Diferentes tipos de unidades SSD

En comparación con los discos duros (discos duros), Unidades de estado sólido (SSD) han revolucionado la experiencia informática con su velocidad de vértigo, funcionamiento silencioso y resistencia a los golpes. Ahora son una opción popular para actualizar o construir ordenadores. Sin embargo, el mercado está lleno de términos técnicos como SATA, NVMe, M.2, PCIe, TLC, que pueden resultar confusos. Elegir sin cuidado puede llevar a comprar una unidad incompatible con su dispositivo o que supere con creces sus necesidades. Este artículo explica claramente las normas de clasificación de las SSD. Al comprender las diferencias en el factor de forma, el tipo de interfaz, el método de despliegue, la plataforma de destino y las tecnologías básicas, podrá seleccionar fácilmente la unidad SSD que equilibre a la perfección el rendimiento y el precio para su ordenador y su uso.
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Por factores de forma

El tamaño físico y la forma de una unidad de disco duro sólido se denominan factor de forma. Elegir uno depende principalmente de lo que su ordenador o dispositivo pueda acomodar físicamente. Los tipos más comunes son:

SSD SATA de 2,5 pulgadas

Es el estilo de SSD más conocido. Su tamaño es casi idéntico al de los discos duros mecánicos tradicionales de los portátiles, parecidos a una caja pequeña y delgada, pero normalmente más finos. Las unidades SSD SATA de 2,5 pulgadas se conectan mediante la interfaz SATA estándar. Esta interfaz está disponible en las placas base de la mayoría de ordenadores de sobremesa y portátiles. Tanto si se trata de actualizar un ordenador antiguo como de añadir almacenamiento a uno nuevo, este factor de forma suele ofrecer una compatibilidad excelente. Sus principales ventajas son la facilidad de instalación y un precio relativamente asequible. Sin embargo, su rendimiento máximo está limitado por la propia velocidad de la interfaz SATA. Además, para los modernos portátiles ultrafinos, su tamaño puede resultar demasiado grande.

SSD M.2

SSD M.2 tienen un aspecto completamente distinto. Se parecen a una placa de circuito pequeña y estrecha, a menudo descrita como del tamaño de un "chicle". Estas unidades no necesitan cables de datos o alimentación independientes. En su lugar, se conectan directamente a una ranura M.2 dedicada de la placa base, de forma similar a la instalación de RAM, y se fijan allí. A pesar de su pequeño tamaño, el factor de forma M.2 esconde un importante potencial. Su velocidad puede variar enormemente, dependiendo de si utiliza internamente el antiguo protocolo SATA o el más eficiente NVMe. Es importante señalar que algunas SSD M.2 tienen la nueva forma pero siguen utilizando internamente el protocolo SATA. Su velocidad no difiere entonces de la de las unidades SATA tradicionales de 2,5 pulgadas. Las verdaderamente rápidas son las que utilizan el protocolo NVMe. Pueden utilizar vías mucho más rápidas, alcanzando velocidades muy superiores a SATA.

Las unidades M.2 también vienen en diferentes longitudes, comúnmente etiquetadas como 2230, 2242, 2260, 2280y 22110. Estos números representan las dimensiones de la unidad en milímetros. Por ejemplo, 2280 significa 22 mm de ancho y 80 mm de largo. El tamaño 2280 es actualmente el más extendido.

Las unidades SSD M.2 NVMe tienen claras ventajas: su tamaño compacto es ideal para portátiles delgados; su instalación es cómoda; y ofrecen velocidades extremadamente rápidas, lo que las convierte en la opción absolutamente mayoritaria para ordenadores de sobremesa y portátiles de alto rendimiento. Por supuesto, una mayor velocidad suele implicar un precio más elevado. Además, las placas base de ordenadores más antiguos pueden carecer de ranura M.2 o no ser compatibles con el protocolo NVMe.

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SSD mSATA

En SSD mSATA puede considerarse el predecesor del factor de forma M.2. También es una pequeña placa de circuito sin carcasa, bastante más pequeña que las unidades de 2,5 pulgadas. Se utilizó principalmente en algunos de los primeros portátiles ultrafinos, miniordenadores de sobremesa o equipos industriales. Sin embargo, la velocidad de mSATA está limitada por el ancho de banda de la interfaz SATA, al igual que las unidades SSD SATA de 2,5 pulgadas, por lo que no ofrece ninguna ventaja en cuanto a velocidad. A medida que se popularizó el formato M.2, superior y más generalizado, mSATA fue desapareciendo del mercado de consumo. Ahora apenas se encuentra en los nuevos productos.

