Carte SD vs. SSD : Quelle est vraiment la différence ?

Le disque à état solide nous a permis de faire un bond en avant dans la capacité d’ouvrir des applications et de lire des fichiers rapidement. Son mécanisme de stockage fonctionne selon les mêmes principes que d’autres supports de stockage flash, à savoir la mémoire non volatile, qui empêche la mémoire de disparaître en cas de perte de puissance comme c’est le cas dans la RAM. Étant donné que les cartes SD et les SSD utilisent tous deux le stockage à état solide et n’ont pas de pièces mobiles, existe-t-il une différence notable entre ces deux types de mémoire ? Une carte SD à grande capacité ne devrait-elle pas être presque identique à un petit SSD ?

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Explication de la mémoire NAND Flash

Presque toute la mémoire que vous utilisez, stockée sur une puce autre que la RAM de votre ordinateur, utilise une technologie connue sous le nom de mémoire NAND flash.

La mémoire NAND flash dépend d’autres matériels installés sur l’appareil ou intégrés dans les puces. Une cellule NAND est une série de semiconducteurs qui contiennent des données. La vitesse à laquelle ces cellules lisent et écrivent des informations dépend presque entièrement de la façon dont elles sont agencées et comment les contrôleurs qui récupèrent et envoient les données coordonnent le processus.

De plus, bien qu’il existe différents types de mémoire NAND flash, chacun avec ses propres inconvénients et avantages, vous pourriez théoriquement déplacer des transistors NAND d’un SSD (comme le NAND TLC 3D trouvé dans le Samsung SSD 850 EVO) vers une carte SD. Pour que le format SD fonctionne, il doit simplement être capable de communiquer avec les appareils qui le lisent.

C’est important car les différences dans la mémoire NAND flash dépendent presque entièrement de leur regroupement en cellules :

• Cellule à couche unique (SLC) – stocke un bit par cellule. Il s’agit de loin de l’option la plus coûteuse. Dans les produits grand public normaux, c’est utilisé uniquement pour le cache sur les SSD et certaines cartes SD haut de gamme (bien que certains SSD comme les disques NVMe aient tendance à utiliser des puces de RAM pour le cache). Chaque bloc peut être écrit 100 000 fois, ce qui en fait l’option la plus durable.
• Cellule multi-niveaux (MLC) – stocke deux bits ou plus, mais stocke le plus souvent deux bits. Ce type de regroupement de stockage n’est pas courant mais est considérablement moins cher que la technologie SLC. Les blocs peuvent être écrits en moyenne 40 000 fois.
• Cellule triple-niveau (TLC) – est une cellule qui stocke trois bits. C’est en fait le type de cellule le plus courant trouvé sur les SSD. Bien que l’endurance des blocs soit significativement inférieure à celle des autres variantes décrites ci-dessus (en moyenne 3 000 cycles d’écriture), cela est largement suffisant pour une utilisation domestique typique.
• Cellule à quatre niveaux (QLC) – stocke quatre bits, comme vous l’avez deviné. Certains disques à haute capacité choisissent cela car cela offre un stockage beaucoup moins cher pour l’archivage, mais la note d’endurance du bloc de 1 000 cycles d’écriture peut être sévère sur les ordinateurs utilisant le disque pour le cache ou le fichier d’échange/page.

Cartes SD Express vs. SSDs

Théoriquement, vous pourriez vous retrouver avec une carte SD qui écrit et lit aussi vite qu’un SSD. La plupart du temps, une carte moyenne disponible sur le marché ne sera pas aussi rapide. Cependant, certains fabricants proposent des puces avec une nouvelle technologie connue sous le nom de SD Express, qui inclut une version réduite d’un contrôleur SSD NVMe capable de surpasser les vitesses SSD conventionnelles !

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Bien que cela soit impressionnant, cela ne peut toujours pas servir de remplacement échangeable pour les SSD pour une raison simple : l’espace disponible ne permet pas aux fabricants de créer de grands caches rapides. Même si cela était possible, il faudrait gérer la chaleur que ce type de cache générerait. Avec la densité de transistors requise, une carte SD avec un contrôleur SSD à part entière et réduit générerait une chaleur qu’elle ne pourrait pas dissiper dans son boîtier plastique.

Théoriquement, oui, ces nouvelles cartes SD Express ont des vitesses de transfert incroyables qui rivalisent avec les disques NVMe modernes qui font saliver des passionnés d’ordinateurs comme moi. Cependant, dans la pratique, les opérations de lecture/écriture non séquentielles manqueront encore de vitesse en raison de l’espace de cache limité.

