operativi di dati fisici di cui non sono a conoscenza. Ad esempio, il comando TRIM utilizzato dagli ^(TRIM)SSD SATA^{(SATA SSDs)} elimina preventivamente le celle di memoria contrassegnate per l'eliminazione per accelerare il processo di scrittura di nuovi dati. Quindi il trucco di ripristino non funzionerà su di loro!

Il futuro è a stato solido

Sebbene gli SSD^(SSDs) non siano perfetti, rappresentano un tale balzo in avanti nelle prestazioni delle unità di archiviazione che il loro eventuale dominio sul mercato dello storage sembra inevitabile. Nel tempo ci aspettiamo che anche gli SSD SLC^{(SLC SSDs)} scendano di prezzo, mentre i tipi di SSD meno durevoli diventeranno ancora più intelligenti quando si tratta di limitare l'usura. 

Anche la tecnologia dei dischi rigidi^(Hard) ha avuto la sua buona dose di problemi nei primi giorni, ma abbiamo la sensazione che qualsiasi problema che hanno ancora gli SSD^(SSDs) sarà risolto in tempi record. 

What Is a Solid State Drive (SSD)? Plus, the Pros and Cons

Solid State Drives (SSDs) are quickly becoming the preferred computer storage for operating systems and apps. You’ll find them in the latest laptops, phones, tablets, and even consoles.

With excellent performance and durability, these drives are making a real splash, but what exactly is an SSD? 

How Traditional Hard Disk Drives (HDDs) Work

To grasp what makes SSDs different, we need to briefly turn back the clock and look at traditional Hard Disk Drives (HDDs). An HDD was the standard type of drive you’d find in virtually all computers until recently.

Inside the HDD, you’ll find one or more spinning disks called “platters.” Each platter is divided into tracks and sectors. The platters are usually made from either aluminum or glass and are coated with magnetic material.

The platter’s surface contains billions of individual areas that each represent a single bit of data. The area can be magnetized or demagnetized, representing a one or a zero.

As the spinning platters move at thousands of revolutions per minute, tiny read-write heads attached to swinging arms float a hair’s breadth above the platter reading from or writing to the drive.

Hard disk drives are incredibly complicated devices with many tiny, precise, and fragile moving parts. It’s a modern marvel that they work as well as they do. 

How a Solid State Drive (SSD) Works

SSDs have more in common with semiconductor devices like CPUs and RAM than hard disk drives. SSDs and HDDs both act as storage devices, but SSDs work in a very different way.

Inside a typical SSD, you’ll find only computer chips. There’s the SSD’s controller chip, which manages how and where data is stored, but the bulk of an SSD consists of flash memory chips.

Flash memory is “non-volatile” memory. Volatile memory, like RAM, does not persist when power is turned off—the data stored there disappears. By contrast, with non-volatile memory (like SSDs or USB drives), your data persists even when the power is turned off. This is why USB thumb drives are also referred to as “flash drives”!

Modern SSDs (and most USB flash drives and memory cards) use a type of flash memory called NAND flash memory. It’s named after one of the types of logic gates you can make in a microchip. Within NAND memory, there are “cells” that can hold different electrical charge levels. By measuring the charge level in a memory cell, you can tell whether it represents a one or a zero. To change the contents of a cell, you simply alter the level of charge inside it.

There are many different variations in the technology within the world of NAND memory. For example, you may have seen some Samsung SSDs labeled “V-NAND” or “vertical” NAND. Here the memory cells are stacked vertically, allowing for more storage capacity in the same silicon footprint. Intel’s 3D NAND is also more or less the same technology. 

Types of SSDs and Interfaces

SSDs come in a variety of form factors and NAND flash memory types. This determines the maximum performance of an SSD as well as its price.

Flash Memory Types

All NAND flash isn’t the same for data density and performance. You’ll recall from our discussion above that SSDs store data as electrical charges inside memory cells. 

If a cell only stores a single bit of data, it’s called SLC or single-level cell memory. MLC (multi-level cell) and TLC (triple-level cell) memory store two and three bits of data per cell, respectively. QLC (quad-level cell) memory takes it to four bits per cell.

The more bits of data you can store in a single cell, the cheaper your SSD can be, or the more data you can stuff into the same space. This sounds like a great idea, but thanks to how SSDs operate, drives die more quickly when using a multi-bit storage method. SLC memory is the best-performing and most durable type of NAND with a long lifespan. However, it’s also the most expensive by far and only found in high-end drives.

As such, most consumer SSDs use MLC or TLC and employ special methods to extend their useful lifespans as much as possible. We’ll cover the issue of SSD wear a little later in this article under the disadvantages of the technology.

SSD Form Factors

SSDs come in various form factors. A “form factor” is simply the physical shape of the device and what connection standard it conforms to. Because SSDs were initially designed to replace HDDs, the first devices meant for consumer desktops were intended to slot in where hard drives were before.

This is where the 2.5-inch SATA SSD design comes into the picture. You can simply take out your current 2.5-inch laptop hard drive and plug one of these SSDs in.

