Scheda SD vs. SSD: Qual è davvero la differenza?

L’unità a stato solido ci ha dato un grande passo avanti nella capacità di aprire applicazioni e leggere file rapidamente. Il suo meccanismo di archiviazione funziona secondo gli stessi principi utilizzati da altri supporti di archiviazione flash, ovvero la memoria non volatile, che impedisce che i dati scompaiano a causa di una perdita di alimentazione, come avviene nella RAM. Poiché sia le schede SD che gli SSD utilizzano uno storage a stato solido e non hanno parti mobili, c’è realmente una differenza notevole tra i due tipi di memoria? Non dovrebbe una scheda SD ad alta capacità essere praticamente la stessa cosa di un piccolo SSD?

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Spiegazione del NAND Flash

Quasi tutta la memoria che utilizzi memorizzata su un chip diverso dalla RAM del tuo computer utilizza una tecnologia nota come NAND flash.

La memoria NAND flash dipende da altro hardware installato sul dispositivo o incorporato nei chip. Una cella NAND è una serie di semiconduttori che trattiene dati al suo interno. La velocità con cui queste celle leggono e scrivono informazioni dipende quasi interamente da come sono organizzate e da come i controller che raccolgono e inviano i dati coordinano il processo.

Inoltre, sebbene ci siano diversi tipi di memoria NAND flash, ognuno con i propri svantaggi e vantaggi, potresti teoricamente muovere transistor NAND da un SSD (come il NAND TLC 3D presente nel Samsung SSD 850 EVO) in una scheda SD. Affinché il formato SD funzioni, deve solo essere in grado di comunicare con i dispositivi che la leggono.

Questo è importante perché le differenze nel NAND flash dipendono quasi interamente da come sono raggruppate in celle:

• Cella a singolo livello (SLC) – memorizza un bit per cella. Questa è di gran lunga l’opzione più costosa. Nei prodotti per consumatori normali, è utilizzata solo per la cache su SSD e alcune schede SD di alta gamma (anche se alcuni SSD come le unità NVMe tendono a usare chip RAM per la cache). Ogni blocco può essere scritto 100.000 volte, rendendola l’opzione più durevole.
• Cella multi-livello (MLC) – memorizza due o più bit, ma più spesso memorizza due bit. Questo tipo di raggruppamento di archiviazione non è comune ma è significativamente più economico rispetto alla tecnologia SLC. I blocchi possono essere scritti in media 40.000 volte.
• Cella a triplo livello (TLC) – è una cella che memorizza tre bit. Questo è in realtà il tipo di cella più comune trovato sugli SSD. Anche se la durata del blocco è significativamente inferiore rispetto alle altre varianti descritte sopra (in media 3.000 cicli di scrittura), è più che sufficiente per un uso domestico tipico.
• Cella a quadruplo livello (QLC) – memorizza quattro bit, come potresti aver immaginato. Alcune unità ad alta capacità optano per questo poiché offre uno storage molto più economico per l’archiviazione, ma la valutazione della durata del blocco di 1.000 cicli di scrittura può essere punitiva per i computer che utilizzano l’unità per cache o file di swap/pagina.

Schede SD Express vs. SSD

Teoricamente, potresti finire con una scheda SD che scrive e legge con la stessa velocità di un SSD. La maggior parte delle volte, una scheda media disponibile sul mercato non sarà così veloce. Tuttavia, alcuni produttori stanno proponendo chip con una nuova tecnologia nota come SD Express, che include una versione scalata di un controller SSD NVMe che può superare le velocità degli SSD convenzionali!

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Anche se impressionante, non può ancora servire come un sostituto intercambiabile per gli SSD per un semplice motivo: lo spazio fornito non consente ancora ai produttori di creare cache grandi e veloci. Anche se fosse possibile, dovresti affrontare il calore che una tale cache genererebbe. Con la densità di transistor richiesta, una scheda SD con un controller SSD completo e ridotto e cache genererebbe calore che non potrebbe dissipare nel suo involucro di plastica.

In teoria, sì, queste nuove schede SD Express hanno velocità di trasferimento sorprendenti che rivaleggiano con le moderne unità NVMe di cui gli appassionati di computer come me sono entusiasti. Tuttavia, in pratica, le operazioni di lettura/scrittura non sequenziali saranno comunque carenti in velocità a causa dello spazio limitato della cache.

