Le stockage flash est un type de technologie de mémoire qui permet un accès plus rapide aux données en les stockant directement sur des disques à l’état solide (SSD) au lieu du traditionnel disque dur (HDD). Cela signifie que les données stockées sur un système de stockage flash sont accessibles plus rapidement qu’à partir d’un disque dur. Et comme cette technologie de mémoire ne fait appel à aucune pièce mobile, elle est beaucoup plus fiable qu’un disque dur. Voyons de plus près comment fonctionne le stockage flash.
Comment fonctionne le stockage flash ?
À son niveau le plus basique, le stockage flash est composé d’assemblages de circuits intégrés avec des puces de mémoire non volatile qui permettent aux utilisateurs de stocker et de récupérer des données rapidement. Ces circuits sont connectés à un contrôleur, qui est chargé de gérer le flux de données vers et depuis le dispositif. Le contrôleur effectue également d’autres tâches importantes, telles que la vérification des erreurs et le contrôle de l’usure, ce qui contribue à prolonger la durée de vie du dispositif en garantissant que toutes les cellules de la matrice sont utilisées de manière égale au fil du temps.
La mémoire flach non volatile
NAND est une forme de mémoire flash non volatile qui peut conserver des données même lorsqu’elle est déconnectée d’une source d’alimentation. Ce type de mémoire (voir également notre article sur la RAM) est devenu très populaire dans divers domaines, notamment entre les disques de stockage internes comme les SSD et les clés de stockage USB externes de faible capacité, ou intégré dans des appareils portables comme les appareils photo numériques et les téléphones portables. Sa capacité à conserver les données sans électricité est la principale caractéristique qui la rend attrayante pour de nombreux fabricants d’appareils et consommateurs. Par exemple, la technologie NAND permet aux utilisateurs de conserver en toute sécurité leurs photos et leurs vidéos sans se soucier d’une éventuelle interruption de l’approvisionnement en électricité ou de l’autonomie de la batterie. Il existe différents types de NAND qui stockent différentes quantités de bits par cellule, allant de 8 bits à 128 bits, en fonction de la quantité de mémoire nécessaire pour un appareil ou une application donnée. En substance, chaque bit stocké représente une charge électrique dont la valeur est soit 0, soit 1, essentiellement un interrupteur marche/arrêt indiquant la présence ou l’absence de données.
Les différentes formes de stockages flash
Les systèmes de stockage flash se présentent sous plusieurs formes, notamment les technologies SLC (single-level cell), MLC (multi-level cell), eMLC (enterprise MLC), TLC (triple-level cell) et QLC (quad-level cell). Chaque type présente ses propres avantages et inconvénients en fonction de vos besoins et de votre budget. Par exemple, la technologie SLC offre des vitesses d’écriture rapides mais est beaucoup plus chère que les technologies TLC ou QLC, tandis que la technologie MLC offre de bonnes performances de lecture/écriture à un prix abordable. En général, vous choisirez l’eMLC si vous avez besoin d’une plus grande durabilité ou le TLC si vous recherchez des vitesses d’écriture plus rapides mais que vous n’êtes pas contre le fait de sacrifier une certaine longévité en échange d’économies. Enfin, le QLC offre des prix plus bas mais des performances plus lentes par rapport aux autres types de systèmes de stockage flash.
Les technologies SLC
La technologie SLC (Single-Level Cell) est une avancée majeure dans le domaine de la mémoire flash qui a considérablement amélioré la capacité à stocker de grandes quantités de données avec précision et rapidité dans un espace limité. La technologie SLC fonctionne en tirant parti d’une méthode « binaire » innovante qui permet à chaque cellule de stockage de contenir un seul bit de données, soit 1 ou 0. La technologie SLC fonctionne en tirant parti d’une méthode « binaire » innovante, qui permet à chaque cellule de stockage de contenir un seul bit de données, soit un 1 ou un 0. En éliminant les niveaux multiples de la technologie traditionnelle de mémoire flash à trois niveaux, la technologie SLC offre des performances supérieures et réduit la complexité de programmation associée à l’écriture de données sur des densités plus faibles. Cela la rend très efficace pour des tâches telles que le démarrage d’un système d’exploitation ou la récupération de gros blocs de fichiers sur un périphérique de stockage.
