Los recientes avances tecnológicos en el almacenamiento de datos han impulsado a las empresas y a los consumidores a alejarse de los sistemas tradicionales. unidades de disco duro (HDD) hacia una latencia más rápida y más baja unidad de estado sólido (SSD) tecnología. En esta publicación, veremos esta nueva tecnología, así como el protocolo más rápido y popular disponible para conectarla a la placa base de una computadora.memoria no volátil expresa (NVMe).

Si bien los términos SSD y NVMe se usan a menudo para describir dos tipos diferentes de unidades, en realidad son tecnologías de almacenamiento de datos diferentes que pueden usarse para complementarse entre sí. Los SSD son un tipo de almacenamiento basado en semiconductores que se utiliza con almacenamiento flashy NVMe es un protocolo para la transferencia de datos con gastos generales reducidos del sistema por operaciones de entrada/salida por segundo (E/S o IOPS) que se utiliza en SSD con memoria flash.

Las diferencias entre la tecnología NVMe y SSD son sutiles y pueden resultar confusas. Si bien cada dispositivo NVMe también es una unidad SSD, no todos los SSD son unidades NVMe. De acuerdo a un Informe de 2023 de la Corporación Internacional de Datos (IDC) (el enlace se encuentra fuera de ibm.com), NVMe fue diseñado para acelerar la transferencia de datos a sistemas conectados a través de PCI express, un bus de expansión en serie que es estándar para conectar una computadora a uno o más dispositivos periféricos. Sin embargo, no todos los SSD utilizan tecnología PCIe; algunos utilizan las interfaces SATA y SAS más antiguas que fueron diseñadas para discos duros, lo que las hace compatibles con dispositivos más antiguos.

¿Qué es un SSD?

Antes de que se inventaran las SSD, las unidades de disco duro y las unidades de disquete eran las unidades de almacenamiento más utilizadas en el mercado. Pero mientras que los HDD y las unidades de disquete dependían de imanes para almacenar datos, los SSD utilizan una nueva tecnología llamada NAND, un tipo de almacenamiento no volátil que no requiere energía para retener sus datos. En un SSD, cada chip de memoria está hecho de bloques que contienen celdas (también conocidas como páginas o sectores) y cada una tiene sus propios bits de memoria.

A diferencia de los HDD que tienen latencia y tiempo de acceso inherentes debido a sus platos, discos giratorios y cabezales de lectura/escritura, los SSD no contienen partes móviles, lo que los hace mucho más rápidos. Desde principios y mediados de la década de 2000, los SSD han ido ganando popularidad tanto en el mercado de consumo como en el empresarial debido a su rendimiento superior y velocidades ultrarrápidas.

SSD NVMe

Para obtener las velocidades de transferencia de datos más rápidas disponibles, no busque más que el SSD NVMe. A través de su bus Peripheral Component Interconnect Express (PCIe), los SSD NVMe pueden alcanzar velocidades de transferencia de hasta 20 gigabytes por segundo (Gbps), más de tres veces la velocidad de un SSD SATA. Otra característica atractiva de una unidad NVMe está justo en su nombre: memoria no volátil. Esta especificación significa que, a diferencia de otros tipos de unidades, no se requiere energía para que un dispositivo NVMe conserve su memoria. Además, a diferencia de otras tecnologías, el almacenamiento NVMe puede conectarse directamente a la CPU de una computadora mediante un zócalo PCIe y permitir que la memoria flash de la unidad funcione a través de PCIe en lugar de un controlador SATA, que es más lento. 

SATA SSD

Otro tipo popular de SSD es la unidad SATA, que se ha vuelto más popular recientemente debido a su compatibilidad con tecnologías más antiguas. Si bien los SSD NVMe todavía tienen más ancho de banda, muchas computadoras más antiguas no son compatibles con la tecnología NVMe o PCIe, lo que hace que una interfaz SATA sea la mejor opción. Las SSD SATA pueden alcanzar una velocidad máxima de transferencia de datos de seis gigabytes por segundo (Gbps), más lenta que otras interfaces más nuevas, pero aún considerablemente más rápida que una HDD tradicional.

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M.2 SSD

Las unidades M.2, introducidas en 2012, son un tipo de SSD que se puede conectar directamente a la placa base de una computadora utilizando un factor de forma M.2. En comparación con otros tipos de SSD, las unidades M.2 consumen menos energía y ocupan menos espacio. También son más pequeños y más rápidos que los SSD de 2.5 pulgadas más utilizados y no requieren cables de ningún tipo para conectarse. A pesar de su tamaño relativamente pequeño, los M.2 pueden almacenar tantos datos como sus pares (hasta ocho terabytes (TB)) y son compatibles con cualquier placa base que tenga una ranura M.2. Cuando utilizan la interfaz NVMe, los SSD M.2 NVMe pueden ofrecer algunas de las velocidades de transferencia de datos más rápidas disponibles en la actualidad.