In poche parole, la SD Express svolge una funzione preziosa come piattaforma per la registrazione video e audio di altissima definizione, che è un’attività che richiede la massima velocità di lettura/scrittura sequenziale possibile. Ma non sarebbe del tutto accurato paragonare le schede SD Express agli SSD.

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Concentrati un po’ sulle Differenze

Poiché le schede SD hanno una quantità limitata di spazio, il microcontrollore che recupera l’archiviazione e scrive su di essa è solitamente spostato all’estremità della scheda, come nell’immagine seguente.

Ci sono solo così tante istruzioni che possono essere programmate in un microcontrollore di quella dimensione, e con un’infrastruttura così minuta, il modo in cui una scheda SD gestisce i dati è piuttosto rudimentale. Avrà una tendenza a memorizzare i dati ovunque ci sia spazio libero e a leggere le cose nel modo più ordinato possibile.

Questo non è vero per gli SSD, che hanno il vantaggio di adattare tutta la loro memoria e la loro intera infrastruttura in uno spazio che si adatta all’alloggiamento dell’unità media di un computer. Il controller è evidenziato nell’immagine qui sotto.

Anche nelle unità NVMe, che sono molto più piccole e vantano alcune impressionanti velocità di lettura/scrittura nel complesso, la quantità di spazio fornita al controller è circa la stessa di un SSD, con i produttori che scelgono invece di utilizzare chip di archiviazione più costosi che hanno una maggiore densità di transistor per risparmiare spazio.

L’intera infrastruttura dell’SSD è costruita per garantire che nessuna cella singola venga utilizzata più delle altre, mantenendo ogni operazione di file il più bilanciata possibile. Questo è esattamente ciò che ti aspetteresti da un’unità che esegue molte operazioni di lettura/scrittura su una piattaforma in cui la vita utile di ciascuna cella è limitata da quante volte la scrivi.

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La maggiore quantità di spazio consente inoltre ai produttori di inserire chip che memorizzano dati in cache, fondamentali per gestire rapidamente operazioni pesanti e ripetitive. Non si perde tempo e tutto si trasferisce fluidamente.

Oltre a questo, il volume aggiunto dell’unità le consente di dissipare più calore. Questo la rende capace di avere controller più affamati di energia che sarebbero infattibili in un formato SD (perché richiede più potenza di quanto i piccoli dispositivi portatili possono fornire e si surriscalda significativamente).

In generale, ciascuna piattaforma è stata progettata per funzionare in ambienti specifici. Le schede SD sono meglio utilizzate per memorizzare file e riprodurli, mentre gli SSD sono ottimizzati per eseguire la partizione del sistema operativo di un computer. Uno ha un ruolo più semplice mentre l’altro deve essere più intelligente e adattabile. Non si tratta solo di una questione di velocità qui, ma anche di flusso di lavoro e versatilità.

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Domande Frequenti

1. Cosa significa “N-bit MLC”?

Poiché la cella multi-livello (MLC) significa “due o più bit per cella”, alcune aziende non utilizzeranno i termini TLC o QLC per descrivere le loro unità. Se stai guardando le specifiche di un SSD e dice qualcosa come “MLC a 3 bit”, significa solo che è un’unità a cella a triplo livello (TLC).

2. Perché la cache è così importante?

Quando i dati vengono scritti sul tuo SSD, il controller deve trovare una posizione in cui scriverli. A causa del livellamento dell’usura e di altre tecnologie che aiutano a bilanciare l’unità, potrebbe dover “pensare” per un po’ prima di stabilirsi su un punto in cui può posizionare i tuoi nuovi dati. Se stai facendo questo ripetutamente e pesantemente, questo periodo di “pensiero” sarà percettibile, a meno che l’unità non abbia un posto dove mettere l’arretrato. La cache funge da contenitore temporaneo per questo arretrato.

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3. A cosa servono le classi di velocità per le schede SD?

La classe di velocità su una scheda SD è utilizzata per determinare che tipo di video puoi registrare in diretta direttamente su archiviazione. Una scheda di classe 2 può registrare video compressi mentre una classe 10 può fare full HD (risoluzione 1920×1080).