Discos SSD DRAM-less

Puede que hayas oído acerca de discos SSD sin memoria DRAM, o DRAMless. Pero, ¿qué es un disco DRAM-less? ¿Para qué necesita memoria DRAM un disco SSD? Vamos a explicar por qué es importante la memoria DRAM en un SSD, como afecta el hecho de tener o no esta memoria y qué discos SSD actuales son DRAM-less.

Como se leen y escriben los datos en un SSD

Para entender por qué necesita memoria DRAM un disco SSD tenemos que entender primero como accede un disco SSD a los datos que tiene almacenados, ya sea para leerlos o para escribirlos. Mencionar que cuando hablamos de la memoria DRAM de un disco SSD, se trata de un chip de memoria que tiene el disco en su interior, en ningún momento se toca la memoria RAM del equipo para nada. La memoria DRAM no es más que un tipo de memoria RAM, y sus siglas significan Dynamic RAM (Random Access Memory, o memoria de acceso aleatorio en español).

Crucial BX500 CT240BX500SSD1 - Disco Duro Sólido Interno SSD de 240 GB (3D NAND, SATA, 2.5 Pulgadas)
  • Arranque más rápido; cargue archi vos más rápido; mejore la capacidad de respuesta general del sistema
  • Un 300% veces más rápido que un disco duro normal
  • Mejora la vida útil de la batería porque es 45 veces más eficiente en términos energéticos que un disco duro convencional
  • Micron 3D NAND - innovador mundial de tecnología de almacenamiento y memoria durante 40 años
  • Lecturas/escrituras secuenciales hasta 560/510 MB/s en todos los tipos de archivo

LBA

Cuando el sistema operativo pide al disco que le entregue datos (por ejemplo, un documento que guardamos ayer), le pide que le traiga los datos que tiene almacenados en una dirección (lógica) determinada. Esta dirección lógica se llama LBA (Large Block Address en inglés), y su origen está en los discos duros tradicionales HDD. El problema es que un disco SSD no guarda ni administra los datos almacenados de la misma manera que un disco HDD.

Un SSD guarda bloques de 4 KiloBytes de datos, y solo puede leer o escribir bloques completos. Así que, si guardamos un archivo que ocupa 10 bytes en el SSD, este tendrá que escribir (y utilizar) un bloque de 4 KB para almacenar ese archivo de tan solo 10 bytes. Si editamos ese archivo de 10 bytes y eliminamos 1 byte, quedando un archivo de 9 bytes, el SSD no puede eliminar solamente ese bytes que hemos eliminado. En vez de eso, tiene que leer el bloque de 4 KB y escribirlo de nuevo en otro bloque libre, esta vez escribiendo solo los 9 bytes que hemos guardado. Esto, como se puede apreciar, genera muchas escrituras redundantes a las celdas de memoria del SSD, que recordemos, se desgasta con cada escritura.

Wear leveling (balanceo de desgaste)

wear-leveling

Tenemos que tener en cuenta que los discos SSD se desgastan con las escrituras, es por ello que el controlador del SSD tiene que llevar a cabo una tarea, llamada wear leveling, o balanceo del desgaste si lo tradujéramos al castellano. Lo que este proceso hace es mover los datos de unas celdas a otras a menudo, para que no sean siempre las mismas celdas (en las que están los datos que tenemos guardados en el disco) las que se desgastan, mientras el resto de celdas (espacio libre) no se usan nunca. Esto significa que los datos se mueven dentro del SSD de unas celdas a otras. Pero el SSD no informa de estos cambios de las posiciones donde están los datos al sistema operativo, que seguirá pidiendo las direcciones LBA al SSD.

Flash Translation Layer o FTL (traducción de direcciones en la memoria flash)

Es fácil entender entonces, que la controladora del disco SSD necesita traducir las direcciones lógicas LBA que le pide el sistema operativo, a las posiciones físicas de memoria donde se encuentran esos datos concretos actualmente (después de que el proceso de wear leveling los haya movido de unas celdas a otras). Esto se llama Flash Translation Layer (FTL). Para poder hacer esto, la controladora del SSD debe mantener actualizada una tabla, similar a una hoja de calculo gigante, donde guarda el número de celda dentro de la memoria del SSD en donde se encuentra cada dirección LBA. De esta forma puede encontrar los datos que le pide el sistema operativo mediante direcciones LBA.

logical-physical-block-addressing

Así pues, podemos decir que el sistema operativo tiene un mapa lógico de donde están  los datos, mientras que el SSD tiene un mapa físico de donde están esos datos. Hay que traducirlos entre si para que el disco le pueda ofrecer al sistema operativo los datos que ha pedido y no otros.

