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====== SSD ======

Les [[wpfr>SSD]], de l'anglais "//Solid-State Drive//", rarement traduit en français "disque électronique"((ou encore selon [[https://www.culture.fr/franceterme/terme/INFO865|France Terme]] : "disque statique à semi-conducteurs", ou abrégé en "disque statique")), sont des appareils servant à stocker des données, qui remplacent de plus en plus les [[:disque dur|disques durs]] dans nos ordinateurs.

Un disque dur traditionnel est constitué de plateaux magnétiques en rotation et de têtes de lecture mobiles alors qu'un SSD est équipé de [[wpfr>mémoire flash]]. Fondamentalement il s'agit de simples puces, soudées à un circuit imprimé. Contrairement au disque dur il ne comporte aucune partie mécanique, il ne s'agit pas de disques, et l'appellation « disque électronique » ou « disque SSD » est donc plutôt un abus de langage.

Leurs avantages sur les disques durs sont :
  * rapidité incomparable, qu'il s'agisse du débit, et encore plus des temps d'accès
  * économes en énergie
  * parfaitement silencieux
  * meilleure fiabilité (meilleure longévité et meilleure résistance aux chocs)(([[wpfr>Les Numériques]] : [[https://www.lesnumeriques.com/ssd/une-etude-prouve-que-les-ssd-sont-plus-fiables-que-les-disques-durs-sur-le-long-terme-n191687.html|Une étude prouve que les SSD sont plus fiables que les disques durs sur le long terme]]))((**(//en//)** //[[https://www.enterprisestorageforum.com/hardware/life-expectancy-of-a-drive/|Life Expectancy of a Drive: HDD, SSD, and Flash]]//))
  * plus légers
  * plus petits (leur conception permet la miniaturisation), par conséquent...
  * capacité maximale supérieure dans un même volume
  * pas de délai de sortie de veille (les plateaux des disques durs s'arrêtent pour économiser l'énergie et prennent plusieurs secondes à être relancés)
  * absence d'effet de la fragmentation, étant donné qu'il n'y a plus besoin de déplacer de tête de lecture

Leur seul inconvénient est //a priori// leur prix, à capacité équivalente. Il arrive aussi que certains modèles chauffent, lorsqu'ils sont particulièrement sollicités.((On peut y fixer des [[wpfr>Dissipateur_thermique|dissipateurs thermiques]] pour les refroidir.))

===== Performances =====

Les SSD étant largement plus rapides que les disques durs, ils sont devenus la norme pour le déploiement d'un système d'exploitation, tel qu'Ubuntu.

En effet, en informatique presque tout est fichier, et l'activité principale de l'OS pendant le démarrage ou le lancement d'une application est de lire du contenu du support de stockage pour le copier en mémoire vive (qui est infiniment plus rapide pour travailler).
C'est le matériel de stockage qui est le maillon faible dans ces échanges, et utiliser un SSD plutôt qu'un disque dur pour le système accélère considérablement le temps de démarrage ou du lancement de n'importe quel programme (en plus de celui du chargement des fichiers évidemment), et donc la réactivité générale du système.

Cette norme étant de plus en plus établie, il arrive que l'installation de certaines [[:distributions]] ou l'utilisation de certains logiciels sur un disque dur engendrent des erreurs parfois fatales (par délai d'attente expiré ou //timeout//).

Il est donc généralement considéré depuis quelques années qu'Ubuntu doit être installé sur un SSD pour fonctionner confortablement.((**(//en//)** Voir les //[[https://help.ubuntu.com/community/Installation/SystemRequirements|system requirements]]// officiels.))

<note>C'est aussi vrai pour les [[:virtualisation|machines virtuelles]].</note>

Même pour le stockage des fichiers multimédia les plus lourds, la [[#types_de_cellules|NAND QLC]] par exemple permet d'accélérer très largement les recherches et les accès, pour un tarif peu supérieur aux disques durs à capacité égale (et sans en avoir les multiples défauts). On réserve désormais les disques durs à la [[:sauvegarde]], ou au stockage de fichiers lourds et peu sollicités (on parle de //[[wpfr>données froides]]//).

===== Utilisation avec Ubuntu =====

Ubuntu gère parfaitement les SSD par défaut, il n'y a aucune modification à apporter au système pour qu'il gère au mieux un SSD.

Techniquement, la seule optimisation fournie par le système d'exploitation par rapport à un disque dur est celle qu'apporte la commande [[#TRIM]], qui est par défaut exécutée automatiquement par Ubuntu en arrière-plan.

<note important>Les premiers SSD diffusés sur le marché n'étaient pas très fiables, avec des nombres maximum de cycles d'écritures particulièrement limités. Cela a pu engendrer certains préjugés et idées reçues persistantes concernant leur durabilité générale.