Les technologies MLC
La technologie de la mémoire à cellules multi-niveaux (MLC) a changé la façon dont l’électronique stocke les données, en permettant de stocker plus de bits d’information dans le même espace. Cela est possible grâce à la mémoire flash NAND MLC, qui utilise plusieurs niveaux par cellule et utilise moins de transistors tout en stockant davantage de données. Quel que soit le lieu ou le mode de vie, ce type de mémoire permettra à toutes sortes d’utilisateurs de stocker des informations numériques de manière sûre et fiable, avec une efficacité de stockage plus grande que jamais.
Les technologies eMLC
C’est un peu différent de la technologie MLC. Lorsque les IOPS de lecture/écriture de 70/30 représentent une charge de travail standard, il y a généralement beaucoup plus de lectures. En tant que tel, les deux versions de ce SSD ont la même latence de lecture et le SSD eMLC est seulement 85% plus rapide que le SSD MLC. En termes de latence d’écriture cependant, la version MLC a 83% de celle de la version eMLC. Cela signifie que si vous bénéficiez d’une endurance trois fois supérieure en utilisant la version eMLC, vous devez être prêt à accepter une diminution des performances de 15 à 25 %. Le fait que cela en vaille la peine ou non dépend de vos besoins et priorités individuels.
Les technologies TLC
La technologie TLC (triple-level cell flash), également connue sous le nom de MLC-3, 3-bit MLC et X3, est devenue une solution appréciée parmi les solutions de stockage numérique en raison de son prix par gigaoctet. Bien que la technologie TLC ne stocke que trois bits de données par cellule par rapport aux flashes à cellules à un niveau et à cellules à plusieurs niveaux qui en stockent généralement deux, ce facteur est éclipsé par le coût de mise en œuvre. Cela a fait de la technologie TLC un choix intéressant pour les disques durs solides (SSD) d’entreprise et grand public, les cartes de stockage des appareils photo numériques et des téléphones portables, ainsi que les clés USB. Afin d’explorer davantage l’utilisation des TLC, les fabricants de flashes NAND les utilisent sous forme de flashes NAND 3D, avec des cellules de mémoire empilées verticalement sur une seule puce, ce qui en fait une option attrayante pour les applications technologiques courantes.
Les technologies QLC
QLC NAND est une technologie de pointe qui offre une augmentation considérable du stockage par rapport aux autres formes de mémoire flash. Elle peut stocker jusqu’à quatre bits de données par cellule de mémoire, ce qui permet de réduire considérablement le coût par unité de stockage et d’augmenter considérablement la capacité des données contenues dans une seule puce. En plus d’offrir une capacité de stockage accrue, cette forme de NAND facilite également un accès plus rapide par rapport aux flashs NAND TLC (triple-level cell) ou MLC (multi-level cell). Cela est utile pour des applications telles que les jeux et l’édition vidéo, où l’accès aléatoire est crucial pour la réussite. La NAND QLC est le compagnon idéal des appareils grand public qui nécessitent plus de stockage à moindre coût, ce qui en fait un choix idéal pour l’intégration dans des appareils électroniques de toutes sortes.
Les avantages du stockage flash
Le stockage flash offre de nombreux avantages par rapport aux disques durs traditionnels, notamment une vitesse, une fiabilité et une efficacité énergétique accrues, une densité plus élevée par unité de surface, une durée de vie plus longue des produits en raison du nombre réduit de pièces mobiles à l’intérieur du dispositif lui-même, une meilleure résistance aux chocs et aux vibrations en raison de l’absence de composants mécaniques dans le boîtier du dispositif, une consommation d’énergie plus faible en mode de fonctionnement actif et inactif par rapport à un disque dur, une meilleure durabilité environnementale car aucun métal lourd ou matériau dangereux n’est utilisé dans leur processus de production ; de plus, ils génèrent moins de chaleur pendant leur fonctionnement, ce qui réduit encore les coûts de refroidissement associés à leur utilisation simultanée en grand nombre. En outre, grâce à leur faible latence, ils peuvent fournir des débits très élevés, même en traitant simultanément de grandes quantités de données, ce qui les rend idéaux pour des applications telles que les services de jeux en ligne, certains hébergements Web ou les serveurs de cloud computing, où la vitesse et la fiabilité sont des préoccupations primordiales.
R.C.