L'avenir du disque dur passe-t-il par le SSD ?

Souvenez-vous... En octobre 2006, le disque dur fêtait ses cinquante bougies. Et si le premier disque dur lancé en 1956 par offrait une capacité de 5 Mo pour un poids de plus d'une tonne ( ! ), le disque dur moderne n'est parfois pas plus gros qu'un paquet de cigarettes (du moins en ce qui concerne les ordinateurs portables) pour une capacité largement supérieure à la centaine de gigaoctets, le téraoctet étant déjà d'actualité pour les disques 3,5 pouces.

Alors que le disque dur continue son évolution, au travers de diverses percées technologiques rendues nécessaires par les contraintes physiques de ce média en partie mécanique (on pense notamment à l'enregistrement perpendiculaire ou aux technologies laser), un autre type de technologie commence à sérieusement pointer le bout de son nez sous la forme du SSD. Derrière cet acronyme se cache le Solid State Drive, un lecteur constitué exclusivement de puces mémoire. Exit donc les pièces mécaniques, exit les problèmes de fiabilité et bonjour les gains de performances en lecture/écriture des fichiers, du moins sur le papier !

Encore balbutiante, la technologie SSD se montre normalement assez prometteuse alors qu'elle pourrait à terme menacer le règne du disque dur en particulier sur les ordinateurs portables, les avantages des disques SSD étant ici multiples, comme nous le verrons par la suite. L'occasion pour nous de faire le point sur cette technologie et d'identifier ses forces mais aussi ses éventuelles faiblesses. Pour ce faire, nous nous focaliserons sur la technologie SSD utilisée dans les ordinateurs portables, avec à la clé un petit coup d'œil sur le Latitude D430 de .

Le point sur les handicaps des disques durs

En grande partie mécanique, le disque dur est, et ce n'est pas nouveau, un objet fragile dont la durée de vie dans le temps est réduite. Composée de plusieurs pièces en mouvement, la mécanique d'un disque dur peut être assimilée, dans sa précision, à une pièce d'horlogerie. Composé d'un moteur, de divers plateaux et d'un bras comportant la tête de lecture/écriture, le disque dur est sensible non seulement aux chocs mais également à son environnement extérieur. Mettez un puissant aimant sur un disque dur et toutes les données qu'il contient seront perdues à jamais, les plateaux de ce dernier étant alors démagnétisés.

Autre aléa, le disque dur est par nature lent. Bien sûr, des progrès considérables ont été accomplis en la matière, mais mettre en rotation plusieurs plateaux à plus de 7200 tours par minute tout en assurant le déplacement d'un bras de lecture/écriture au gré des opérations de transfert sera toujours plus long que de piocher des données dans une mémoire flash aux temps de réponse quasi instantanés.

Corolaire évident et inévitable de la présence systématique d'un moteur dans les disques durs traditionnels, ceux-ci se montrent généralement bruyants alors qu'ils chauffent et consomment évidemment du courant.

Technologie SSD : la solution à tous les maux (ou presque) ?

A toutes ces problématiques, la technologie SSD apporte des réponses ou tout du moins une alternative sérieuse. Techniquement, un disque ou lecteur SSD est exclusivement constitué de puces mémoire non volatiles, des puces de type NAND. Celles-ci ont pour particularité de conserver les données même lorsque l'alimentation électrique de l'ordinateur est coupée. Avantage premier, l'accès à l'information contenue dans ces puces est quasi-instantané. Contrairement à un disque dur traditionnel, il n'est en effet pas nécessaire de mettre en rotation les plateaux et d'attendre pendant les divers déplacements du bras de lecture avant de retrouver l'information recherchée. Bien que cette opération ne prenne qu'une fraction de seconde sur un disque dur normal, c'est sa répétition, du fait de la fragmentation, qui pénalise lourdement les temps d'accès.