En simplifiant, les cartes SD Express remplissent une fonction précieuse en tant que plateforme pour l’enregistrement vidéo et audio en très haute définition, ce qui est une activité nécessitant autant de vitesse de lecture/écriture séquentielle que possible. Mais il ne serait pas entièrement exact de comparer les cartes SD Express aux SSD.

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Concentrons-nous un peu sur les différences

Étant donné que les cartes SD ont une quantité limitée d’espace, le microcontrôleur qui récupère le stockage et écrit dessus est généralement poussé à l’extrémité de la carte, comme l’image suivante.

Il n’y a qu’un nombre limité d’instructions qui peuvent être programmées dans un microcontrôleur de cette taille, et avec une infrastructure aussi minuscule, la façon dont une carte SD gère les données est plutôt rudimentaire. Elle a tendance à stocker les données là où il y a de l’espace libre et à lire les choses de manière aussi ordonnée que possible.

Ce n’est pas le cas des SSD, qui ont le luxe de loger toute leur mémoire et leur infrastructure complète dans un espace qui s’adapte au compartiment de disque d’un ordinateur moyen. Le contrôleur est mis en évidence dans l’image ci-dessous.

Même dans les disques NVMe, qui sont beaucoup plus petits et affichent des vitesses de lecture/écriture impressionnantes en général, la quantité d’espace accordée au contrôleur est à peu près la même que celle d’un SSD, les fabricants choisissant plutôt d’utiliser des puces de stockage plus coûteuses ayant une densité de transistors plus élevée pour économiser de l’espace.

L’ensemble de l’infrastructure du SSD est conçu pour s’assurer qu’aucune cellule unique n’est utilisée plus que les autres, gardant chaque opération de fichier aussi équilibrée que possible. C’est exactement ce que vous attendez d’un disque qui effectue beaucoup d’opérations de lecture/écriture sur une plateforme où la durée de vie de chaque cellule est limitée par le nombre de fois que vous écrivez dessus.

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La plus grande quantité d’espace permet également aux fabricants d’insérer des puces qui stockent des données mises en cache, ce qui est crucial pour la gestion rapide des opérations lourdes et répétitives. Aucun temps n’est perdu et tout se transfère de manière fluide.

De plus, le volume supplémentaire du disque lui permet de dissiper plus de chaleur. Cela le rend capable d’avoir des contrôleurs plus gourmands en énergie, ce qui serait peu faisable sous forme SD (car cela consomme à la fois plus d’énergie que les petits appareils portables ne peuvent fournir et chauffe significativement).

Dans l’ensemble, chaque plateforme a été conçue pour fonctionner dans des environnements spécifiques. Les cartes SD sont mieux utilisées pour stocker des fichiers et les lire, tandis que les SSD sont optimisés pour exécuter la partition du système d’exploitation d’un ordinateur. L’un a un rôle plus simple tandis que l’autre doit être plus intelligent et plus adaptable. Ce n’est pas seulement une question de vitesse ici, mais aussi de flux de travail et de polyvalence.

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Questions Fréquemment Posées

1. Que signifie « MLC à N bits » ?

Puisque la cellule multi-niveaux (MLC) signifie « deux bits ou plus par cellule », certaines entreprises ne vont pas utiliser les termes TLC ou QLC pour décrire leurs disques. Si vous regardez les spécifications d’un SSD et qu’il dit quelque chose comme « MLC à 3 bits », cela signifie simplement qu’il s’agit d’un disque à cellule triple-niveau (TLC).

2. Pourquoi le cache est-il si important ?

Lorsque des données sont écrites sur votre SSD, le contrôleur doit trouver un emplacement où les écrire. En raison de l’égalisation de l’usure et d’autres technologies qui aident à équilibrer le disque, il peut devoir « réfléchir » un moment avant de se poser sur un endroit où il peut placer vos nouvelles données. Si vous faites cela régulièrement, cette période de « réflexion » sera perceptible à moins que le disque ait un endroit où mettre le retard. Le cache agit comme un conteneur temporaire pour ce retard.

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3. À quoi servent les classes de vitesse pour les cartes SD ?

La classe de vitesse sur une carte SD est utilisée pour déterminer quel type de vidéo vous pouvez enregistrer directement sur le stockage. Une carte de classe 2 peut enregistrer des vidéos compressées tandis qu’une classe 10 peut enregistrer en plein HD (résolution 1920x1080).