SSD e HD: entenda a diferença entre as tecnologias

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O HD remonta meados do século passado. O nome vem do inglês "Hard Disk Drive", razão pela qual ele também é referido como HDD. Em bom português, o chamado disco rígido é uma memória não volátil, o que significa que as informações são mantidas mesmo após o aparelho ser desligado. Por isso, o componente é usado para armazenar arquivos, programas e o próprio sistema operacional, sendo empregado principalmente em desktops, notebooks, all-in-one e servidores.

Sua nomenclatura se deve à presença de discos duros, geralmente de alumínio, vidro ou cerâmica, onde as informações são guardadas. Chamada platter, a peça é coberta por uma fina película de material magnético. No centro, fica um eixo que faz os discos girarem em alta velocidade – os modelos atuais mais comuns variam entre 5.400 e 7.200 RPMs (Rotações Por Minuto).

Outra parte importante do HD é o braço mecânico, em cuja extremidade se encontra uma cabeça com um conjunto de ímãs. Eles ficam a nanômetros de distância da película magnética, detectando e/ou modificando a magnetização do material conforme os platters giram. É assim que cabeça magnética realiza o processo de leitura e gravação dos dados.

O SSD tanto pode ser referido como “Solid-State Drive” (Unidade de Estado Sólido) quanto como “Solid State Disk” (Disco de Estado Sólido). No entanto, a primeira denominação é mais correta, pois esse tipo de armazenamento de massa não possui nenhum disco. O dispositivo é todo formado por circuitos integrados e em seu interior não há partes móveis, o que o torna absolutamente silencioso, mais rápido e menos propenso a danos físicos do que o HD.

O sistema de gravação e leitura, naturalmente, é diferente dos discos rígidos. A maior parte dos SSDs atuais armazena os dados em células de memória flash, que também são do tipo não volátil. É essa a versão usada em smartphones, tablets e computadores mais novos – e, por isso, na qual focaremos. Contudo, algumas unidades de estado sólido salvam dados em memória RAM ou mesmo no próprio semicondutor, ambas memórias voláteis, tornando impossível utilizá-las em aparelhos que precisem manter informações sem fornecimento de energia.

Na memória flash, a célula é composta por duas partes principais: o control gate (também chamado de controlador) e o floating gate. O controlador é a parte mais externa, que realiza a comunicação da memória com o computador e é responsável por ativar a célula. Os dados em si ficam armazenados no floating gate, que por sua vez é isolado por duas camadas de óxido de silício dotadas de carga negativa.

Para gravar informações, uma carga elétrica é aplicada ao controlador. A tensão “empurra” alguns elétrons para o floating gate, onde se mantêm por causa das camadas de óxido. Enquanto uma nova carga não é aplicada, o conteúdo do floating gate permanece inalterado, fazendo com que os dados possam ser lidos inúmeras vezes.

Já descrevemos acima algumas vantagens do SSD em relação ao HD: eles são silenciosos, gravam e leem dados muito mais rapidamente e têm menos riscos de danos físicos, ocasionados quando o usuário deixa cair o dispositivo no chão, por exemplo. Eles também esquentam menos, consomem menos energia e são bem menores e mais leves.

Por outro lado, as unidades de estado sólido apresentam capacidade de armazenamento muito menor do que a do disco rígido. A maioria dos SSDs atuais usam tecnologia MLC (Multi-Level Cell), capaz de guardar dois bits por célula. Modelos mais avançados já empregam memória TLC (Triple-Level Cell), que consegue gravar três bits por célula e aumenta a capacidade de armazenamento, mas ainda oferece menor densidade frente ao HD.

Outro problema do SSD (na verdade, de qualquer memória flash) é que sua vida útil é limitada pelo número de gravações. Isso porque, toda vez que a memória recebe uma nova tensão elétrica, o floating gate perde um pouco sua capacidade de reter carga elétrica. Depois de determinada quantidade de vezes, a célula “morre”, o que não ocorre com o HD, que virtualmente tem vida útil ilimitada. Veja neste tutorial como verificar se a unidade está perto de parar de funcionar.

A desvantagem mais nítida para o consumidor final é o alto custo do SSD. Ainda que a diferença de preço entre HDs e unidades de estado sólido esteja diminuindo, o valor deste último continua maior.

Há grande variedade de configurações, tanto nos discos rígidos quanto nos SSDs. Um HD atual com especificações intermediárias vai apresentar, de forma geral, 1 TB de espaço, 64 MB de cache, interface SATA (6 GB/s) e 7.200 RPM. Um dos muitos modelos com essa ficha técnica é o Blue PC, da Western Digital, que custa cerca de R$ 260.

Como a tecnologia ainda está longe de ser aposentada, é claro que as fabricantes continuam lançando versões de ponta. A mesma Western Digital possui modelos de 10 TB e 256 MB de cache – ainda não vendido no Brasil e com preço lá fora de US$ 849 (aproximadamente R$ 2.730, sem impostos).

A companhia, assim como a Seagate, também está investindo em melhorias no sistema de gravação. Ambas pretendem lançar HDs com tecnologia HAMR, sigla em inglês para "Heat-Assisted Magnetic Recording", que usa lasers para gravar dados. Potencialmente, o método aumenta de 5% a 10% a densidade da área de gravação, expandido a capacidade de armazenamento.

Os SSDs mais populares do mercado são os de 120 GB. Nessa categoria, encontra-se o SanDisk Plus de 2,5 polegadas, que também conta com interface SATA de 6 GB/s e tem velocidade de leitura de até 530 MB/s e de gravação de até 400 MB/s. Ele custa em média R$ 260 – ou seja: o mesmo preço de um HD de 1 TB.

Para ter uma unidade de disco sólido com capacidade de quase 1 TB (na verdade 960 GB) é preciso desembolsar em torno de R$ 2.400. Esses modelos são ainda mais rápidos, apresentando velocidades de até 560 MB/s na leitura e 530 MB/s na gravação. Um dispositivo com essas especificações é o Kingston HyperX Savage, cuja espessura é de apenas 7 mm.

A aposta mais imediata para o futuro do SSD está em versões aprimoradas das memórias 3D NAND. Esse é o caso da 3D XPoint, projeto conjunto da Intel e Micron. Ainda em fase de desenvolvimento, a memória promete ser até mil vezes mais rápida que a NAND e 10 vezes mais densa, conseguindo armazenar até 10 TB.

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