Naturellement, la fragmentation reste d'actualité avec les lecteurs SSD et c'est d'ailleurs inévitable puisque le système de fichiers lui même découpe toujours les données en blocs ou clusters. En revanche, l'impact de la fragmentation sur les performances d'un SSD est en théorie inexistant puisque l'accès à plusieurs morceaux de données répartis sur plusieurs puces se fait de manière instantanée et simultanée.



Du côté des débits, la technologie SSD fait là encore mieux que le disque dur tel que nous le connaissons. Comme nos tests le montreront, notre disque SSD de 1,8 pouce affiche un débit en lecture de 60 Mo/s. Ce débit n'inquiètera pas les meilleurs disques durs que l'on trouve dans les Ordinateurs de bureau, nous en convenons parfaitement, mais face à un disque dur d'ordinateur portable, au format 1,8 pouces, le progrès est flagrant. Autre avantage en faveur du SSD ; le débit en lecture est maintenu quasi-constant du début à la fin de l'opération, quelque soit la localisation physique des données, alors que sur un disque dur conventionnel celui-ci s'amenuise au fur et à mesure que l'on atteint la fin du disque (notamment lors des opérations de lecture séquentielle). Oui mais voilà, si en lecture le SSD fait largement mieux qu'un disque dur traditionnel, en écriture ce n'est pas forcément le cas comme nous le verrons un peu plus loin...

Terminons par les avantages physiques des SSD à commencer par le poids, généralement inférieur à la centaine de grammes, et à la meilleure endurance. Les lecteurs SSD sont en effet plus solides et certains acteurs comme Samsung annoncent sans hésiter une résistance à des chocs de plus de 1500G ! La consommation électrique est bien sûr un autre atout des lecteurs SSD, ceux-ci consommant moins que leurs homologues, les disques durs. Si cela n'a pas grande importance pour un PC de bureau, c'est en revanche crucial pour un ordinateur portable. Selon , dont le dernier ordinateur portable Latitude D430 est proposé, en option, avec un lecteur SSD, le gain en termes d'autonomie peut atteindre 10 à 15%. On passerait ainsi de 4 heures 30 d'autonomie annoncée à pratiquement 5 heures d'autonomie.

SSD : attention à l'interface !

Alors que la technologie SSD commence à sortir des laboratoires, certains fabricants la déclinent déjà sous différents formats. Typiquement un lecteur SSD se présente au format 1,8 pouces (d'autres tailles sont naturellement disponibles) et utilise l'interface IDE alors que certains modèles, encore rares, sont en Serial-ATA. Le Sandisk U5000 utilisé dans notre portable de test, le Latitude D430, était lui interfacé en IDE.

D'autres fabricants proposent des disques SSD au format Express Card : c'est notamment le cas de Transcend qui a pu nous faire parvenir un disque de 32 Go en Express Card. Hélas, le fabricant taïwanais a retenu et ce, malgré l'interface, un contrôleur USB 2.0. Ce choix a non seulement pour effet de brider les performances, l'USB 2.0 ne dépassant pas les 60 Mo/s de débit en pointe, mais aussi de limiter l'usage du disque. Impossible en effet d'installer Windows sur un lecteur reconnu comme une solution de stockage externe... Dès lors, le SSD de Transcend est au mieux une sorte de super-clé USB, au pire un gadget vraiment inutile.

SSD : le problème de la capacité

Pour ses débuts, le plus gros handicap de la technologie, outre son coût, reste bien sûr la capacité assez réduite des lecteurs actuellement disponibles. Aujourd'hui, les lecteurs SSD se déclinent en version 16, 32, 64 et 128 Go, cette dernière n'étant d'ailleurs qu'une vitrine puisqu'aucun produit dans le commerce n'utilise des SSD d'une telle capacité. Le frein principal à l'augmentation de la capacité des lecteurs SSD est là encore financier puisque plus l'on met de puces mémoire, plus celles-ci doivent avoir une densité importante pour conserver un encombrement identique, et plus le coût du lecteur s'envole.

