Discos sempre em evolução: qual a diferença entre as versões SSD SATA e NVMe?

Vamos traçar um histórico sobre as unidades de armazenamento nos computadores, perpassando pelo início, com os discos rígidos, até chegarmos ao SSD SATA e NVMe

No mercado da tecnologia as coisas não param de evoluir nunca. Em relação às unidades de armazenamento nos computadores, tudo começou na década de 50, com o disco rígido, sendo que as primeiras unidades de HD utilizavam 50 discos de 24 polegadas para armazenar 3,75 MB de informação. Parece literalmente coisa do século passado, mas na época essa era a única maneira para se armazenar arquivos em computadores.

Hoje em dia isso está muito diferente. O disco rígido, conhecido com HDD (Hard Disk Drive), embora ainda persista, foi perdendo espaço no mercado para os SSDs (Solid-State Drive). Esse formato de discos sólidos é o adotado hoje para notebooks e desktops de última geração, entretanto, os usuários ainda fazem confusão sobre o que mudou e quais são as vantagens do disco sólido em relação ao disco rígido. Este artigo se propõe a esclarecer alguns pontos em relação aos formatos das unidades de armazenamento e o desempenho de cada um deles.

Qual a diferença entre disco sólido e disco rígido?

Os discos rígidos utilizam um conjunto de discos magnéticos para gravar e ler informações, permitindo o armazenamento de gigabytes e terabytes de dados. Ao longo de muitas décadas, eles foram essenciais para computadores, servidores e sistemas de armazenamento, proporcionando capacidade de armazenamento a preços acessíveis.

Embora tenham evoluído em termos de capacidade, velocidade e confiabilidade, os HDDs ainda possuem algumas limitações, como latência relativamente alta, consumo de energia elevado e suscetibilidade a danos físicos devido aos componentes móveis. E foi por isso que em 2000 começaram a surgir os discos sólidos como uma alternativa aos HDDs. Para elencar as diferenças entre eles, os SSDs utilizam memória flash para armazenar dados, eliminando a necessidade de partes móveis. Dessa forma, em comparação aos HDDs, os SSDs saem na frente nos quesitos de maior velocidade de acesso, menor consumo de energia e maior resistência a choques e vibrações. Vale lembrar que inicialmente, a diferença de preço entre eles era gritante, mas aos poucos, o SSD foi se tornando mais acessível e com maior capacidade de armazenamento, tornando-se, assim, uma opção bastante atraente para os usuários.

Vantagens dos SSDs em comparação com os HDDs

1. Desempenho superior – Os SSDs oferecem tempos de acesso e latência muito menores, proporcionando uma experiência de uso mais rápida e responsiva.
2. Maior durabilidade – Ao não possuírem partes móveis, os SSDs são menos suscetíveis a danos físicos, como choques e vibrações, garantindo maior vida útil.
3. Menor consumo de energia – Discos sólidos consomem menos energia elétrica do que os rígidos, resultando em maior eficiência energética.
4. Silêncio de operação – Por não possuírem partes móveis, os SSDs operam de forma silenciosa, sem ruídos de funcionamento.
5. Menor peso e tamanho – Os SSDs são menores e mais leves do que os HDDs, facilitando a portabilidade e a instalação em dispositivos compactos.
6. Maior confiabilidade – Os discos sólidos são menos propensos a falhas e perda de dados do que os HDDs, devido à ausência de peças móveis.

Evolução dos discos sólidos

As inúmeras vantagens têm impulsionado a adoção dos discos sólidos em diversas aplicações, desde computadores pessoais até datacenters e sistemas de armazenamento empresariais. Com a alta demanda, o SSD ganhou mercado e vem evoluindo de forma significativa de 2000 para cá.

O histórico de evolução do SSD pode ser dividido em 4 etapas:

1. Os primeiros modelos utilizavam memória flash NAND de tecnologia SLC (Single-Level Cell), oferecendo desempenho superior aos HDDs, mas com capacidade de armazenamento e preços ainda elevados.
2. Com o avanço da tecnologia, passaram a utilizar memória flash NAND de tecnologia MLC (Multi-Level Cell), permitindo maior capacidade de armazenamento a preços mais acessíveis.
3. Adotando a tecnologia TLC (Triple-Level Cell), os SSDs alcançaram ainda maior capacidade de armazenamento, mantendo o desempenho e a confiabilidade.
4. Os SSDs começaram a utilizar a interface PCI Express (PCIe) e o protocolo NVMe (Non-Volatile Memory Express), oferecendo desempenho excepcionalmente alto em comparação às gerações anteriores.

