Lundi, 24 Septembre

Dernière mise à jour24/09/2018 07:50:05 AM GMT

Vous êtes ici Articles Stockage interne, SSD Un ordinateur sans disque dur à base de mémoire flash

Un ordinateur sans disque dur à base de mémoire flash

Envoyer Imprimer
Articles > Disques dur et SSD
Pages : 1 2 3 4 5 Suivante

1 Introduction. 

Si le processeur est le cerveau de nos ordinateurs, le disque dur pourrait être assimilé à sa mémoire au long terme. Or si les processeurs évoluent sans cesse, il en était différent des disques durs dont la technologie ne permettait plus de grosse évolution, mis à part la capacité de stockage qui ne semble pas trouver de limite. Seules des solutions comme le SCSI permettaient encore un petit gain en vitesse et en temps d'accès.

A présent, l'utilisation de mémoire flash et de disques SSD (Solid State Disk : disques durs sans pièces mobiles), permet un changement de technologie, qui ne se traduit pas par un débit supérieur aux disques durs, mais par un temps d'accès aux données bien plus rapide (c'est peu de le dire ! ) : jusqu'à 30 fois plus rapide. Cela confère au SSD une plus grande réactivité qui se traduit par une plus grande vélocité générale du système tout entier. Le tour d'horizon ne serait pas complet si on omettait de parler de la fiabilité accrue du support, de la réduction de la consommation électrique et de la réduction des parasites et du bruit. Bref, que du bon ? Nous allons regarder tout celà en détail dans ce dossier.

Présentation de SanDisk.

SanDisk s'est spécialisé dans les cartes mémoire Flash. Elle s’est forgée au fil des années une solide réputation dans le monde professionnel, et les cartes de type extrême comptent parmi les plus performantes du marché.

Glossaire :

Temps d'accès : Le temps que met le disque à trouver une donnée et à être prêt à la lire. En dessous de la millisecondes pour la mémoire flash, une dizaine de millisecondes pour les disques durs et une centaine de millisecondes pour les lecteurs optiques

Compact Flash ou CF : Le CompactFlash (ou CF) est un type de carte mémoire servant comme unité amovible de stockage de données numériques et est principalement utilisé pour le stockage des photographies dans les appareils photo numériques.

RAID 0 : Un système de répartition des données sur plusieurs disques, permettant une augmentation des performances globales.

Serillel : Adaptateur qui permet de brancher un périphérique IDE sur un connecteur Sata.

 {mospagebreak}

Articles > Disques dur et SSD
Pages : 1 2 3 4 5 Suivante 

2 Présentation et installation

Après vous avoir présenté la dernière Compact Flash de chez SanDisk et expliqué comment s'en servir tel un disque dur (aussi appelés SSD), nous verrons ce qu’elle vaut comparée à un disque dur de dernière génération et, surtout, quelles peuvent être leurs influences sur les performances de la machine.

Pour ce faire, nous comparerons deux installations propres de Windows, strictement identiques, installées respectivement sur notre disque dur et sur la Compact Flash convertie en disque dur.

Machine de test :

Abit AN7 (chipset Nforce 2)
Barton 3200+
1 Giga de DDR Corsair
Disque dur 250 Giga Maxtor Max + 10
Compact Flash SanDisk Extreme IV 8Giga
Adaptateur CF -> IDE MESA
Serillel 2 Abit (livrés avec les NF7S V2.0)

 

Présentation de la mémoire Compact Flash:

La dernière génération de cartes Compact Flash de chez SanDisk, avec l'arrivée de l'extrême IV en 8Go, donne le ton avec des débits 2 fois supérieurs à l'ancienne génération. La carte dont nous allons nous servir annonce un débit de pas moins de 40Mo/s en lecture. Compatible true IDE, elle se voit dotée d'un contrôleur supportant l'Ultra-DMA mode 4, autorisant des débits allant jusqu'à 66 Mo/s.

Cette carte, associée à un petit adaptateur Compact Flash vers IDE, vous permettra d'obtenir l'équivalent d'un disque dur ordinaire sans pièce mobile, ce qui correspond parfaitement à la définition d'un SSD. L'adaptateur devra cependant être compatible Ultra-DMA, afin de permettre le fonctionnement optimal de la Compact Flash en Ultra-DMA mode 4.