Obtenga más información sobre cómo se relacionan NVMe y M.2

SSD PCIe

Una SSD PCIe es una tarjeta de expansión que conecta una computadora a varios componentes (como una tarjeta gráfica o un dispositivo de almacenamiento externo) mediante el estándar de bus de expansión serie PCIe. Las ranuras PCIe están disponibles en cinco tamaños diferentes (x2, x3, x4… etc.) con el x refiriéndose al número de carriles que tiene cada tarjeta para una transferencia de datos.

¿Qué es NVMe?

NVMe (memoria no volátil rápida) es un protocolo de transferencia de datos diseñado para almacenamiento flash y SSD. Se introdujo en 2011 como una alternativa a los protocolos SATA y SCSI conectado en serie (SAS), que eran el estándar de la industria en ese momento, y ofrece un mejor rendimiento que sus predecesores. Además de las mejoras en almacenamiento y tecnología, NVMe contribuyó al desarrollo de tecnologías importantes que se estaban desarrollando al mismo tiempo, incluida la Internet de los objetos (IO), inteligencia artificial (AI) y aprendizaje automático (ML).

Desde 2011, la tecnología NVMe se ha distinguido por su gran ancho de banda y velocidades de transferencia de datos ultrarrápidas. Gracias a las mejoras en los controladores NVMe que permiten el paralelismo y el sondeo, las SSD NVMe pueden optimizar los tiempos de respuesta y las velocidades de escritura y ayudar a reducir la latencia para evitar cuellos de botella en la CPU. Además, la tecnología NVMe ocupa una infraestructura más pequeña a nivel empresarial y utiliza menos energía que la popular interfaz de sistema de computadora pequeña (SCSI).

Las unidades NVMe de alto rendimiento pueden superar los 3000 megabytes por segundo (MB/s), y algunos de los modelos más nuevos alcanzan velocidades de hasta 7500 MB/s. A diferencia de su predecesor, Serial Advanced Technology Attachment (SATA), NVMe fue diseñado para medios de almacenamiento no volátiles de alto rendimiento, lo que lo convierte en una excelente opción para entornos informáticos desafiantes y ricos en datos.

Bus de interconexión de componentes periféricos Express (PCIe)

Los SSD NVMe acceden al almacenamiento flash a través de un bus PCIe que elimina el controlador "intermediario", lo que reduce en gran medida la latencia. Sin embargo, los NVMe también pueden ejecutarse en cualquier tipo de interconexión “tejido”, como Fibre Channel y Ethernet, y dentro de Ethernet, iWarp, RoCEv2, iSER y NVMe-TCP. PCIe Gen4 es la última especificación PCI Express y su velocidad de transferencia de datos es el doble que la de Gen3. Mientras que los PCI Gen3 tienen una tasa de transferencia de ocho giga de transferencia por segundo (GT/s) por carril PCIe, la tasa de Gen4 es de 16 GT/s, o 2 GB/s por carril PCIe.

Colas de comandos paralelas

Los SSD NVMe pueden ejecutar decenas de miles de colas de comandos paralelas a la vez, otro diferenciador clave de las unidades que utilizan el protocolo SCSI más antiguo y lento y solo pueden implementar una única cola de comandos. Con los SSD NVMe, el método de conexión es independiente del protocolo. Por ejemplo, los conectores NVMe PCIe pueden acceder a una única unidad a través de un enlace PCIe que ejecuta el protocolo NVMe. 

NVMe frente a SSD: ¿Qué tipo de almacenamiento de datos es el adecuado para usted?

No hay forma de comparar con precisión la tecnología NVMe y SSD, ya que son diferentes y a menudo se complementan entre sí.. Los SSD NVMe brindan algunas de las velocidades de transferencia de datos más rápidas disponibles, pero eso no significa que sean necesariamente la opción correcta para sus necesidades. Muchos factores entran en juego a la hora de elegir una solución de almacenamiento de datos. Para ayudar con el proceso, hemos comparado algunas de las opciones más populares disponibles según cuatro factores críticos: precio, especificaciones técnicas, capacidad de almacenamiento y velocidad.