The SSD inside this casing doesn’t need all that room, but it made perfect sense since laptops and most modern desktops already have 2.5-inch drive bays and SATA connectors on their motherboards. You can also purchase adapters that let you place a 2.5-inch drive into a desktop’s 3.5-inch bay.

Apart from taking up unnecessary space, these 2.5-inch drives were limited to 600 MB/s since that’s the limit of the SATA 3 interface.

The mSATA (mini-SATA) standard solves the space issue. mSATA was physically the same shape, size, and connector as the PCI Express Mini card standard, but the two types of cards are electrically incompatible.

The mSATA standard has now been replaced by the M.2 standard. M.2 SSDs can be SATA or PCIe, depending on the card and the motherboard combination.

M.2 cards can also be double-sided with components on both sides, and they vary in length. It’s always important to make sure that your computer’s motherboard is compatible with the M.2 SSD you want to use with it!

NVMe SSDs use the Non-Volatile Memory Express standard, which is how the computer can access SSD memory using the PCIe that’s more commonly used for graphics cards. PCIe has much more bandwidth than SATA, allowing fast SSD memory to reach its full potential.

The Advantages of SSDs

There are many reasons why SSDs are rapidly becoming the standard in storage technology. While some early teething troubles kept them out of the mainstream computer world for a while, they are now at the point where we can recommend them to anyone. Even the latest video game consoles now use SSD. Here are the key strengths that have led SSDs towards their current popularity.

SSDs Are Fast

The fastest mechanical hard drive globally, the Seagate Mach.2 Exos 2X14, can reach sustained transfer rates of 524 MB/s. That’s very nearly as fast as a SATA 3 SSD, but the typical mechanical drive you’ll find in computers these days can achieve somewhere between 100 MB/s and 250 MB/s if you’re looking at the high-end of the market.

Typical M.2 PCIe SSDs, such as those found in mid-range laptops, offer 2.5 to 3.5 GB/s. The latest M.2 PCIe SSDs are getting close to 8 GB/s, which is a mind-boggling amount of data. Sequential write speeds are usually a little slower than read speeds, but data is flying at a tremendous pace in both directions.

It’s not just about transfer speeds, either. Mechanical hard drives need time spinning up platters and moving drive heads into place. Finding the right spot on the platter for a data request is known as “seek time”. For SSDs, that latency number is effectively zero. 

SSD can instantly read data from any location within its memory cells and even do it in parallel. No matter which way you slice it, SSDs are in a different performance universe than even the best mechanical hard drives, no matter which way you slice it.

When upgrading a computer’s HDD to an SSD, you experience much faster boot times and very snappy system responsiveness. Simply because your CPU never has to wait for data from your storage drives. It’s a fantastic way to give an old Windows system new life.

SSDs Are Durable

SSDs are about as durable as any other solid-state component such as a CPU or RAM with no moving parts. Unless a power surge destroys them, they should run indefinitely or at least as long as the computer remains useful to you. Flash memory is also very resistant to impact damage, unlike hard drives that are easily destroyed if they fall, especially while the platters are spinning.

This durability makes them perfect for laptops, and it’s why ultrabooks such as the Apple MacBook Air, iMac, and other members of the Mac computer family have high-performance integrated SSDs.

“Durability” in this case doesn’t refer to the phenomenon of SSD wear, which we’re covering under the list of disadvantages below.

SSDs Don’t Suffer From Fragmentation

Data fragmentations are a real problem on HDDs. It happens when new data is written to the first available space on the drive. So a given file or set of related files might have their data scattered all over the physical platter area of the drive.

This destroys sequential read speeds and adds a ton of seek time because the drive heads are flying all over the place to find all the parts of a file. SSDs, due to their very nature, don’t suffer from fragmentation. It’s not that files aren’t fragmented. It’s just that it doesn’t matter because there are no moving parts and no seek time to speak of. 

Defragmenting just puts unnecessary wear on the drive. If you want to know a little more about SSD fragmentation, read Should You Defrag an SSD?

SSDs are Quiet

Hard drives are noisy! The hum of the motor, the whoosh of the disk, the clicking sounds of the drive heads moving back and forth — that’s been the background noise for computer users over the decades.

SSDs, in contrast, make no noise at all. This might seem like a trivial advantage, but noisy computer components are annoying. In some use cases, such as computers used for sound recording, sound levels are critical. There have been expensive hard drives with special mountings and designs that have tried to curb HDD noise, but with SSDs, the problem is completely solved.

This is why we can now have a computer like the Apple M1 MacBook Air, which has no fans and no mechanical hard drive. The entire computer is solid-state and therefore makes no noise whatsoever!

SSD are Small and Power Efficient

SSDs take up way less room than HDDs, and they need much less power to work. That means we can have smaller and thinner computers, tablets, smartphones, and other electronic devices that require fast non-volatile storage drives.