Sur notre portable de référence, le Dell Latitude D430 sur lequel nous revenons un tout petit peu plus loin, le fabricant texan retient un SSD de 32 Go. Concrètement, une fois Windows Vista installé avec ses pilotes, il reste, compte tenu du fichier d'hibernation, 18,6 Go d'espace libre sur un espace total disponible de 29,3 Go. L'espace libre sera donc vite consommé, une fois les applications les plus courantes installées.

Dell : premier sur le SSD avec le Latitude D430

Dell est l'un des tous premiers fabricants d'ordinateurs à intégrer la technologie SSD dans ses ordinateurs. Pour l'instant, l'offre SSD se limite à un seul ordinateur portable, et pas n'importe lequel, puisqu'il s'agit du Latitude D430, un portable destiné aux VIP et autres professionnels selon les propos du chef produit, Franck Bernard. Proposé exclusivement en option sur ce modèle, le lecteur SSD 32 Go est tout de même facturé la bagatelle de 285 euros (HT). Cela fait cher du gigaoctet mais il ne faut pas oublier que le prix de cette option a déjà été revu à la baisse puisqu'il y a quelques mois le même disque était facturé dans les 400 euros.

Revenons-en à la machine, un ultra-portable dont la diagonale d'écran est de 12,1 pouces. De dimensions vraiment réduites, pour une épaisseur d'à peine 2,7 cm et un poids moyen de 1,45 kilogramme avec sa batterie six cellules, le Latitude D430 reprend les formes et l'esthétisme global de son prédécesseur, le Latitude D420. Le couvercle de l'ordinateur est ainsi recouvert d'un revêtement mat gris métallisé alors que son ouverture dévoile un repose poignets noir avec divers inserts gris. Bien fini, sobre et sans fioriture, le Latitude D430 est évidemment pourvu d'un clavier AZERTY, ce dernier inaugurant la nouvelle touche Windows Vista alors qu'on retrouve deux systèmes de pointage : un touchpad et un trackpad. Si le clavier, à l'instar du touchpad, se montre confortable bien que les touches soient un peu petites, le trackpad est lui assez difficile à utiliser du fait d'un manque de précision évident.



Animé, du moins en ce qui concerne notre modèle de test, par un processeur Intel Core 2 Duo à basse consommation, un modèle U7600 à 1,2 GHz avec 2 Mo de mémoire cache et un bus à 533 MHz, le Latitude D430 a recours à un jeu de composant Intel 945GM. Dell explique avoir retenu le chipset 945GM au détriment du plus récent GM965 pour de simples raisons d'encombrement. Le packaging du chipset i965GM serait en effet plus volumineux que celui de son prédécesseur. Hélas, après vérification des documentations techniques d'Intel, ce n'est pas du tout le cas puisque le 945GM mesure 37,5mm x 37,5mm quand le GM965 mesure 35x35mm. En vérité, si Dell a retenu le 945GM c'est tout simplement car celui-ci gère l'IDE alors que le GM965 ne le gère plus... Et comme les Disques durs de Dell sont en IDE, le fabricant n'avait guère le choix. Logiquement, la partie graphique est ici confiée à un circuit Intel GMA 950 qui, bien que modeste, est tout de même capable de faire tourner Windows Vista et son interface graphique Aero.

Avec son disque dur SSD de 32 Go, un modèle interfacé en IDE, le Dell Latitude D430 est épaulé par 2 Go de mémoire vive, en l'occurrence de la DDR2 PC5300 signée Hynix. Attention, 1 Go de mémoire DDR2 est déjà soudé sur la carte mère et un seul connecteur permet d'étendre la capacité en mémoire vive, un connecteur qui sera déjà occupé par une barrette de 1 Go sur les modèles 2 Go.



Pour le réseau, Dell nous propose une prise en charge Gigabit avec un contrôleur Broadcom ainsi qu'un circuit Wi-Fi, cette fois-ci signé Intel, sous la forme du 4965AGN. Le portable est donc compatible avec les réseaux i802.11a/b/g mais aussi avec les réseaux i802.11n. Intel se borne toutefois à prendre en charge le brouillon 1.0 de l'i802.11n, le brouillon 2.0 étant en cours d'implémentation dans les circuits de la firme de Santa-Clara. Selon les options, le Latitude D430 peut être équipé d'une radio Bluetooth et d'un lecteur d'empreintes digitales. A noter également, la présence d'un modem tribande HSDPA 3G+ qui peut donc fonctionner aux Etats-Unis pour les transferts de données, histoire d'être toujours connecté. Le lecteur de carte à puce GSM se situe ici sous la batterie.