U.2 SSD

Unidades SSD U.2, también conocidas como SSD SFF-8639, tienen un aspecto similar al de las unidades de 2,5 pulgadas, pero suelen ser más gruesas y su interfaz es completamente distinta. Utilizan una interfaz U.2 especialmente diseñada, que suele requerir un cable adicional. La característica clave de estas unidades es que utilizan internamente el protocolo NVMe de alto rendimiento a través del canal PCIe rápido. Esto las hace muy rápidas, rivalizando o incluso superando a las SSD M.2 NVMe de primer nivel en determinadas condiciones. Además, las unidades U.2 están diseñadas para una mejor disipación del calor y admiten el "intercambio en caliente" en carcasas de servidores o estaciones de trabajo compatibles. El intercambio en caliente permite sustituir la unidad mientras el ordenador está en funcionamiento.

Debido a estas características, las SSD U.2 se dirigen principalmente a usuarios empresariales, centros de datos y estaciones de trabajo profesionales que requieren un rendimiento, estabilidad y fiabilidad extremadamente altos. Son relativamente caras. Las placas base estándar de ordenadores de sobremesa y portátiles suelen carecer de interfaz U.2, y la carcasa del ordenador también necesita un soporte específico. Por tanto, la inmensa mayoría de los consumidores normales casi nunca se encontrarán con este factor de forma.

Por interfaz

La interfaz de la unidad SSD determina cómo se comunica y transfiere los datos con la placa base del ordenador. Piense en ella como la autopista entre la unidad y el ordenador. Las distintas interfaces representan diferentes tipos de carreteras con anchuras y límites de velocidad variables. Por lo tanto, elegir la interfaz adecuada es crucial para lograr el rendimiento deseado. Los principales estándares de interfaz actuales son:

SATA

SATA (Serial ATA) es uno de los estándares de interfaz más extendidos y antiguos, muy utilizado en discos duros mecánicos y en las primeras unidades SSD. La interfaz SATA tiene una forma física específica, un conector plano en forma de "L". Se encuentra en las SSD SATA de 2,5 pulgadas y en algunas SSD M.2 que utilizan el protocolo SATA internamente. Utiliza el protocolo de transferencia de datos AHCI. Su velocidad máxima teórica es de 6 Gbps. Las velocidades reales de transferencia de archivos suelen alcanzar los 550-600 MB/s. Su principal ventaja es una compatibilidad extremadamente alta. Casi todas las placas base de los ordenadores modernos incluyen varios puertos SATA, y es el más asequible. El mayor inconveniente es el límite de velocidad. Para los usuarios que buscan la máxima velocidad, la interfaz SATA ya no es suficiente.

PCIe a través de NVMe

Cuando se necesita una mayor velocidad, el canal PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) combinado con el protocolo NVMe es la solución principal y más potente del momento. Tenga en cuenta dos puntos clave: el canal físico es PCIe y el protocolo de comunicación es NVMe. NVMe, que significa NVM Express, es un protocolo moderno diseñado específicamente para el almacenamiento flash de alto rendimiento. Es mucho más eficiente que el antiguo protocolo AHCI utilizado para SATA.

Esta combinación se conecta principalmente a la placa base a través de la interfaz M.2 o la interfaz U.2. Muy pocas unidades SSD se fabrican como tarjetas de expansión PCIe conectadas directamente a la ranura PCIe de una placa base. El rendimiento es impresionante porque el canal PCIe actúa como una autopista de varios carriles. Las velocidades reales dependen de la versión de PCIe que admita la placa base y del número de carriles asignados a la SSD. Por ejemplo, la configuración común PCIe 3.0 x4 tiene una velocidad máxima teórica de unos 3500 MB/s. La nueva PCIe 4.0 x4 duplica esta cifra hasta los 7.000 MB/s. La última PCIe 5.0 x4 ofrece otro salto significativo. Por tanto, las unidades SSD con interfaz M.2 NVMe y U.2 representan las unidades SSD de consumo más rápidas disponibles en la actualidad. Antes de comprarlas, confirme que su placa base es compatible con NVMe y puede proporcionar la versión PCIe y la configuración de carriles necesarias.

