Stockage - Les différentes spécifications de disques durs Imprimer

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Lorsque l'on décide d'acheter du matériel, que ce soit en tant que particulier ou professionnel, il est toujours nécessaire de choisir entre différents formats de disques.

 

Nous verrons aujourd'hui quatre aspects importants et souvent mal compris :

  • Le type de disque (HDD, SSD, SSHD dit hybride, ...)
  • Le type d’interface/connecteur (SAS, SATA, SCSI, PCIe NVMe, ...)
  • Le protocole utilisé (ATA, SCSI, ...)
  • Le format de disque (3.5", 2.5", M.2 (ou NGFF), ...)

 

Commençons déjà par les principaux types de disques.

 

HDD vs SSD

 

 

Vous aurez d'un côté les disques dit HDD pour 'Hard Disk Drive' pour disque dur mécanique. Ces disques sont donc composés de plusieurs éléments mécaniques et sont de ce fait sensible à la casse et aux chutes. De même ils peuvent générer un bruit (de rotation du bras) lors de chaque écriture/lecture d'une tête sur un plateau. Ce disque à l'avantage de proposer, à ce jour, une grande capacité de stockage pour un tarif très concurrentiel. Les performances sont cependant clairement moindre sur un disque mécanique que sur un disque flash dit SSD.

En effet, les disques SSD pour 'Solid State Drive' fonctionnement différemment et stockent des informations sur une mémoire flash composée de cellules de mémoire individuelles stockant des éléments binaires qui sont instantanément accessibles par le contrôleur (voir le point 2 pour les différents type de contrôleur). Le disque SSD permet également, en raison de sa nature non mécanique, de consommer moins d'énergie (+1 pour votre PC portable et sa batterie).

Les SSD résistent également aux "chocs" à l'instar des disques durs qui comportent des pièces mobiles. En effet, en cas d'une chute de HDD, il est probable que la tête de lecture/écriture soit en mouvement, ce qui pourrait entraîner une casse ou au mieux une perte de données ce qui ne s'applique pas aux SSD.

Autre avantage, et pas des moindres, du SSD : Sa vitesse ! Les SSD sont extrêmement rapides dans tous les domaines mais encore plus prononcée lors de l'exécution de certaines tâches telles que les opérations de lecture/écriture séquentielles ou de « 4K ».

Concernant la durée de vie, un mythe remontant à l'origine des SSD indique, en théorie, que plus il y a de données écrites dans une cellule, plus elle s'use rapidement. Il est donc de coutume de dire que leur durée de vie est assez restreinte cependant cet adage rentre cependant également en compte pour les disques mécaniques. L'efficience des disques étant aujourd'hui de plus en plus haute, il n'existe que peu de différence entre l'un et l'autre. Pensez toutefois à ne jamais tout stocker sur un seul disque et à conserver une sauvegarde de vos données.

 

 

En résumé

Si vous cherchez simplement un moyen peu coûteux de stocker des fichiers, vous pouvez opter pour des disques durs HDD. Ils offrent un grand nombre de téraoctets à des prix abordables.

Mais pour votre disque « principal » (votre système d'exploitation, les applications et les fichiers les plus utilisés), vous devriez passer à un SSD car il offre des vitesses considérablement améliorées.

De même dans le cadre professionnel. Vos applications et bases de données doivent, si le coût le permet, être portés par une technologie flash prioritairement aux disques utilisés dans le cadre d'un backup secondaire.

 

Dans une DSI, on découpe généralement par Tiers les besoins. Allant du plus critique et donc avec une plus grande part du budget pour des hautes performances, jusqu'au tier 3 (voir 4 parfois) pour le backup ou l'archivage et donc sans besoin de performance particulier.

 

Petit aparté avec les SSHD dit disque hybrides. Ils sont un mélange du disque dur traditionnel et des nouvelles technologies d’entraînement à l’état solide SSD. En clair, un disque mécanique avec un système de mise en cache via des cellules permettant de répondre rapidement aux besoins les plus fréquents. Bien sûr ce cache est limité et donc donc être vidé fréquemment. De notre point de vue, au vue de l'évolution du prix d'un SSD, ce type de disque n'a que peu de valeur ajoutée. D'autant plus que de nombreux chassis permettent maintenant de monter une grappe de disque HDD + 1 disque SSD en guise de cache et/ou de traitement de données spécifique.

 

SATA vs SAS vs NVMe (PCIe)

Les SSD ont révolutionné le stockage de données grâce à une vitesse de transfert nettement plus importante. Cependant, les performances de ces appareils peuvent être bridées par une connectique SAS ou SATA héritées des disques durs traditionnels.

