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Come funziona un disco SSD

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Come funziona un disco SSD FASTWEB S.p.A.
Disco SSD
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Performanti e con prezzi sempre più bassi, i dischi SSD sono la scelta primaria per ottimizzare un vecchio PC. Il loro funzionamento, però, ne mette a rischio la durata

Nonostante non siano più la "prima scelta" (o, quanto meno, la scelta più ovvia) nel momento in cui si sta per acquistare un nuovo supporto di memoria per il computer, gli hard disk "tradizionali" hanno ancora una lunga vita di fronte a loro. Affidabili e, tutto sommato, economici, possono ancora oggi contare su una folta schiera di fan e aficionados pronti ad acquistarli sia per montarli all'interno del loro PC desktop, sia per utilizzarli come disco rigido esterno per il backup o come spazio di archiviazione di rete per la condivisione di file e cartelle all'interno della LAN casalinga.

Nulla toglie al fatto, però, che i dischi a stato solido (in inglese Solid State Disk, abbreviati in SSD) rappresentano il futuro (e, per molti versi, anche il presente) del mondo dell'archiviazione dati. Complici prezzi sempre più bassi (date un'occhiata alla nostra guida all'acquisto per crederci) e performance sempre più elevate, gli SSD hanno ormai rimpiazzato gli hard drive magneto-meccanici all'interno dei computer di ultima generazione (principalmente i laptop, ma non solo) e sono diventati una delle componenti fondamentali quando si parla di migliorare le prestazioni di un vecchio PC (cambiare un disco rigido di un portatile, ad esempio, vi farà guadagnare diversi secondi in fase di accensione).

 

Disco a stato solido in fase di montaggio

 

Va detto, comunque, che non sono tutte rose e fiori con gli SSD. Se paragonati con i vecchi hard drive, i dischi a stato solido risultano essere ancora inferiori quanto meno in un paio di aspetti. In particolare, è l'aspettativa di vita a rendere ancora preferibile un hard disk "tradizionale" rispetto a uno a stato solido. Se si vuole assemblare un PC destinato a durare nel tempo – diciamo, qualche decina d'anni – allora i vecchi piatti magnetici potrebbero essere ancora la scelta ottimale. Basta vedere come funziona un SSD per capire il perché.

Come funziona la scrittura dati su hard disk magneto-meccanico

I vecchi dischi rigidi, siano essi da 3,5 o 2,5 pollici, basano il loro funzionamento su una serie di piatti rotanti sui quali scorre una testina in grado di modificarne lo stato di magnetizzazione. I piatti, infatti, sono solitamente realizzati in vetro o alluminio e ricoperti da un sottile strato di metallo, suddiviso in micro-cellette, che possono essere magnetizzate o smagnetizzate (assumendo così i valori di "0" e "1" nell'ottica del calcolo digitale e binario).

 

Hard disk tradizionale e disco a stato solido

 

Il processo di scrittura dei dati è piuttosto semplice e lineare. La testina dell'hard disk, seguendo le istruzioni in arrivo dal processore, si posiziona sul settore del disco da modificare e, una volta individuate le celle, ne altera lo stato magnetico così da comporre la sequenza dati necessaria per archiviare i dati. Il funzionamento appena descritto è lo stesso sia in caso di celle vuote, sia in caso di celle piene con dati da sovrascrivere.

Come funziona la scrittura dati su SSD

Il funzionamento di un disco a stato solido è completamente differente rispetto a uno "tradizionale". Prima di tutto, non ci sono parti in continuo movimento – piatti o testina – né superfici da magnetizzare. Un SSD è formato da moduli di memoria Flash in grado di conservare l'informazione archiviata anche nel caso in cui l'alimentazione elettrica venisse a mancare (quando si spegne il computer, ad esempio, o quando va via la corrente elettrica).

Questo garantisce performance migliori – in qualche modo paragonabili a quelle della memoria RAM – ma rappresenta anche il tallone d'Achille dei dischi a stato solido. Il materiale di cui si compongono le celle di memoria, infatti, non è "immortale", ma degrada sempre di più (perde la propria capacità di conservare la carica elettrica) mano a mano che viene scritto e sovrascritto: un problema non da poco quando si scopre come funziona un SSD. Quando una cella di memoria è vuota i dati possono essere scritti immediatamente, senza problemi di sorta; quando una cella è già scritta, invece, è necessario prima di tutto cancellarne il contenuto e successivamente riprogrammarla con i nuovi dati. Questa operazione è detta program/erase cycles (o cicli P/E) e finisce con "l'ammazzare" il supporto di memoria stesso. Vediamo perché.

 

L'interno di un disco SSD

 

Il disco a stato solido è organizzato gerarchicamente in celle di memoria, pagine (gruppi di celle) e blocchi (gruppi di pagine). Mentre la scrittura dei dati avviene per pagine, la cancellazione delle informazioni già scritte avviene in blocchi: ciò vuol dire che per sovrascrivere le informazioni di una singola pagina, il disco SSD dovrà cancellare l'intero blocco che la ospita. Ciò finisce con il far crescere esponenzialmente le operazioni di scrittura cui sono sottoposte le singole celle di memoria.

A grandi linee, un disco SSD funziona in questo modo. Se, per esempio, è necessario scrivere una nuova informazione nella cella 1, ospitata nella pagina A e facente parte del blocco "Alfa", il driver dovrà prima cancellare tutto ciò che è presente nel blocco "Alfa", scrivere i nuovi dati nella cella 1 e riscrivere tutti i dati che erano già presenti nelle altre celle della pagina A e in tutte le altre pagine del blocco "Alfa". Insomma, se si deve scrivere su una singola cella, anche tutte le celle limitrofe dovranno essere riscritte da capo. Va da sé che a rimetterci è "l'aspettativa di vita" del disco, destinata inesorabilmente ad accorciarsi ogni volta che dobbiamo scriverci sopra una nuova informazione.

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