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MacBook con disco SSD

Spiegazioni, vantaggi e svantaggi (Parte I)


La curiosità attorno ai dischi a stato solido (o SSD), è molta, e più che legittima. Si sente in giro di tutto e di più, ma alla fine l'unico modo per saperne davvero qualcosa è provarli.
Le prestazioni sono davvero così strabilianti come si dice? Si mantengono, oppure degradano in maniera eccessiva in poco tempo? E' necessario scaricare, installare, aggiornare firmware o altro? Questa recensione proverà a rispondere a queste e altre curiosità.

Che cosa sono i dischi SSD?


Prima di procedere, proviamo a rispondere alla domanda: che cosa sono i dischi SSD? La sigla sta per Solid State Drives, che possiamo tradurre con dischi a stato solido, appunto. Si tratta di una tecnologia abbastanza recente che ha come obiettivo quello di sostituire i dispositivi di stoccaggio dei computer. Vale a dire i dischi rigidi che ogni Mac racchiude all'interno del suo case.
Come sanno anche i sassi, ogni documento, foto, insomma qualunque file produciamo, perché possa restare a nostra disposizione quando accendiamo il computer, deve pur essere immagazzinato da qualche parte. Esatto, sul disco rigido.

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Un disco rigido, uno di quelli che equipaggia i computer: in primo piano i braccetti che "percorrono" la superficie del disco magnetico

Adesso ti domanderai: cosa ha fatto di male il vecchio disco rigido perché i produttori di hardware iniziassero a pensare al suo successore?
Niente: ma l'industria informatica è sempre alla ricerca di qualcosa di meglio. Per esempio, qualcosa che consumi meno, che si guasti con minore frequenza, in grado si resistere agli urti, e così via. Tutte queste qualità sono racchiuse proprio nei dischi SSD.

Perché i dischi SSD sono meglio?


La forza di questo nuovo dispositivo risiede non in quello che hanno, bensì in ciò che non possiedono.
Prima di addentrarci più nello specifico: hai presente quelle belle chiavette USB che costano poco o nulla, e che perdi con tanta facilità? Il loro componente è la memoria Flash di tipo NAND, ed è la medesima che ritroviamo proprio nei dischi SSD. Qui non ci sono dischi magnetici come in quelli che usiamo ancora oggi nei nostri computer, e neppure bracci metallici che corrono per la superficie del piatto per leggere o scrivere i dati.
Non sono presenti nemmeno le testine al termine dei suddetti bracci metallici. Adesso capisci perché poco prima ho scritto che la loro caratteristica principale è in ciò che NON hanno?

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Un disco a stato solido della TakeMS da 128 GB: l'oggetto di questa recensione

Già questo ti permette di scorgere i vantaggi: meno "roba" è presente in un dispositivo, e più questo sarà leggero. Ecco il motivo per cui spesso i dischi SSD sono offerti in opzione sui portatili: lì il peso è un elemento determinante.
Non solo: le parti meccaniche oltre all'immancabile usura che comportano, richiedono energia per muoversi, e questo incide sulle prestazioni della batteria (parliamo sempre dei computer portatili, certo). Inoltre non dovendo muovere nulla, il calore prodotto dal disco SSD sarà inferiore.

Altro vantaggio: meno usura significa anche un livello di affidabilità che si prolunga nel tempo, oltre al fatto che cadendo, un disco SSD ha meno probabilità di danneggiarsi. Non ha parte meccaniche, ricordi?
Lo so: i portatili Apple incorporano il sistema Sudden Motion Sensor: una tecnologia che disattiva le testine se percepisce che il computer ha un orientamento simile a quello prossimo ad una caduta. Ma coi dischi SSD non sarà necessario ricorrere a essa.

A questo punto penserai: ma cos'è questo disco SSD, l'albero della cuccagna? Solo pregi? No, ha anche i suoi svantaggi.