• Precio: Hasta hace poco, los SSD SATA eran comparativamente más baratos que los SSD NVMe, lo que los convertía en una opción atractiva para los usuarios preocupados por su presupuesto. Sin embargo, el precio de los SSD NVMe ha ido bajando durante los últimos años a medida que la tecnología está más disponible, lo que hace que el precio sea cada vez menos un diferenciador. Hoy en día, la popular marca Samsung de SSD (tanto en variedad NVMe como SATA y con almacenamiento comparable) oscila entre 64 y 130 dólares en Amazon.
• Especificaciones técnicas: Muchos dispositivos más antiguos no son compatibles con la tecnología NVMe más nueva y rápida, lo que hace que un SSD SATA sea la opción necesaria. Antes de comprar un SSD, los usuarios también deben asegurarse de que su sistema tenga suficientes conexiones PCIe para admitir la cantidad de dispositivos que desean conectar. Muchas placas base solo tienen dos o tres ranuras, lo que limitará la cantidad de dispositivos que pueden conectar.
• Capacidad de almacenamiento: Los SSD NVMe y SATA suelen venir en opciones de 1 TB o 2 TB. Los usuarios que busquen más capacidad pueden actualizar a los modelos de 4TB y 8TB, pero a un precio más alto. En el momento de escribir este artículo, los SSD NVMe y SATA de 4 TB cuestan entre 200 y 300 dólares en Amazon, mientras que los SSD de 8 TB cuestan más cerca de 400 dólares.  
• Velocidad: El diferenciador clave de los SSD NVMe es la velocidad y el rendimiento. La tecnología NVMe utiliza una interfaz PCIe que le permite conectarse directamente a una CPU, lo que reduce la latencia y mejora la capacidad de respuesta. Pero algunos usuarios simplemente no necesitan ese nivel de velocidad, en cuyo caso un SSD SATA podría ser una opción un poco más económica. Si bien no son tan rápidos, los SSD SATA aún transfieren datos mucho más rápido que sus contrapartes HDD más antiguas. Dependiendo de sus necesidades, las velocidades de un SSD SATA pueden ser suficientes.

Casos de uso de SSD y NVMe

A nivel empresarial, la velocidad y el rendimiento de la tecnología NVMe son difíciles de ignorar. Si bien algunas empresas todavía usan SSD SATA, son más comunes entre los consumidores que buscan mejorar la velocidad y el rendimiento de una computadora portátil o PC que usan para jugar o ejecutar aplicaciones básicas de oficina. Estos son algunos de los casos de uso más comunes de los SSD.

• Computación de alto rendimiento/alta velocidad: La capacidad de los SSD NVMe para manejar el procesamiento paralelo los convierte en una solución ideal para muchos de los entornos informáticos más exigentes y complejos de la actualidad. Muchas aplicaciones de alta demanda, como las aplicaciones de comercio financiero de alta frecuencia y las implementaciones de IA y ML, dependen de los SSD NVMe para un acceso rápido a grandes volúmenes de datos.
• Aplicaciones informáticas intensivas: Las aplicaciones que ofrecen interacciones con los clientes en tiempo real a menudo dependen de la tecnología NVMe para ejecutar sus cargas de trabajo. Ejemplos de estas aplicaciones incluyen comercio electrónico, finanzas personales y muchas nativo de la nube aplicaciones.
• Centros de datos: Ayuda de los SSD NVMe los centros de datos en todas partes amplíen sus capacidades de almacenamiento y logren velocidades de transferencia ultrarrápidas. Si bien los SSD SATA todavía se utilizan a nivel empresarial, según un Informe reciente de Enterprise Strategy Group (ESG) (el enlace se encuentra fuera de ibm.com), casi tres cuartas partes de las empresas ya han cambiado al almacenamiento SSD NVMe o planean hacerlo durante el próximo año.
• Edición de video: Muchos editores de vídeo utilizan SSD NVMe y SATA para ampliar su almacenamiento y seguir obteniendo las altas velocidades de procesamiento que necesitan. Un ejemplo es el SSD NVMe M.2 delgado, pequeño y altamente portátil, que es una solución ideal para computadoras livianas como laptops, notebooks y ultrabooks.
• Juego de azar: Los jugadores serios de todo el mundo dependen de los rápidos tiempos de carga que proporcionan los SSD NVMe y SATA. Ambos tipos de SSD pueden ofrecer una experiencia de juego rápida y fluida a precios comparables, además de mejorar la velocidad y el rendimiento de las aplicaciones diarias para cualquier modelo de PC.

Soluciones IBM y SSD y NVMe

Los SSD ayudan a los consumidores y las empresas a lograr las rápidas velocidades de transferencia de datos que necesitan. Para los entusiastas de los juegos y los editores de vídeo, los SSD SATA más antiguos suelen ser suficientes, pero para cargas de trabajo empresariales, el SSD NVMe se está convirtiendo rápidamente en el estándar de la industria. IBM Storage FlashSystem 5200 proporciona almacenamiento compacto y potente junto con todos los beneficios de la tecnología NVMe. El 5200 ayuda a las empresas a lograr mayor velocidad, rendimiento y escalabilidad con su solución de almacenamiento de datos.

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