El tipo de unidades elegidas para un subsistema de almacenamiento puede tener un impacto sustancial en el rendimiento general de los sistemas y aplicaciones que las utilizan. En este artículo, analizaremos de cerca las diferencias entre HDD, SSD SATA y SSD NVMe.
Los HDD, o unidades de disco duro, son dispositivos mecánicos que almacenan y recuperan datos magnéticamente mediante platos y cabezales móviles de lectura/escritura. Las SSD son unidades de estado sólido que almacenan datos en la memoria flash y no contienen partes móviles como las HDD.
La forma en que se construyen los HDD, los SSD SATA y los SSD NVMe y la transferencia de datos da como resultado diferencias sustanciales en las métricas de rendimiento medibles, como la latencia y el rendimiento. Estas diferencias pueden influir en su decisión de elegir una solución en particular.
SATA y NVMe se refieren a las diferentes interfaces utilizadas para transferir datos desde un dispositivo de almacenamiento a un sistema o bus. Serial Advanced Technology Attachment, o SATA III, es la interfaz utilizada por los HDD y también por los SSD. Fue creado para reemplazar la interfaz PATA envejecida y que ya no se usa. SATA se creó antes de que se consideraran los SSD para uso general. El estándar NVMe se desarrolló para permitir que los SSD funcionen a las velocidades que su memoria flash es capaz de alcanzar. La interfaz SATA es un factor limitante en la transferencia de datos, la latencia y el rendimiento general. 
Diferencias en latencia
La latencia se puede definir como el retraso antes de que comience una transferencia de datos después de una instrucción para su transferencia. A menudo se mide en milisegundos. En nuestro caso, analizaremos las diferencias en la latencia cuando busquemos archivos para cada uno de los tres tipos de unidades en revisión.
Las diferencias de latencia entre HDD y SSD se deben principalmente a la ausencia de piezas móviles en las unidades de estado sólido. La latencia del HDD está influenciada por el tiempo requerido para que el disco gire a la posición adecuada para que los cabezales de lectura/escritura accedan a los datos solicitados. Por lo tanto, la latencia del disco duro se ve afectada por la velocidad del eje del dispositivo. Una unidad que gira más rápido da como resultado tasas de latencia más bajas para los discos duros.
| Velocidad del eje (RPM) | Latencia de rotación (ms) |
| 4200 | 7.14 |
| 5400 | 5,56 |
| 7200 | 4.17 |
| 10.000 | 3.0 |
| 15.000 | 2.0 |
Los SSD no tienen partes móviles que deban colocarse antes de poder leer o escribir datos. Por ejemplo, la latencia de una SSD SATA Intel S4510 empresarial común es de 36 µs o 0,036 ms. El Optane DC P5800X empresarial de Intel es tan bajo como 5 µs o 0,005 ms. Esto da como resultado un rendimiento mucho más rápido y la satisfacción del usuario.
La diferencia en la velocidad de acceso y la latencia tiene un tremendo impacto en la experiencia del usuario final del sistema. Los usuarios son notoriamente impacientes cuando se enfrentan a tiempos de espera en un sitio web, y rápidamente hacen clic para buscar alternativas. Lo mismo puede decirse de las bases de datos corporativas o cualquier tipo de caso de uso rico en datos. Los sistemas diseñados para uso interno que exigen un alto rendimiento se benefician del uso de SSD como su solución de almacenamiento, ya que una reducción de 5 segundos por uso en el transcurso de cada día laboral durante un año puede sumar un gran aumento de la eficiencia tanto para las horas de trabajo como para la moral. del empleado que utiliza el sistema.