Les Compact Flash supportent d'être alimentées indifféremment en 3.3V ou 5V. Les adaptateurs leur fournissent du 5V, ce qui est bon en théorie. Hélas l'Extrême IV en aura choisi autrement, tout transfert sous Windows se révélant impossible à cause d'instabilité de fonctionnement en 5V, lorsque relié a la carte mère par une nappe IDE 80pins. L’emploi d'une nappe IDE 40 pin nous a permis de la faire fonctionner en Ultra-DMA 2 autorisant 33Mo/s ; cependant de nombreuses instabilités apparaissaient, Windows (installé sur la CF) rétrogradant alors le mode de fonctionnement du contrôleur au mode PIO. Ce problème ne s'est posé que pour une connexion en IDE, car en Sata la carte accepte d'être alimentée en 5V ou en 3.3V.

Nous n'avons pas d'explication très claire sur ce sujet. Nous avons testé l'adaptateur et la CF en 5V sur plusieurs cartes mères à base de chipsets différents (Nforce2, Nforce4, Nforce6, P35, 965P) avec à chaque fois les mêmes problèmes. SanDisk n'a pas encore souhaité nous répondre clairement sur ce point, attendons leur réponse qui nous éclairera peut-être.

Une solution consiste à alimenter l'adaptateur non plus en 5V, mais en 3.3V à l'aide d'un fil reliant le brin 5V du minimolex de l'adaptateur à l' un des brins 3.3V du cordon ATX.

L'adaptateur, percé de 4 trous nécessitant des entretoises pour être fixé au boîtier, n'est pas des plus évident à intégrer ! Néanmoins, une solution simple permet de le maintenir solidement dans un emplacement disquette à l'aide de cordelettes ou, comme ici, d'un bout de lacet. La Compact Flash se trouve alors facile à insérer ou retirer par la face avant du PC.

 

Les Compact Flash grand public sont généralement reconnues comme disques amovibles sous windows, généralement mais pas tout le temps ! L'Extreme IV ne déroge pas à la règle, en effet seules les séries industrielles de chez SanDisk sont par défaut reconnues comme disques fixes sous windows. En réalité l'état fixe ou amovible de la carte dépend d'un drapeau contenu dans son firmware, commutable sous environnement MS-Dos via quelques rares programmes.

Modifier le firmware de la carte, comme cela sera fait sur notre Extreme IV, reste une opération délicate à ne pas prendre à la légère. Cette étape nous sera pourtant indispensable pour y installer notre Windows et son fichier d'échange.

Nous allons à présent voir comment elle se défend face à un Maxtor dépassant allègrement les 65Mo/s en lecture. La lutte promet d’être inégale et ne se jouera pas que sur les taux de transfert comme c’était le cas jusqu'alors. Qui l’emportera entre rapidité de temps d’accès et taux de transfert ?

 {mospagebreak}

Articles > Disques dur et SSD
Pages : 1 2 3 4 5 Suivante 

3 Benchs avec une carte CF


Comme le laisse transparaitre cette confrontation, le Maxtor part assurément en tète lors des benchs Hdtach et Hdtune. Forcément le début concerne les taux de transfert. Déjà quelques fausses notes viennent atténuer cette victoire : même si les taux de transfert commencent bien à 65Mo/s, ils finissent à 33Mo/s en fin de disque. La Compact Flash, elle, se maintient parfaitement, les taux de transfert étant identiques sur toute la longueur. Normal, au vue de sa technologie !

Par ailleurs, les temps d’accès du Maxtor sont complètement démesurés face à ceux de la Compact Flash. Au regard des 0.4ms homogènes de cette dernière, le disque dur avec ses 14ms (soit 30 fois supérieur ! ) se voit souffler la première place, et de loin. On constate de même sur Hdtach et Hdtune une utilisation cpu nettement moindre avec la Compact Flash : le CPU en sera d'autant plus disponible pour les autres applications.

Du côté des benchs system, Pcmarck nous dévoile quelques éléments intéréssants : à savoir que malgré un score 2 fois moins bon au test disk en globalité, la Compact Flash n'est que 10% inférieure à son rival Maxtor

 

Sisoft sandra ne fait que renforcer ce que Pcmark nous apprend, avec une indication supplémentaire portant sur la vitesse d'écriture. Le Maxtor est largement en tête lors des tests d’écriture, mais reste à peu prés au niveau dela CF lors des tests de lecture. Cela nous montre clairement le point faible de notre SSD : l’écriture des données !