USB

Estas interfaces (especialmente USB 3.x / USB4 / Thunderbolt) se utilizan principalmente para SSD portátiles externas. Una SSD externa suele contener un núcleo SSD interno estándar, como una unidad M.2 NVMe o SATA, alojado dentro de una carcasa con la interfaz externa. Los puertos físicos habituales son USB de tipo A o el más avanzado de tipo C. La transferencia de datos utiliza el protocolo USB Mass Storage.

El principal valor de estas interfaces es su excelente portabilidad y capacidad plug-and-play, también conocida como hot-swap. Esto las hace ideales para el trabajo móvil, las copias de seguridad o el intercambio de datos entre distintos dispositivos. Sin embargo, su límite de velocidad depende en gran medida de la versión USB. El USB 3.2 Gen 1 convencional ofrece hasta unos 500 MB/s. Las opciones más rápidas incluyen USB 3.2 Gen 2 a unos 1000 MB/s. Las interfaces de gama alta, como USB 3.2 Gen 2×2, USB4 o Thunderbolt, pueden ofrecer velocidades de 2000-4000+ MB/s o superiores. Es fundamental tener en cuenta que, aunque la unidad interna sea una SSD NVMe de alto rendimiento, la velocidad final de transferencia de archivos no puede superar el límite teórico de la propia interfaz USB.

Por despliegue

En función de su lugar de instalación y uso, las unidades SSD se dividen principalmente en dos categorías: internos y externos.

SSD interno

Una SSD interna se instala dentro del dispositivo informático. Se conecta a interfaces dedicadas proporcionadas por la placa base, como el puerto SATA, la ranura M.2 o la interfaz U.2 mencionada anteriormente. En este despliegue, las SSD desempeñan principalmente dos funciones: Unidad de sistema o unidad de almacenamiento interno: como unidad de sistema, alberga el sistema operativo y el software de uso frecuente, lo que determina directamente los tiempos de arranque y la capacidad de respuesta de las aplicaciones. Como almacenamiento interno, contiene juegosarchivos de gran tamaño, bibliotecas multimedia, etc. Cuando se conectan internamente, especialmente a través de canales PCIe de alta velocidad como M.2 NVMe, el potencial de rendimiento de la SSD se aprovecha al máximo.

Las formas más comunes son la unidad SATA de 2,5 pulgadas, la unidad M.2 (ya sea SATA o con protocolo NVMe) y la unidad U.2 orientada a empresas. Sus principales ventajas son el rendimiento que alcanza los límites de sus especificaciones (limitado por la interfaz), la no necesidad de carga externa y la ausencia de cables de alimentación independientes, ya que la placa base suele alimentarla directamente. La desventaja es su ubicación fija. Sólo se puede acceder a los datos dentro de ese dispositivo concreto, por lo que carece de portabilidad.

SSD externo

Una unidad SSD externa se encuentra fuera del dispositivo informático y se conecta mediante un cable a un puerto USB o, a veces, a un puerto Thunderbolt. Suelen tener una carcasa portátil. El objetivo principal de estas unidades SSD es portátilalmacenamiento móvil. Su mayor valor reside en la portabilidad y la capacidad plug-and-play, o hot-swap. Puede mover o compartir fácilmente grandes cantidades de datos entre distintos ordenadores, como los de la oficina, los domésticos y los portátiles, o incluso algunos dispositivos compatibles con almacenamiento USB, como videoconsolas o televisores. Cuando se viaja, una SSD externa compacta proporciona un espacio de almacenamiento móvil considerable.

Una SSD externa es esencialmente una SSD interna combinada con una carcasa adaptadora de interfaz, a menudo denominada carcasa de unidad o carcasa portátil. La unidad de almacenamiento principal dentro de la carcasa puede ser una SSD SATA de 2,5 pulgadas o una SSD M.2 más pequeña (protocolo SATA o NVMe). Sin embargo, independientemente de lo rápida que pueda ser la unidad SSD NVMe interna, la velocidad de transferencia global de la unidad SSD externa está estrictamente limitada por el índice de velocidad de la interfaz USB o Thunderbolt. Por ejemplo, una unidad externa que contenga una unidad SSD NVMe interna de gama alta conectada a través de un puerto USB 3.0 alcanzará como máximo el límite de velocidad USB 3.0, unos 500 MB/s, muy por debajo del rendimiento interno de esa unidad NVMe.