SSDs can go almost entirely to sleep when not in use, and, unlike HDDs, they can switch to high-performance mode almost instantly. Taken as a whole, SSD power consumption is especially important to get better battery life from mobile computers and other gadgets that use them. Electromechanical devices simply need more energy than solid-state devices to operate.

SSDs Can Shrink Installation Sizes

SSDs can reduce the installation sizes of some applications, especially video games. When applications rely on data streaming into memory rapidly, the developers may duplicate information in multiple locations on the HDD platter. This cuts down on seek times because the drive heads are always close to a copy of the data it needs. It’s a clever trick, but it comes at the expense of storage space.

Applications designed for SSDs don’t need to do this at all. Since the SSD has virtually no latency and can read data from anywhere on the drive immediately, only one copy of the data must be present.

Consoles like the PlayStation 5 have already shown how much SSDs can shrink install sizes, especially combined with compression, which brings us to the next advantage.

SSDs Can Be Accelerated

If you thought that SSDs were already plenty fast, you could speed up these drives for some truly high-speed performance numbers. It’s all thanks to compression technology. The data is stored on the SSD in a heavily-compressed form. When the information is requested, it’s decompressed in real-time, effectively amplifying the raw data transfer speeds of the SSD.

The only catch is that you need a powerful processor to decompress, but SSDs currently don’t include such a processor. It turns out that GPUs are excellent at doing this type of work, so using software APIs (Application Programmer Interface) such as Microsoft’s DirectStorage and Nvidia’s RTX IO, recent generations of GPU can accelerate not just 3D graphics but SSD performance as well.

The Disadvantages of SSDs

SSDs have many desirable attributes, but the technology isn’t perfect. Some aspects of SSD ownership aren’t quite as pleasant as we’d like.

SSDs are More Expensive

HDDs have come down in price so much and have increased the amount of data they can store to insane levels of density. The result is that a gigabyte of HDD data costs much less than even the cheapest NAND flash.

SSD prices have fallen precipitously over the last few years, but folks are generally still using relatively small SSDs in the 256GB to 512GB range. SSDs are reserved for applications and operating systems, while HDDs still have mass storage for media files or applications that don’t benefit from SSD speeds.

The good news is that, like all semiconductor technology, transistor density and manufacturing processes are likely to show an exponential trend leading to lower cost and more significant amounts of space. For now, most budgets call for a mix of SSD and HDD storage.

SSDs Can Wear Out

While SSDs are very durable and can stand up to more punishment than HDDs, while also having longer operational lives, they suffer from wear. SSD wear happens because SSDs write to memory cells is destructive. Every time a bit is written to an SSD memory cell, it loses its ability to hold a charge just a little.

Over time, repeated writes to a cell make it inoperable. SLC SSDs can handle the most repeated writes before frying a given cell, but MLC, TLC, and QLC cells are more vulnerable, in that order. Early consumer SSDs could die alarmingly soon, but today drives have strategies such as wear leveling and overprovisioning to extend the write endurance of the SSD.

SSD wear is a complex topic, so have a look at Everything You Need To Know About SSD Wear & Tear for an in-depth discussion.

SSDs Can Have Rapid Bit Rot

All forms of data storage eventually succumb to bit rot. This happens when the storage medium degrades so much that it can no longer hold the data in a readable form.

Different media get bit rot for various reasons, but hard drives can be stored for decades without bit rot being a problem. SSDs, on the other hand, can potentially lose their data after only a few years of storage. This happens due to the degradation of the insulating layer that keeps the charge in each memory cell. If the amount leaks out, the cell is empty and contains no data!

It seems that bit rot happens more quickly if SSDs are kept in an environment that’s too hot, but either way, they probably aren’t the best choice for storing data in a drawer somewhere.

SSD Data Recovery Is Hard to Impossible

There’s a sophisticated industry built around the art of recovering data from mechanical hard drives. If you have enough money to spend, you can even recover data from drives that have been smashed up, as a specialist literally rebuilds the drive from pieces.

On a more mundane level, you can recover data that’s been accidentally deleted because HDDs don’t delete the physical data when you delete them in Windows or another operating system. Instead, that area of the drive is simply marked to be overwritten. As long as the overwriting hasn’t happened yet, you can recover it using special software.

SSDs make it almost impossible to recover anything if the drive is damaged or files are deleted. If an HDD is damaged by an electrical surge, you can still rebuild it with new drive electronics, but since an SSD is entirely electrical, all of the memory could be fried.

It also doesn’t help that SSDs have sophisticated controllers that do a lot of things with physical data operating systems they don’t know about. For example, the TRIM command used by SATA SSDs pre-emptively deletes memory cells that have been marked for deletion to speed up the process of writing new data. So the undelete trick won’t work on them!

The Future Is Solid-State

While SSDs aren’t perfect, they represent such a leap in storage drive performance that their eventual dominance of the storage market seems inevitable. Over time we expect even SLC SSDs to come down in price, while less durable SSD types will become even smarter when it comes to limiting wear. 

Hard drive technology also had its fair share of problems in the early days, but we have a feeling whatever issues SSDs still have will be solved in record time. 

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