Diferencias en IOPS
IOPS significa operaciones de E/S por segundo. Nos dice cuántas solicitudes de E/S por segundo puede manejar el sistema de almacenamiento para una carga de trabajo particular. El IOPS máximo de los HDD es de alrededor de 400. En comparación, los SSD pueden ofrecer velocidades mucho más altas. Siguiendo con las unidades Intel, el SSD Intel S4510 SATA es capaz de 97 000 IOPS de lectura aleatoria y 32 000 IOPS de escritura aleatoria. Cuando da el salto a NVMe, puede elegir diferentes unidades de rendimiento, como la unidad Intel P5800X Optane, que tiene una capacidad de 1 500 000 en IOPS de lectura y escritura aleatorias. Esta es una gran diferencia si considera que la mayoría de las matrices RAID tendrán al menos 4 unidades de cada tipo en un entorno empresarial.
La diferencia en IOPS puede ser importante para ciertos tipos de aplicaciones y patrones de uso. Los sistemas que son utilizados esporádicamente por un número limitado de usuarios pueden funcionar de manera confiable utilizando dispositivos de almacenamiento HDD en una matriz RAID empresarial; sin embargo, el rendimiento puede ser un problema según el caso de uso. A medida que aumenta la demanda simultánea de los dispositivos, los SSD que pueden manejar el aumento del tráfico darán como resultado un sistema con mayor capacidad de respuesta que satisfará las expectativas del usuario y, al mismo tiempo, no causará cuellos de botella que podrían hacer que otros sistemas esperen a que los datos continúen procesando sus trabajos.
Diferencias en rendimiento
El rendimiento mide la tasa de transferencia de datos hacia y desde un dispositivo de almacenamiento en megabytes por segundo. El rendimiento puede verse afectado por el tamaño del bloque, el tipo de RAID o un solo dispositivo, las interfaces y los protocolos utilizados para mover datos, y más. Estos son algunos de los factores que definen la velocidad máxima de transferencia de datos que verás en el mundo real. Un SSD PCI-e 4.0 NVMe de nivel empresarial puede ver hasta 7,2 GBPS. Las características de latencia e IOPS de un dispositivo de almacenamiento también afectan su rendimiento, ya que si no puede recuperar la información lo suficientemente rápido, no podrá proporcionar suficientes datos para llenar el rendimiento disponible.
| Tipo de dispositivo | Rendimiento |
| HDD | 150 MB/seg |
| SSD SATA | 600 MB/seg |
| SSD NVMe | 7200 MB/seg |
El rendimiento puede ser más o menos importante según el escenario de uso específico. Puede ser un factor crítico en los sistemas diseñados para la recuperación ante desastres que necesitan mover datos lo más rápido posible para evitar interrupciones prolongadas. Los sistemas que entregan archivos grandes o transmiten contenido a los usuarios deben proporcionar un rendimiento adecuado o corren el riesgo de degradar la experiencia del usuario.
Las pequeñas diferencias pueden causar problemas
Las diferencias medidas en milisegundos pueden parecer irrelevantes y, en algunos casos, lo son. Pero un dispositivo de almacenamiento no funciona en el vacío, y muchos otros factores contribuyen al rendimiento general del sistema y la satisfacción del usuario. Uno de los aspectos a tener en cuenta a la hora de elegir dispositivos de almacenamiento es el tipo de uso que esperan recibir.
La cantidad de usuarios simultáneos esperados es un factor importante para determinar cuánta latencia puede tolerar el sistema. Un ejemplo simple demostrará este punto. Tenga en cuenta cómo el rendimiento se degrada rápidamente al usar HDD, con una latencia promedio de 3 ms a medida que aumenta la cantidad de usuarios. Recuerde que 1000 ms equivalen a un segundo y lo siguiente es solo una referencia, ya que en el mundo real el rendimiento no se escala linealmente como se muestra a continuación. La caída del rendimiento no se mantendría estática con la misma cantidad de CPU y RAM, ya que tendría cuellos de botella adicionales una vez que su aplicación alcance un mayor número de usuarios.
| Usuarios | Latencia total en ms |
| 1 | 3 |
| 10 | 30 |
| 50 | 150 |
| 500 | 1500 |
| 5000 | 15.000 |
| 50.000 | 150.000 |
A medida que aumenta el número de usuarios, la latencia se convierte rápidamente en un problema grave. En el nivel de usuario 500, el tiempo de espera ha aumentado a 1,5 segundos. Cuando 50.000 usuarios acceden al sistema, el tiempo de espera se acerca a los 150 segundos o dos minutos y medio. Esta cantidad de latencia es inaceptable en cualquier aplicación.
