L'evoluzione tecnologica e di mercato sta catapultando i dischi basati sulla tecnologia a stato solido (in sigla SSD, acronimo per Solid State Disk) al centro dell’interesse di vendor e utenti

Tra i driver che alimentano questo trend vi sono la ricerca di prestazioni sempre più elevate per rispondere ai nuovi carichi applicativi, la robustezza di dispositivi privi di parti in movimento e una generale riduzione dei costi e del consumo energetico e di calore.

A fronte di vantaggi immediatamente percepibili permangono ostacoli legati a un costo ancora elevato ma in costante e rapida diminuzione e alcune questioni di carattere tecnologico legate all'affidabilità e alla durata di questi dispositivi per un uso aziendale, che richiedono una distinzione tra le differenti implementazione tecnologiche.

Una struttura pensata per il parallelismo

Le elevatissime prestazioni offerte dagli SSD, molto superiori rispetto ai tradizionali hard disk, sono legate al meccanismo di accesso diretto ai dati dalla RAM o da chip flash. L'introduzione di storage flash basato su tecnologia NAND ha ulteriormente incrementato l’affidabilità e la velocità.

Per comprendere alcune caratteristiche degli SSD si deve partire dal componente "base" che è il MOSFET ovvero una tipologia di transistor che sfrutta per il funzionamento materiale semiconduttore, largamente utilizzato nei circuiti digitali e analogici. Questo rappresenta il "building block" di una memoria flash di tipo NAND in cui è presente un transistor per ogni cella.

Gli SSD possono utilizzare tecnologia storage basata su due tipologie di cella NAND, fisicamente costruite nel medesimo modo ma differenti nelle modalità con cui i dati sono memorizzati e letti. Le celle NAND-flash di tipo SLC (Single Level Cell) sono in grado di memorizzare un bit di dati mentre quelle MLC (Multi Level Cell) possono memorizzare 3 o 4 bit di dati. Per questo motivo, se un bit fallisce in una combinazione MLC a tre bit, tutti e tre i bit smettono di funzionare.

Tipologie di memorie NAND Flash (Fonte: Kingston Technology)

Diversi gruppi di celle vengono organizzati in Pagine che costituiscono le strutture più piccole che possono essere lette e scritte all’interno di un SSD. Nei dischi a stato solido disponibili attualmente sul mercato la dimensione tipica di una Pagina e di 4 Kbyte.

Le Pagine, a loro volta, sono raggruppate in Blocchi che tipicamente contengono 128 Pagine, corrispondenti a una capacità di 512 Kbyte. Anche i Blocchi possono essere raggruppati in Piani (solitamente contenenti 1024 blocchi per una capacità di 512 Mbyte) aggregati a loro volta all’interno del substrato del circuito integrato, chiamato il Die della memoria flash. All’interno di ogni disco è possibile alloggiare uno, due o quattro Die per ogni package.

Questo tipo di struttura fatta di raggruppamenti di Celle, Pagine, Blocchi e Die all’interno di una memoria flash è quello che permette di ottenere gli elevati “transfer rate” in un SSD sfruttando meccanismi di scrittura/lettura in modo parallelo attraverso molteplici Die presenti all’interno dello stesso package.

L’assenza di parti in movimento rende poi ininfluente, ai fini della prestazioni, il punto in cui memorizzare i dati, a differenza di quanto avviene in un hard disk in cui la posizione (per esempio all’interno o all’esterno del piatto in rotazione) condiziona le prestazioni.