Gli svantaggi dei dischi SSD


Il primo svantaggio che interessa chi legge è legato al prezzo, e anche al "taglio" di questi dischi.
Se infatti i dischi rigidi da 500 GB sono la norma (Apple sui nuovi iMac monta di serie dischi da 1 TB, tranne il modello base), quelli SSD al momento si accontentano di dimensioni più contenute. Nel mio caso, 128 GB. Intel ha annunciato dischi da 160 GB, mentre il produttore Western Digital (dopo l'acquisizione di SiliconSystem), ne produce col taglio da 120 GB.

Già questo può rappresentare un problema, a cui se ne aggiunge un altro: il prezzo. Un disco rigido interno da 500 GB si trova ad una cifra attorno ai 100,00 Euro, e non di rado anche a meno. Il disco SSD in esame, della TakeMS (e fornito da BuyDifferent), costa quasi 300,00 Euro (e ha una capacità di 128 GB).

Entrambi questi problemi si risolveranno col tempo: nei mesi e negli anni che verranno, accadrà quello che è sempre accaduto al momento dell'introduzione di una nuova tecnologia. Cioè costi inferiori di produzione (che si ripercuotono quindi sul prezzo finale da applicare al consumatore), e maggiore capacità di stoccaggio.

A dire il vero esiste anche un altro fattore che suscita le perplessità di un po' tutti. Riguarda il degrado delle prestazioni; ma per comprenderlo in maniera adeguata, dobbiamo per forza conoscere meglio questo tipo di dispositivi.

Come funzionano i dischi SSD?


Nei dischi SSD i nostri dati sono scritti all'interno di celle, un bit per volta. Qui fermiamoci un attimo, e sveliamo che ci sono dischi SSD che adottano memorie Flash NAND riconosciute come SLC (Single Level Cell), che scrivono un bit per volta; oppure quelle MLC (Multiple Level Cell), che invece scrivono due bit per volta.
Le celle, sia dei dischi SLC che di quelli MLC, sono poi disposte in una struttura che risponde al nome di pagine, a loro volta riunite in blocchi. Vuoi qualche dato in più? Le pagine racchiudono tra i 512 e i 4096 bytes, i blocchi tra 32 e 128 pagine, che tradotto in italiano (beh, più o meno!), significa che un blocco abbraccia qualcosa come tra i 16 kB, sino a 512 kB.
Tutto chiaro? No? Pazienza, è così.

Ricordati di questo, che è un punto importante: mentre un disco SSD quando scrive, lo fa un bit alla volta, quando invece deve cancellare qualcosa, esegue questa operazione per blocchi. Bislacco comportamento: non è possibile cancellare quella pagina, bensì bisogna in un certo senso risalire la gerarchia, ed eliminare appunto il blocco per tornare a scriverci sopra. E' come se tu avessi un racconto di 150 pagine, decidi di riscrivere il quinto capitolo, ma in realtà per eseguire questa operazione devi... eliminare tutta la tua opera.

Non sarebbe più semplice sovrascrivere la pagina con i dati nuovi, invece che procedere per blocchi? In fondo questo è a grandi linee il modo di operare dei dischi rigidi: cancelli un file, poi quando decidi di salvarne uno nuovo, il sistema dice: guarda, qui ci sarebbe un settore con un buco libero, salvalo lì, per favore. Solo allora il file cancellato, sparisce dal disco: viene cioè sovrascritto.
Coi dischi SSD non si può: come detto, si procede per blocchi, non per pagine. Tu cancelli i file, ma nei dischi SSD invece che sovrascrivere le pagine che racchiudevano i tuoi file, sono dichiarate non più valide. Per recuperarle, e quindi utilizzarle, è necessario rimuovere il blocco cui appartengono.

Siccome, o lettore, sei una persona intelligente, a questo punto ti domanderai: "Un momento! Se in quel blocco ci sono più file (e ci sono eccome), e lo elimino, che fine fanno quelli che in precedenza NON ho cancellato, e mi servono pure?". Ottima domanda, bravo!
In fondo abbiamo visto poco fa che un blocco può conservare sino a 128 pagine: una (per esempio: un semplice documento di testo .pages), la sposto nel cestino, lo svuoto, ma tutte le altre, quando il blocco deve essere fatto fuori per recuperare quella pagina, che fine fanno?