Memoria DRAM en un disco SSD

La memoria DRAM es mucho más rápida que las memorias flash o NAND de un disco duro SSD. Pero ¿para qué necesita memoria DRAM un disco SSD? Pues para guardar la tabla de traducciones (FTL) de la que hablábamos en la sección anterior. Esta hoja de cálculo gigante que le permite a la controladora traducir una dirección LBA que le manda el sistema operativo a una celda o posición concreta dentro del SSD donde se encuentran los datos que se le han pedido al disco.

Beneficios de un SSD con DRAM

Toshiba TR200 25SAT3-240G - Disco Duro Interno de 240 GB, Color Negro
  • Capacidad de 240 GB, durabilidad de 60 TB
  • Velocidad de lectura/escritura secuencial de hasta 555/540 MB/s
  • Memoria TLC 3D BiCS de 64-layers
  • Hasta 79.000/87.000 IOPS de lectura/escritura aleatoria
  • Conexión Serial ATA, factor de forma de 2,5 pulgadas

Rendimiento

Si un disco SSD no tiene memoria DRAM (se trata de un disco DRAM-less), esta tabla se tiene que almacenar en una parte de las celdas de memoria flash o NAND del SSD. Como la memoria DRAM es más rápida, el acceso y modificación de esta tabla por parte de la controladora se hará en un tiempo menor que si la tabla estuviera en la memoria flash o NAND. Por lo tanto, al tener esta tabla guardada en la memoria DRAM del disco SSD, las traducciones se harán de forma más rápida y los datos estarán disponibles antes, haciendo que el rendimiento del disco sea más elevado. Este aumento del rendimiento es especialmente notorio en escrituras aleatorias, una de los parámetros más importantes si queremos un SSD que tenga buen rendimiento.

Desgaste

Pero la mejora de rendimiento no es la única ni la mayor ventaja de un disco con memoria DRAM. Si esta tabla, que tiene millones de entradas y se está actualizando constantemente, está almacenada en la memoria flash o NAND del disco, que recordemos, se desgasta con las escrituras, lo que estamos haciendo es desgastar las celdas del disco mucho más rápidamente que si la tabla se mantiene en la memoria DRAM. En este último caso, la tabla se escribe a la memoria flash o NAND cada cierto tiempo, para tener una copia actualizada cuando se apaga el equipo, pero el desgaste es mucho menor que si estamos constantemente actualizándola.

Garantía/TBW

Al no tener memoria RAM, la controladora de un disco DRAM-less es más sencilla, y estas no son tan buenas con la corrección de errores (ECC), lo que significa que un disco DRAM-less va a durar menos, pues es más fácil que fallen celdas y que la controladora no pueda recuperar los datos. Es por esto que los fabricantes ofrecen cifras de TBW y periodos de garantía más cortos para los discos SSD DRAM-less. Algunos SSD DRAM-less alcanzan la cifra de TBW especificada por el fabricante en tan solo 1 año.

Ventajas de un disco DRAM-less

Evidentemente, un disco sin memoria DRAM tiene menos componentes y usa una controladora más sencilla. Esto se traduce en que el precio de un disco DRAM-less sea menor.

SanDisk SDSSDA-240G Plus - Disco sólido interno de 240 GB, SATA III SSD, con hasta 530 MB/s
  • Hasta 20 veces más rápida que un disco duro estándar
  • Arranque, apagado, carga de aplicaciones y respuesta más rápidos
  • 240 GB: velocidades de lectura/escritura de hasta 535 MB/s/445 MB/s
  • Ofrece resistencia probada a golpes y vibraciones

También el consumo será algo inferior al tener menos chips que alimentar. De todas formas, el consumo de un disco SSD es muy bajo y la diferencia de consumo entre un disco DRAM-less con respecto a un SSD con memoria DRAM es baja.

Por último, como la memoria RAM pierde su contenido si se va la alimentación, un disco duro con memoria DRAM puede ocasionar la pérdida de los últimos cambios hechos a la tabla de traducción de direcciones si se va la luz de forma repentina, ocasionando corrupción o pérdida de datos. Esto es bastante inusual, aunque puede ocurrir.