Las ventajas de las unidades SSD externas son evidentes: son compactas y ligeras, muy cómodas de usar, ofrecen aislamiento físico de los datos para una mayor seguridad y satisfacen las necesidades de compartir datos entre dispositivos. Sus limitaciones son la velocidad limitada por la interfaz externa y la dependencia de un cable de conexión, que a veces requiere un cable de alimentación independiente, aunque la mayoría obtienen suficiente energía del USB.

En resumen, la elección de la implantación depende del objetivo principal: elija una unidad SSD interna para obtener el máximo rendimiento como almacenamiento interno principal; elija una unidad SSD externa para los datos que necesite transportar físicamente y compartir fácilmente entre distintos dispositivos. Recuerde que el cuello de botella de la velocidad de las SSD externas es su interfaz externa, no el potencial de la unidad interna.

Por plataforma de destino

Las unidades SSD no son todas iguales. Diferentes objetivos de diseño y grupos de usuarios finales dan lugar a líneas de productos con posiciones distintas. Las principales categorías son:
  • Consumidor/cliente: Dirigido al público en general.
  • Empresa: Diseñada para entornos exigentes.

SSD de consumo

Las unidades SSD de consumo se dirigen al amplio mercado de usuarios particulares. Por ejemplo, usuarios domésticos, estudiantes, jugadores y creadores que editen fotos y vídeos en situaciones profesionales no intensivas. El principio básico de diseño es encontrar el mejor equilibrio entre rendimiento, capacidad, fiabilidad y precio. En cuanto al rendimiento, suelen ser lo bastante rápidas como para mejorar significativamente el uso diario, haciendo que el sistema responda y reduciendo drásticamente los tiempos de carga de los juegos. Las principales opciones actuales utilizan el protocolo NVMe sobre canales PCIe o la interfaz SATA, y las SSD NVMe se están convirtiendo en la opción preferida para nuevas construcciones o actualizaciones.

Las opciones de capacidad son muy amplias, desde las básicas de 250 GB/500 GB hasta las convencionales de 1 TB/2 TB, pasando por las de 4 TB o más que ofrecen algunos fabricantes para satisfacer distintas necesidades de almacenamiento. La mayoría utilizan el tipo TLC Chips de memoria flash NAND para equilibrar rendimiento y coste. Algunos modelos que persiguen la máxima capacidad a bajo precio pueden utilizar QLC. Su resistencia, medida normalmente en "Bytes totales escritos" o TBWes suficiente para varios años de uso normal. Los fabricantes suelen ofrecer una garantía limitada de 3 a 5 años. En resumen, el núcleo de las unidades SSD de consumo es ofrecer un rendimiento adecuado, una calidad fiable y un valor tangible, satisfaciendo la gran mayoría de las necesidades informáticas cotidianas y de entretenimiento.

SSD para empresas

Las unidades SSD para empresas se dirigen a los usuarios de servidores de centros de datos, grandes matrices de almacenamiento, clusters informáticos de alto rendimiento y estaciones de trabajo empresariales críticas. Las exigencias en estos entornos son extremadamente estrictas. Las prioridades de diseño son una fiabilidad extrema, una resistencia sin igual, un rendimiento estable bajo cargas pesadas continuas y un rendimiento de primer nivel, especialmente en la gestión de cantidades masivas de pequeñas operaciones aleatorias de lectura/escritura. El requisito de estabilidad es un funcionamiento 24/7 sin interrupciones ni fallos. Para garantizar la seguridad de los datos, incorporan funciones mejoradas como la protección contra la pérdida de alimentación para evitar la pérdida de datos durante los cortes, la protección de datos de extremo a extremo para garantizar la integridad durante las transferencias y la compatibilidad con el intercambio en caliente para sustituir las unidades sin apagar el servidor.