Estas estadísticas teóricas son interesantes, pero en el mundo real, los sistemas fallarán mucho antes de que el tiempo de espera alcance los 150 segundos. Un tiempo de espera de varios segundos conducirá rápidamente a un sistema abrumado que no puede seguir el ritmo de las solicitudes de los usuarios y se bloquea.
Los sistemas que necesitan dar servicio a un gran número de usuarios simultáneamente se beneficiarán del uso de unidades SSD más rápidas. Lo que al principio parece ser una diferencia relativamente pequeña en el rendimiento, afectará rápidamente la satisfacción del usuario y hará que el sistema quede inutilizable. Es mejor planificar y configurar su almacenamiento para la posibilidad de un uso adicional en lugar de tratar de arreglárselas con el rendimiento y el rendimiento mínimos.
Imagínese lo mal que le iría a una gran empresa como Walmart si hubiera un retraso de respuesta de dos minutos al acceder al sitio. Los sistemas comerciales y de misión crítica no pueden tolerar una latencia excesiva y, a menudo, necesitan utilizar las opciones de almacenamiento más rápidas disponibles.
Las unidades adecuadas para situaciones específicas
No todos los escenarios de uso de almacenamiento digital son iguales. Hay usos para los tres tipos de dispositivos de almacenamiento que hemos discutido. A pesar del rendimiento más rápido y el factor de forma más pequeño de los SSD, no hay señales de un fin inminente de las ventas de HDD.
Los proveedores de la nube están aprovechando las mejoras en la tecnología HDD realizadas por los principales fabricantes como Western Digital y Seagate. La demanda de una capacidad de almacenamiento virtualmente infinita aumenta cada día a medida que las empresas basadas en datos crean lagos de datos para manejar sus activos de big data. Los proveedores están haciendo un uso estratégico de las unidades de disco duro donde tiene sentido, al tiempo que ofrecen a los clientes soluciones SSD de alta velocidad para cargas de trabajo de misión crítica.
Los datos archivados o la información a la que rara vez se accede se pueden almacenar de forma segura en discos duros. La latencia reducida y el mayor rendimiento de los SSD no son necesarios para este tipo de datos y no justifican el aumento de los costos. Un breve retraso en el tiempo de respuesta no afectará significativamente a los usuarios.
Los servidores web y las bases de datos que necesitan manejar las solicitudes de los usuarios rápidamente se benefician del uso de SSD. En muchos casos, los discos duros darían lugar a tiempos de espera inaceptables. A medida que aumenta la cantidad de usuarios simultáneos, la importancia de usar SSD de mayor rendimiento se vuelve más importante y puede marcar la diferencia entre un negocio en línea exitoso o uno que fracasa debido a la insatisfacción del cliente.
Soluciones de almacenamiento de Atlantic Net 
Atlantic.Net ofrece a sus clientes de alojamiento VPS implementaciones RAID de alta velocidad utilizando SSD SATA o NVMe. Las ofertas estándar incluyen SATA SSD RAID 1, SATA SSD RAID 10 y NVMe SSD RAID 10. La opción completa de Atlantic permite a los clientes adaptar sus subsistemas de almacenamiento para satisfacer las necesidades únicas de su negocio. Las soluciones tipo HDD son una opción para ciertos requisitos, construiremos la solución a la medida de sus necesidades.
La combinación correcta de dispositivos de almacenamiento proporciona el nivel deseado de rendimiento sin incurrir en costos innecesarios. Comprender los sistemas y las aplicaciones que utilizarán el sistema de almacenamiento es clave para tomar la decisión correcta.