Bootvis nous révèle la vitesse de démarrage des 2 systèmes ; de quoi laisser perplexe. Malgré la vitesse écrasante du disque dur en écriture, notamment gràce à sa mémoire tampon, la Compact Flash ressort vainqueur de ce dernier duel avec 2 secondes d'écart, soit 20% plus rapide au démarrage.

 

Pour conclure, on remarque que le disque dur bat la CompactFlashsur les benchs globaux (Pcmark et Sisoft Sandra). La CF se révèle plus rapide en temps d’accès mais permet également de faire booter  Windows plus rapidement. Il faut également noter qu’à l’utilisation le système démarré sur Compact Flash est beaucoup plus agréable et réactif que s’il était installé sur un disque dur. Un confort d'utilisation que nos benchs ne mettent pas forcement en valeur.

{mospagebreak}

Articles > Disques dur et SSD
Pages : 1 2 3 4 5 Suivante 

4 Bench en RAID 0 de cartes CF branchées en Sata.

 

Nous nous sommes ensuite lancés dans les mêmes benchs avec cette fois un RAID 0 Sata de carte CF Extrême IV 8Go. Pour ce faire, nous surmontons nos adaptateurs CF vers IDE d'adaptateurs IDE vers Sata, ici des Serillels 2 de chez Abit. L'accumulation d'adaptateurs, souvent néfaste, ne diminuera pourtant aucunement les performances. Sur un système à une seule Compact Flash, seule une légère hausse (normal voir la suite) de l'utilisation du CPU est à noter en Sata comparé à l'IDE.

Nous avons choisi un RAID 0 car sur les Compact Flash nous n'avons pas du tout les mêmes risques de perte de données que sur un disque dur, et de plus il n'y a aucune partie mécanique donc pas de risque de casse. Le RAID 0 est une solution viable qui ne présente que très peu de risque contrairement à un RAID 0 de disque dur...

Lors de la configuration de notre RAID, le Bios de la carte RAID (intégré à l'AN7) nous propose plusieurs tailles de bandes : 4, 8, 16, 32, 64, 128Ko. Le choix de la taille de la bande du RAID est primordial, car il influencera énormement les performances et, suivant le type de fichier qu'hébergera l'ordinateur, il améliorera, ou non, grandement les performances... Le choix ne peut se faire qu'à la création du RAID, il ne peut être modifié ensuite sauf en cassant le RAID. Attention donc !

Principe de fonctionnement du RAID 0 et des bandes : chaque fichier qui va devoir être écrit sur le RAID va être découpé en plusieurs morceaux de la taille de bandes que l'on aura défini à la création du RAID.

Exemples :
Un fichier de 750Ko doit être écrit sur le disque dur :
> Taille de bandes de 16Ko : le système va écrire 750/16 -> 49 bandes, ce qui nous donne 25 accès aux CF pour écrire à chaque fois 16Ko
> Taille de bandes de 128Ko : le systeme va écrire 750/128 -> 6 bandes., ce qui nous donne 3 accès aux CF pour écrire à chaque fois 128Ko

Prenons maintenant un fichier de 15Ko
> Taille de bandes de 16Ko : le système va écrire 15/16 -> 1 bande, ce qui nous donne 1 accès aux CF pour écrire à chaque fois 16Ko.
> Taille de bandes de 128Ko : le système va écrire 15/128 -> 1 bande, ce qui nous donne 1 accès aux CF pour écrire à chaque fois 128Ko.

 

Voilà pour le principe du RAID mais, là où les choses se compliquent, c'est dans la gestion de la lecture et de l'écriture de la CF : en effet, si la lecture se fait par page (2Ko), l’écriture de celle-ci se fait par bloc, donc pour écrire une page de 2Ko, il faudra réécrire entièrement le bloc où se trouve cette page, soit 128Ko. Quand on ajoute à cela la gestion des bandes du RAID, on comprend que le choix de la taille des bandes n'est pas une chose aisée...

Maintenant qu'on a vu le principe, on se rend compte que des grosses tailles de bande risquent de pénaliser les performances sur des petits fichiers, mais pour autant la solution ne consiste pas à mettre une taille la plus petite possible, car sur la plupart des contrôleurs RAID entrée de gamme, c'est le CPU de la machine qui se charge de découper les fichiers en bandes. Donc plus la taille des bandes sera petite, plus le CPU sera occupé.