En cuanto a los componentes internos, las unidades SSD para empresas suelen utilizar memoria flash NAND de mayor calidad. Por lo general, se trata de memoria eTLC de grado empresarial especialmente optimizada, que es más tolerante a la escritura y más duradera que la memoria TLC de consumo, o de tecnologías que simulan el rendimiento de la SLC mediante un almacenamiento en caché más inteligente. La diferencia más significativa es su resistencia a la escritura TBW, a menudo varias veces o incluso docenas de veces superior a la de las unidades de consumo de capacidad similar. Se presentan principalmente en formato U.2, aunque algunos modelos de gama alta utilizan formatos M.2 o EDSFF más grandes para satisfacer las demandas de refrigeración y carga de trabajo sostenida. Las unidades SSD para empresas rara vez se venden al por menor y son mucho más caras que los productos de consumo. El soporte suele implicar acuerdos de servicio personalizados a largo plazo. En esencia, las unidades SSD para empresas son herramientas profesionales creadas para entornos empresariales de alta intensidad, críticos y de misión crítica, que sacrifican el coste para lograr una fiabilidad sólida como una roca en el centro de datos.

Por tipo de memoria flash

El rendimiento, el precio y la durabilidad de una SSD vienen determinados en gran medida por sus tecnologías clave internas. Entre ellas, el tipo de celda de memoria flash NAND es el factor más importante. La memoria flash NAND es donde se almacenan los datos en última instancia, de forma similar a las estanterías de un almacén. En función de cuántos bits de datos puede contener cada celda de almacenamiento, los principales tipos son:

SLC (célula de un solo nivel)

Cada celda almacena 1 bit de datos. Es lo máximo en rendimiento, resistencia y estabilidad. Es el más rápido, tiene la latencia más baja y la vida útil más larga. Puede soportar fácilmente volúmenes de escritura varias decenas de veces superiores a los de otros tipos. Sin embargo, su coste es muy elevado, lo que conlleva menores capacidades y precios caros. Se utiliza principalmente en muy pocos entornos empresariales exigentes o como memoria caché dedicada dentro de otros tipos de SSD.

MLC (célula multinivel)

Cada celda almacena 2 bits de datos. En su día fue el estándar para equilibrar rendimiento y vida útil, pero ha desaparecido del mercado de consumo debido a la presión de los costes. Algunos productos empresariales pueden utilizar eMLC mejoradas, pero es muy poco habitual.

TLC (célula de triple nivel)

Cada celda almacena 3 bits de datos. Es el tipo absolutamente dominante en las unidades SSD de consumo actuales. TLC ofrece un excelente equilibrio entre velocidad, resistencia y coste. Gracias a algoritmos y chips controladores avanzados, su rendimiento es suficiente para la gran mayoría de usuarios, y su resistencia es adecuada para años de uso diario. La mayoría de las unidades SSD de consumo de gama media a alta que se compran, incluidas las SSD NVMe de alto rendimiento, utilizan memoria TLC.

QLC (célula de cuatro niveles)

Cada celda almacena 4 bits de datos. La principal ventaja de QLC es su mayor densidad de almacenamiento, que permite mayores capacidades, como 2 TB, 4 TB o incluso 8 TB, a precios más bajos. La ventaja económica es significativa. Sin embargo, sus inconvenientes son evidentes: la resistencia a la escritura es significativamente inferior a la de TLC, las velocidades de escritura son notablemente más lentas y la capacidad de retención de datos y la estabilidad son ligeramente inferiores a las de TLC. Las SSD QLC son las más adecuadas para usuarios con un presupuesto ajustado que necesiten capacidades muy grandes, principalmente para tareas de lectura intensiva. Por ejemplo, se pueden utilizar como unidad de biblioteca de juegos o unidad de almacenamiento multimedia para instalar muchos juegos o almacenar películas y música.
En la actualidad, las SSD se han convertido en la solución de almacenamiento de uso generalizado, desde ordenadores personales hasta centros de datos, gracias a su velocidad, silencio y fiabilidad inigualables. En el espacio de consumo, las SSD NVMe de alto rendimiento, especialmente las que utilizan PCIe 4.0/5.0, se están convirtiendo rápidamente en estándar y en la opción preferida para los nuevos sistemas. La tecnología QLC de gran capacidad también sigue reduciendo el coste por gigabyte. De cara al futuro, tecnologías como un mayor ancho de banda de transmisión, la próxima generación de NAND 3D con más capas e incluso la computación en memoria seguirán impulsando las SSD hacia capacidades aún mayores, velocidades más rápidas y una mayor eficiencia energética.
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