A questo punto interviene il controller del disco, cioè un chip capace di "controllare" (è il suo scopo!), questo genere di operazioni, con l'ausilio determinante di una memoria di transito (o tampone).
Qui viene parcheggiato il blocco da eliminare, e qui si potrà intervenire per recuperare quella pagina e ricondurla alla condizione di validità. Poi, una volta che il nuovo file è stato riscritto nella pagina di nuovo valida, occorre trasferire il tutto sul disco SSD vero e proprio (ricordati che queste operazioni si svolgono all'interno della memoria tampone). Si procederà quindi alla cancellazione dell'intero blocco dalla memoria tampone, e alla riscrittura di uno nuovo sul disco. La pagina non valida non ci sarà più e avrà un file nuovo tutto per sé, quelle valide saranno sempre presenti, mentre il blocco non sarà più quello di prima, ma uno appena sfornato.

Questo spiega il motivo per cui all'inizio le prestazioni del disco SSD sono ottime (è vuoto!), e poi col tempo tendono a degradare (si riempie di dati, certo, e le operazioni di scrittura tendono a essere più lente).

Come evitare il degrado del disco SSD


E' bene ricordare che i dischi SSD con NAND SLC garantiscono 100.000 cicli di lettura/scrittura (meglio sarebbe scrivere: scrittura/cancellazione); quelle MLC offrono 10.000 cicli di lettura/scrittura: sono pochi? Affatto: sono utilizzate in genere nelle chiavette USB, e nei lettori mp3 come l'iPod, ma anche nell'iPhone.
I produttori per allungare la vita di questi dispositivi ricorrono alla tecnologia "Wear Leveling", che si divide in "Static" e "Dynamic".

Senza di essa esisterebbe il rischio di usare e riusare sempre gli stessi blocchi, con la conseguenza che si esaurirebbero i cicli di lettura/scrittura a disposizione, e i dati lì presenti potrebbero danneggiarsi, e andare persi. Con essa viceversa, il carico di lavoro viene distribuito in maniera più efficiente. Ma come?

Prima di spiegare il funzionamento di questa tecnologia, spieghiamo che i dati che registriamo sono di due tipi: statici (i file del sistema operativo, i documenti in .doc), e dinamici (cache del sistema, conteggio delle parole nell'applicazione di videoscrittura).

Il sistema "Dynamic" usa solo i blocchi liberi da dati, o in cui sono presenti quelli dinamici. I dati statici non sono presi nemmeno in considerazione. Dalla sua può vantare perciò una maggiore velocità, durata di vita estesa, e un sistema implementazione più semplice (ma questo riguarda il produttore, si capisce). Ma l'ignorare i blocchi con i dati statici significa di fatto scartare una porzione del dispositivo che dopo qualche periodo di tempo risulterebbe intonsa, praticamente "nuova", a scapito di quella con i dati dinamici, ri-usata più e più volte.

Viceversa il sistema "Static" (presente nel disco SSD della TakeMS), usa in maniera più uniforme l'intera superficie del disco; non limita la sua opera a quelli dinamici solamente, ma la estende ai dati statici. Alla lunga, tutto il dispositivo viene ri-utilizzato, non solo quella porzione che conserva i dati dinamici. Questo se da una parte offre prestazioni inferiori (in termini di velocità), e se la sua implementazione è più complessa, dall'altra garantisce una durata di vita del disco SSD molto più lunga rispetto ai dispositivi che ricorrono al "Wear Dynamic Level".

Per saperne davvero di più, ti invito a leggere questa monumentale spiegazione proprio dei dischi SSD (in inglese). Un'altra ottima risorsa per tenere d'occhio l'evoluzione di questo settore è il sito StorageSearch.

MacBook con disco SSD


Il portatile oggetto del trapianto sarà un MacBook da 2 GHz con processore Intel Core 2 Duo e 4 GB di RAM. Ha un disco rigido Fujitsu da 80 GB. Il disco a stato solido come detto, è da 128 GB, e occorre segnalarne una particolarità: ha una porta mini USB, il che permette di usarlo anche come disco rigido esterno per il backup.

Vai alla seconda parte: installazione e impressioni d'uso.

Data di pubblicazione: 16-11-2009

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