Dans le meilleur des mondes, la taille de bande parfaite serait celle qui découpe un maximum de fichiers en deux (pour un RAID à deux unités), car dans ce cas on fait un accès suivi d'une écriture sur chaque disque, et on obtient donc des performances quasi doublées. Si, pour le même fichier, on découpe en quatre blocs, cela nous donne quatre accès pour quatre écritures. Les débits étant les mêmes, écrire une fois 16Ko ou deux fois 8Ko prendra le même temps MAIS le temps d'accès sera doublé ! C'est dans ces cas-là que le temps d'accès insignifiant de la CF lui permet d'augmenter encore ses performances, car avec des temps d'accès 30 fois plus rapides, multiplier les accès ne sera pas aussi pénalisant que sur un disque dur.

Voici pour la théorie. Regardons maintenant ce que cela donne lors de tests pratiques. Nous avons pour chaque test pris les mesures avec toutes les tailles de bandes possibles : 4Ko, 8Ko, 16Ko, 32Ko, 64Ko, 128Ko. En bleu on retrouve les performances d'une CF seule.

Les graphiques sont disposés ainsi :

Bandes de 4 Ko Bandes de 8 Ko Bandes de 16 Ko
Bandes de 32 Ko Bandes de 64 Ko Bandes de 128 Ko

Clairement, lors de ce test, des bandes de 64Ko et 128Ko font effondrer les performances d'une façon que les amateurs de RAID connaissent bien ! En 64Ko les performances oscillent entre un systeme RAID bien calibré et une CF seule. Le Burst Speed reste à peu de choses près le même alors que comme prévu, le taux d'utilisation du CPU est plus élevé dans les RAID avec des bandes de petite taille.

Bandes de 4 Ko Bandes de 8 Ko Bandes de 16 Ko
Bandes de 32 Ko Bandes de 64 Ko Bandes de 128 Ko

On remarque la même chose que précédemment, sauf qu'on peut avec plus de précision voir l'utilisation du CPU augmenter quand la taille des bandes diminue, comme mentionné en introduction. Pour les performances, l'effondrement commence un peu plus tôt, les bandes de 32Ko accusant déjà une perte par rapport aux bandes de 4, 8 et 16Ko.

 

Avec une seule Compact Flash on avait un système qui semblait déjà être plus réactif, et le passage en RAID nous conforte encore plus dans cette idée. Il faut dire que le système mis en place est plus rapide que tous les disques SSD existants actuellement.

 

 

Notre RAID 0 Sata de CF Extrême IV nous as permis d’obtenir un disque SSD de 16 Giga avec un taux de transfert en lecture de 65 Mo/s minimum, et un temps d’accès de 0.5 ms. Pour 300€ notre RAID est plus veloce et moins cher que les SSD du commerce.

{mospagebreak}

Articles > Disques dur et SSD
Pages :1 2 3 4 5

5 Conclusion :

Si un disque dur rapide tel le Maxtor, qui dispose de mémoire tampon en écriture et en lecture avec un débit de pointe supérieur, est au seuil de se faire égaler par de la mémoire flash sans mémoire tampon, cela est clairement dû aux temps d'accès insignifiants de cette dernière. Le disque dur est ici poussé dans ses derniers retranchements, limité par sa mécanique vieillissante.

L'extrême IV de SanDisk, non prévu à l'origine pour faire fonctionner un Windows et, au demeurant, de faible capacité, est néanmoins précurseur d'une nouvelle technologie. Elle a, à bien des égards, toutes les raisons de faire frémir les constructeurs de disques durs. La nouvelle génération de disques SSD de chez Sandisk, annonçant 55Mo/s en lecture, pour des capacités allant jusqu’à 60Go, devrait d'ici peu faire changer la donne.

Au final le disque dur garde toujours la tête, mais de peu. Il possède des performances globales légèrement supérieures à la CF Extrême IV, mais surtout un rapport prix/capacité de stockage imbattable. La technologie SSD devraient, quant à elle, rapidement combler son retard en performances, et possède plusieurs autres atouts : une consommation électrique grandement réduite et une fiabilité également grandement accrue. Reste le problème de la capacité de stockage et le prix qui sont, pour le moment, respectivement trop faible et trop élevé. Mais pour combien de temps ?

 Temps d'accès
 Performances
Réactivité du système
 Consommation electrique
 Fiabilité des données
 Encombrement
Absence de bruit et de parasites

 Le prix
 L'espace disque disponible

 

Signaler une erreur : Cette adresse email est protégée contre les robots des spammeurs, vous devez activer Javascript pour la voir.

Share

Ajouter un Commentaire

Code de sécurité
Rafraîchir