Est finalement constatée une durée de vie moyenne des SSD //supérieure// à celle des disques durs depuis déjà un certain nombre d'années (avant 2020). À l'échelle d'une génération de matériel, soit une dizaine d'années, un SSD peut donc être utilisé pour le système sans optimisation autre que les réglages par défaut d'Ubuntu.\\
//- Il est par contre évidemment toujours aussi indispensable d'effectuer des [[:sauvegarde|sauvegardes]] régulières de vos précieuses données.//

La plupart des "astuces" et autres "optimisations" qu'on trouve malheureusement en quantité sur le web sont donc au mieux inutiles, et risquent seulement de ralentir fortement votre système, ou de lui faire perdre certaines fonctionnalités utiles.
</note>

Un SSD se [[:partitions|partitionne]] de la même manière qu'un disque dur traditionnel.

<note tip>
L'idéal pour un ordinateur personnel peut être d'utiliser deux [[#types_de_cellules|types de supports]] : un petit très rapide pour le système d'exploitation, et un autre de grande capacité offrant un meilleur rapport capacité / prix pour le stockage des données personnelles.

Pour mettre en place une telle configuration, vous pouvez vous aider de [[:partitions_data|cette documentation]].
</note>

===== Formats et Connexions =====

Il en existe de diverses formes, utilisant différents connecteurs :
  * format **2,5"** (2,5 pouces) avec connecteur **[[wpfr>Serial_ATA|SATA]]**, ils sont au format des disques durs qui équipaient les ordinateurs portables et utilisent la même connexion.
  * format et connexion **[[wpfr>mSATA]]**, qui est une connexion similaire au **[[wpfr>Serial_ATA|SATA]]**, en plus petit.
  * format **[[wpfr>M.2]]** avec connexion **[[wpfr>mSATA]]**
  * format **[[wpfr>M.2]]** avec connexion  **[[wpfr>NVMe]]**. Cette connexion est en fait un autre nom pour le [[wpfr>PCIe]] (//PCI Express//), qu'on a plutôt l'habitude d'utiliser pour des cartes réseau, cartes son, contrôleurs ou autres extensions générales de la carte mère. C'est une connexion plus directe avec le système, et la meilleure à l'heure actuelle pour un SSD grand public : elle autorise les meilleures performances.

Le format [[wpfr>M.2]], est très petit (22 mm de large) et existe en plusieurs longueurs : 2242 (42 mm de long), 2260, 2280 (22mm x 80mm).

<note warning>
À l'achat d'un SSD M.2, vérifiez bien le format du connecteur !

Il en existe de très similaires mais parfois incompatibles. Voir ce schéma (tiré de [[wpfr>M.2|cette page]] Wikipédia) :

{{https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/ed/M2_Edge_Connector_Keying.svg/640px-M2_Edge_Connector_Keying.svg.png?320}}
</note>

<note>
Comme pour les disques durs, il existe aussi des SSD **externes**. Il s'agit la plupart du temps de SSD internes standards, au format 2,5" ou M.2, intégrés avec une interface USB<->SATA, USB<->mSATA, ou USB<->NVMe dans un boîtier externe.\\ 
Ainsi on peut aussi acheter seulement un boîtier externe à un prix raisonnable pour recycler ses anciens SSD, si on ne peut pas les connecter en interne à son ordinateur.
</note>

===== Types de cellules =====

Au cœur d'un SSD les //bits// (les 0 et 1 qui constituent les données informatiques) sont stockés dans ce qu'on appelle une cellule **[[wpfr>Mémoire_flash#NAND|NAND]]** (//NAND cell// en anglais). Il en existe de plusieurs types qui ont une influence sur la durée de vie du matériel, et donc son usage.

Sans trop entrer dans les détails une cellule possède une charge électrique qui prend différentes valeurs, et peut donc stocker plus d'un bit. On parle alors de //multi layer cell// (MLC ou cellule multi-couches). Il en existe de plusieurs types. En fonction de ce type de NAND, on destinera généralement le SSD à différents usages. En 2023 les valeurs générales étaient les suivantes :((D'après **(//en//)** [[https://www.enterprisestorageforum.com/hardware/life-expectancy-of-a-drive/|cet article]].))((Voir aussi [[
https://forum.ubuntu-fr.org/viewtopic.php?pid=22774343#p22774343|ce sujet]] sur le forum.))