Atualmente, estão no mercado dos discos sólidos tanto o SATA (Serial Advanced Technology Attachment) quanto NVMe (Non-Volatile Memory Express). O que os diferencia é o desempenho e o formato da unidade de armazenamento. O SATA surgiu nos anos 2000 sendo uma evolução do padrão IDE na década de 80. Já o NVMe chegou ao mercado mais de dez anos depois e foi uma tecnologia pensada para aproveitar melhor todo o potencial de um SSD.

Diferenças entre o SSD SATA e o NVMe:

DISTÂNCIA ENTRE PROCESSADOR E UNIDADE DE ARMAZENAMENTO

• No SATA, um cabo é conectado à placa-mãe.
• O NVMe se conecta diretamente à PCIe do computador, estando ligado diretamente à placa-mãe, sem intermédio de cabos.
• Com número ilimitado de comandos, o SATA irá depender de uma camada intermediária de contato com a CPU, que obriga o controlador do disco a traduzir os comandos do processador do computador, sobrecarregando os componentes.
• Os discos sólidos NVMe se conectam diretamente à CPU, o que otimiza operações de gravação, leitura e otimização, alcançando desempenhos muito superiores aos SSDs convencionais.

Embora o SATA ainda seja comercializado, com a evolução dos discos sólidos, ele está ficando obsoleto em comparação com o NVMe, que passou a ser considerada a melhor opção por ser a tecnologia mais recente de armazenamento em estado sólido.

Vantagens do HD PCI-e NVMe:

1. Velocidade de leitura e gravação extremamente alta – pode atingir taxas de transferência de dados acima de 3.000 MB/s, muito superior aos HDDs e SSDs SATA.
2. Baixa latência – o acesso aos dados é significativamente mais rápido, com tempos de resposta na ordem de microssegundos.
3. Maior eficiência energética – consome menos energia em comparação aos SSDs SATA e HDDs.
4. Maior durabilidade – suporta um número muito maior de ciclos de gravação, garantindo maior vida útil.

Essa combinação de desempenho, eficiência e durabilidade torna o HD PCI-e NVMe uma solução de armazenamento ideal para aplicações que exigem alto desempenho, como jogos, edição de vídeo, servidores e sistemas de alta demanda.

Como fazer a melhor escolha

De toda forma, a escolha deve ser feita de acordo com as necessidades de uso. Por isso, ao escolher um disco sólido (SSD) para seu computador ou sistema, é importante que a pessoa considere alguns fatores-chave:

1. Capacidade de armazenamento: determine a quantidade de espaço em disco necessária para suas aplicações e arquivos. Os SSDs estão disponíveis em diferentes capacidades, desde 120 GB até 4 TB ou mais.
2. Tipo de interface: verifique se seu computador suporta a interface PCI Express (PCIe) e o protocolo NVMe, permitindo a utilização de um HD PCI-e NVMe de alto desempenho. Caso contrário, um SSD SATA convencional também pode ser uma boa opção.
3. Velocidade de leitura e gravação: analise as taxas de transferência de dados informadas pelo fabricante, especialmente se você precisa de um desempenho muito elevado.
4. Durabilidade e confiabilidade: considere a durabilidade do SSD, medida em terabytes gravados (TBW) ou horas de funcionamento (MTBF).
5. Preço e custo-benefício: avalie o custo por gigabyte de armazenamento e compare diferentes opções, buscando o melhor equilíbrio entre desempenho e preço.
6. Requisitos de energia e refrigeração: verifique se o SSD escolhido é compatível com a fonte de alimentação e sistema de refrigeração do seu computador.

Ao levar todos os fatores descritos nesse artigo em consideração, fica evidenciado que os SSDs oferecem inúmeros benefícios, como desempenho superior, maior durabilidade, menor consumo de energia e silêncio de operação. Desde seu surgimento até a chegada do HD PCI-e NVMe, essa tecnologia tem evoluído rapidamente, superando as limitações dos tradicionais discos rígidos.

Essa tecnologia de ponta tem sido essencial para atender às demandas cada vez mais exigentes de processamento de dados. Além disso, essa transformação do mercado de armazenamento impulsiona inovações em outras áreas, como computação em nuvem e processamento de dados em tempo real.

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