¿Por qué se hacen discos SSD DRAM-less?

Solamente Samsung, Sk Hynix y Micron (Crucial) fabrican tanto memorias NAND y DRAM. Esto significa que, si otro fabricante de discos SSD (que fabrica memorias NAND) quiere fabricar un disco SSD con memoria DRAM, tendrá que comprar los chips de DRAM a uno de esos 3 fabricantes, que también venden discos SSD. La memoria DRAM tiene grandes fluctuaciones de precio dependiendo de la demanda y de la capacidad de suministrarla que exista en cada momento. Además, es un componente crítico para muchos sistemas, de ahí que los fabricantes de DRAM incrementen su precio, más cuando se la tienen que vender a un competidor.

ADATA ASU800SS-128GT-C - Disco Solid State SATA III de 2,5 Pulgadas de 128 GB 3D-NAND 100TB TBW de Gran Durabilidad y Alta Velocidad de Lectura a 560 MB/s
  • Tecnología NAND 3D de alta velocidad y nueva generación
  • Mayor capacidad, fiabilidad mejorada y gran resistencia con 100 TB TBW (bytes totales escritos), la unidad podría usarse durante más de 10 con un...
  • Alto rendimiento, hasta 560 MB/s de lectura y 520 MB/s de escritura
  • La caché inteligente y dinámica SLC evita la disminución de velocidad en la transferencia de archivos grandes. El modo DEVSLP (dispositivo en...
  • Utilidad gratuita SSD Toolbox y utilidad de migración de ADATA: mueve el SO y el contenido fácilmente de HDD a SSD. Calidad ADATA respaldada por 3...

Así que el principal motivo para producir discos SSD DRAM-less es el precio y la dificultad de las empresas que no fabrican su propia DRAM de obtenerla cuando la necesitan y en las cantidades que necesitan.

¿Merece la pena un disco SSD DRAM-less?

Aunque no sean los más rápidos y tengan un desgaste más rápido que los SSD con memoria DRAM, esto no significa que los discos SSD DRAM-less no sean útiles. Tanto las memorias como las controladoras de los discos SSD han mejorado mucho en los últimos años, haciendo que tengan mayor durabilidad y rendimiento. Hay situaciones en las que pueden ser una opción válida, como es el caso de tener un presupuesto ajustado y necesitar un SSD barato. Siempre será más rápido un SSD DRAM-less que un disco duro HDD. Eso si, siempre sabiendo que su garantía es más reducida y teniendo en cuenta que su vida útil probablemente también lo será.

Modelos de SSD DRAM-less actuales

Vamos a coger la lista de los SSD más recomendables y vamos a analizar cuales son DRAM-less y cuales incorporan memoria DRAM.

 

Modelo

Tipo memoria

TBW (250GBs)

Velocidad
aleatoria
(media)

DRAM-less

Samsung EVO 860

3D-TLC

150 TBW

60 MB/seg

Crucial MX500

3D-TLC

100 TBW

57 MB/seg

Samsung EVO 970 Plus

3D-TLC

150 TBW

93 MB/seg

A-Data SX8200 Pro

3D-TLC

160 TBW

89 MB/seg

Crucial BX300

3D-MLC

80 TBW

51 MB/seg

Transcend SSD370S

MLC

280 TBW

44 MB/seg

A-Data SU800

3D-TLC

~200 TBW

52 MB/seg

Crucial BX500

3D-TLC

80 TBW

36 MB/seg

Toshiba/OCZ TR200

3D-TLC

60 TBW

44 MB/seg

SanDisk Plus

TLC

?

36 MB/seg

 

Como podemos apreciar, los discos SSD DRAM-less son los de la parte baja de la tabla, por su inferior rendimiento. También podemos apreciar como su durabilidad es más baja que los discos con DRAM.

Kingston SSD A400 - Disco duro sólido de 240 GB (2.5" SATA 3)
  • Rapidez en el arranque, la carga y la transferencia de archivos
  • Más fiable y resistente que un disco duro
  • Diversas capacidades, con suficiente espacio para aplicaciones o para sustituir un disco duro

Otros discos DRAM-less que no aparecen en la tabla son el Kingston A400 y casi todos los SSDs chinos y de marcas desconocidas tan baratos que a menudo encontramos.

Discos SSD DRAM-less
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