* **//Single-Level Cell// (SLC)** : stocke 1 bit unique. La cellule survit à environ **100000** cycles d'écriture.\\ Idéal pour un usage très intensif, mais très onéreux. Ce type de mémoire ne s'adresse pas au grand public.
  * **//Multi-Level Cell// (MLC)** : ce terme est en fait plutôt utilisé spécifiquement pour les cellules pouvant stocker 2 bit. Espérance de vie d'environ **10000** cycles.\\ Convient parfaitement à un système d'exploitation. Si on a beaucoup de données personnelles à stocker (multimédia en particulier), son rapport capacité / prix n'est par contre pas intéressant.
  * **//Triple-Level Cell// (TLC)** : 3 bit. Environ **3000** cycles.\\ C'est généralement un bon rapport qualité / prix, permettant de stocker tous types de données, système d'exploitation comme fichiers multimédia.
    * La **eTCL** (pour //Enterprise Triple-Level Cell//), plus chère, est conçue pour offrir une espérance de vie supérieure (environ **7000** cycles) et donc adaptée aux applications les plus actives (comme un [[:serveur]] pleinement chargé).
  * **//Quad-Level Cell// (QLC)** : 4 bit. Environ **1000** cycles.\\ Pour lui garantir une durée de vie optimale, mieux vaut réserver ces SSD à du stockage qui ne sera pas réécrit très régulièrement (éviter d'y stocker la [[:SWAP]] par exemple). Ce matériel de par son meilleur rapport capacité / prix convient parfaitement au stockage de fichiers multimédia (photos, musiques, vidéos...). Cette technologie permet d'atteindre des niveaux de capacité inédits dans un espace physique restreint (8 To ou plus dans un 2,5").

Sur ce sujet voir aussi [[https://www.kingston.com/fr/blog/pc-performance/difference-between-slc-mlc-tlc-3d-nand|cet article]].(([[wpfr>Kingston_(constructeur)|Kingston]] est un fabriquant de SSD bien connu.))

===== Techniques d'optimisation =====

<note important>Comme indiqué [[#utilisation_avec_ubuntu|ci-dessus]], aucune modification du système n'est nécessaire pour qu'il gère au mieux les SSD.

Sont listées ici //pour information et lexique// les techniques employées par les SSD ou le système pour gérer au mieux le matériel.</note>

==== TRIM ====

Les contrôleurs des SSD écrivent par blocs de 4 ko, mais effacent par blocs beaucoup plus larges, ce qui impose de nombreuses lectures ou de nombreux déplacements pour effacer des blocs, et donc une baisse des performances.\\ 
Linux utilise [[wpfr>Trim_(informatique)|TRIM]] pour réduire, voire supprimer cette baisse de performance en indiquant au contrôleur du SSD quels sont les secteurs inutilisés.((**(//en//)** Voir //[[https://www.digitalcitizen.life/simple-questions-what-trim-ssds-why-it-useful/|What is SSD TRIM, why is it useful, and how to check whether it is turned on]]//.))

Ubuntu effectue cette opération automatiquement et régulièrement avec le programme ''[[man>fstrim]]''.\\
Vous pouvez vérifier son bon fonctionnement avec cette commande :
  systemctl status fstrim
ou, sans doute plus utilement :
  systemctl status fstrim.timer
indique le moment de la prochaine exécution programmée de ''[[man>fstrim]]'' (ligne ''Trigger:'').

<note warning>Attention au fait que la commande TRIM rend la {{tagpage>récupérer|récupération de données}} impossible sur les secteurs concernés.</note>

Voir aussi l'[[https://www.linuxtricks.fr/wiki/linux-lancer-un-trim-sur-le-disque|utilisation de fstrim]] sur //linuxtricks.fr//.

==== Ramasse-miettes ====

(ou **//[[wpfr>Ramasse-miettes_(informatique)|garbage collector]]//**)

Ce mécanisme permet de réorganiser les données sur le support, pour permettre de conserver de bonnes performances après des écritures aléatoires. \\
La plupart des SSD l'intègrent aujourd'hui.

==== Égalisation de l'usure ====

(ou **//[[wpfr>wear levelling]]//**)

C'est un procédé utilisé par les contrôleurs des SSD. Il consiste à répartir l'usure des cellules en écrivant le moins souvent possible dans les mêmes, et en profitant ainsi au maximum du nombre de cycles de lecture-écriture de chacune. Cet algorithme améliore donc la durée de vie des SSD.

On peut estimer l'usure d'un SSD grâce à [[:smartmontools|SMART]] :
  sudo smartctl -a /dev/nvme0
(''nvme0'' [[:partitions#designation_des_partitions_dans_ubuntu|à adapter]] si besoin)\\
La ligne ''Percentage Used'' indique le pourcentage d'usure des cellules. Celui-ci peut dépasser 100%, il est dans ce cas urgent de changer de support !\\
//-- Un SSD sain ne dispense en aucun cas de [[:sauvegarde|sauvegarder]] régulièrement.//

La commande [[#TRIM]] permet d'augmenter la quantité de cellules considérées comme vides par le SSD et donc d'améliorer cette opération. Grâce à TRIM, plus le SSD contient d'espace vide, mieux est répartie son usure.

===== Voir aussi =====

* [[:Disque dur]]
  * [[:Partitions]]
  * Impressionnant [[https://youtu.be/5Mh3o886qpg|film éducatif]] expliquant //en détail// le fonctionnement d'un SSD (VO anglaise, sous-titres français disponibles).

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//Contributeurs : Kortex@HFR et Albator((du [[https://forum.hardware.fr/hfr/OSAlternatifs/Hardware-2/recensement-optimisation-conseils-sujet_69473_1.htm|forum.hardware.fr]], un grand merci à eux)), [[:utilisateurs:krodelabestiole]]//

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