 

Le protocole NVMe succède aux protocoles SATA et SAS qui ont été spécifiquement développés pour les disques durs. Le protocole SATA est une déclinaison de la norme ATA qui a été conçue pour brancher des disques durs dans des PC et des serveurs de la manière la plus simple possible, tandis que le SAS repose sur la norme SCSI qui consiste à les brancher avec le plus de fonctions possible.

 

Bien que le protocole SAS soit généralement considéré comme plus rapide et plus fiable, les deux protocoles gèrent aujourd’hui tout aussi bien l’un que l’autre les accès aux disques. D’ailleurs, si une machine rencontre de nos jours des problèmes de performances au niveau de son stockage, ceux-ci sont généralement liés au disque lui-même et non plus au protocole utilisé.

Le NVMe est une spécification permettant de connecter directement un SSD à l’interface PCIe d’une machine. Ceci permet d’augmenter considérablement les performances de stockage.

Voilà pourquoi, pour des cas usages intensifs comme le SGBD ou l’analyse Big Data, il est préférable d’utiliser des SSD reposant sur le standard NVMe.

 

AHCI vs SCSI vs NVMe

Lorsque vous choisissez un type de connecteur, vous n'aurez guère le choix du protocole utilisé. Cependant, le protocole peut-être le même entre plusieurs types de disques.

 

Exemple, les disques SATA utiliserons le protocole AHCI (Serial ATA Advanced Host Controller Interface, digne successeur du ATA / PATA utilisé par les disques IDE) contrairement aux disques SAS qui préfèrerons le SCSI (prononcer "scuzzy") ce qui semble logique puisque SAS est l'acronyme de Serial Attached SCSI. Vous pouvez donc avoir un SSD SATA porté par du AHCI ou encore un SSD SAS passant par SCSI. 

 

A savoir que le SCSI est à l'origine un type d'interface ayant son propre protocole du même nom. Le connecteur SCSI perdra petit à petit du terrain au profit du SAS utilisant ce même protocole.

A ne pas confondre avec le iSCSI (Internet Small Computer System Interface), protocole de stockage en réseau basé sur le protocole IP (couche transport) destiné à relier les installations de stockage de données.

 

Dernier protocole, tirant son nom de son type de connecteur : le NVMe. La technologie NVMe est disponible dans différents facteurs de forme comme les emplacements PCIe, M.2 et U.2. Alors qu'il existe des SSD qui utilisent SATA, des emplacements PCIe et M.2 qui sont AHCI et non NVMe, U.2 est un facteur de forme qui exploite en exclusivité le protocole NVMe.

 

3.5" vs 2.5" vs M.2

 

Dernier aspect et non des moindres, le format. Car bien évidemment, c'est de là que vous devez partir. Vous n'aurez pas accès à tout type de disque ni même aux connectiques selon votre matériel et l'emplacement prévu.

 

  • Le 3.5" est un format en perte de vitesse, majoritairement utilisé pour du HDD et généralement dans le monde amateur et/ou à bas coût (type NAS, PC format tour, serveur d'archivage)
    • Très peu utilisé par la technologie SSD votre choix se portera principalement sur du HDD dans ce format. Sachez cependant sachez qu’il y a des adaptateurs 3,5″ pour 2,5″ disponibles pour quelques euros.
    • En terme de connectique : SATA & SAS.
  • Le 2.5" est donc l'équivalent SSD, plus petit et idéal pour tout pc portable.
    • en 2.5" votre choix pourra se porter sur du SSD mais aussi du HDD. En terme de connectique cela peut-être globalement du SATA et du SAS.
  • Le M.2, existant sous différentes largeurs/longueurs à choisir en fonction de votre carte mère.
    • le M.2 étant forcément du SSD il supporte deux connectiques : SATA et PCIe NVMe

 

Bien évidemment cette liste est non exhaustive. Vous pouvez trouver quantité d'autres formats tels que le U.2 ou le mSATA

 

Un petit récap :

 

Au final

Réfléchissez donc lors de l'achat d'un disque dur car vous pourriez être trompé par un marketing trompeur. Exemple, un disque M.2 ne sera pas forcément plus performant qu'un autre ayant simplement l'appellation SSD. Il peut en effet avoir une connectique SATA, l'interface de connexion la plus commune et la moins chère. Le M.2 NVME est le format le plus rapide et ils peuvent alors atteindre d’un taux de transfert maximal en lecture de 2500 Mo/sec.

 

Pensez également à vérifier la version de norme utilisée. En effet, il existe un écart de performance important entre du SATA II et SATA III tout comme entre les générations de PCIe. Il serait par ailleurs dommage de d'acheter au prix fort et de brider un NVMe compatible Gen 4 sur une carte mère supportant seulement la Gen 2, non ?

 

En cas de doute entre plusieurs modèles de disques vous pouvez facilement les comparer via un outil tel que https://ssd.userbenchmark.com. Pensez également à vérifier si votre PC/serveur est compatible et optimisée avec la connectique proposée.

 


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