Niveau connectique, le Latitude D430 offre sur son côté gauche un lecteur de Cartes Mémoire SD, deux connecteurs mini-jack pour l'audio (casque et micro) ainsi qu'un emplacement pour carte PCMCIA. Curieusement, Dell fait ici l'impasse sur l'ExpressCard, un choix pas forcément judicieux pour l'avenir... L'arrière du portable comporte trois ports USB 2.0, un connecteur VGA DB-15, un connecteur RJ45 pour le réseau ainsi qu'un connecteur RJ11 pour le modem analogique intégré. Naturellement on retrouve également une prise d'alimentation à côté de laquelle se cache un connecteur mini-Firewire, Dell n'oubliant pas la gestion de cette vénérable interface. La tranche droite du laptop est pour sa part dépourvue de toute connectique mais se distingue par la présence du bouton de mise en marche du portable, que l'on cherchera plusieurs minutes lors de la première utilisation, et par un bouton permettant de couper toutes les radios du Latitude (ou des les activer).

Ultra compact, le Latitude D430 est dépourvu de lecteur optique. C'est pour précisément pour cette raison que Dell livre une Media Bay offrant des connecteurs supplémentaires ainsi qu'un lecteur/graveur de DVD. Niveau connectique, la base offre un port série, un port parallèle, un connecteur DVI en plus du connecteur VGA DB-15, ainsi qu'une prise Ethernet RJ45. Les ports USB 2.0 du D430 étant condamnés, lors de son insertion sur la base, ceux-ci sont répliqués avec la présence d'un port bonus, la Media Bay étant pourvue d'un total de quatre ports USB 2.0.

Avant de refermer cet article, il nous faut évidemment évoquer les performances des lecteurs SSD et les comparer à celles de leurs homologues, les Disques durs. Pour ce faire, nous prenons notre portable de référence, un Latitude D430, sur lequel nous avons installé Windows Vista Edition Professionnel avec les derniers pilotes et BIOS disponibles à la date du test. Voici la configuration détaillée :

• Dell Latitude D430,
  
• Processeur Intel Core 2 Duo U7600 ULV à 1,2 GHz,
  
• 2 Go de mémoire DDR2-667,
  
• Graphique intégré Intel 945GM,
  
• Lecteur SSD 32 Go U5000 PATA

Sur ce châssis, nous utiliserons le disque SSD de Sandisk pour les mesures de performances du SSD mais également un disque dur traditionnel au format 1,8 pouce sous la forme d'un modèle Toshiba d'une capacité de 60 Go utilisant l'interface IDE et affichant une vitesse de rotation de 4200 tours minute. Nous nous contenterons donc d'intervertir le lecteur SSD au profit d'un disque dur, conservant ainsi la même plate-forme matérielle. Naturellement, le système présent sur le disque dur Toshiba est en tout point identique à celui présent sur notre lecteur SSD.

De 0 à Vista : le temps de démarrage

Premier test de notre série, le temps de démarrage nécessaire à Windows Vista depuis le moment où l'on pousse le bouton de mise en route du portable au moment où le bureau est chargé et que son curseur n'est plus occupé. Le SSD termine ici grand vainqueur puisqu'il faut 32 secondes pour démarrer le système alors que la même machine avec un disque dur traditionnel met 47 secondes.

HD Tach - Test de lecture 8 Mo

Après avoir vu l'impact du SSD sur les temps de chargement de Windows Vista, nous passons aux mesures théoriques avec HD Tach, un test de lecture séquentielle. Nous utilisons ici le test rapide avec des fichiers de 8 Mo et nous faisons figurer les résultats du même test effectué avec deux disques durs au format 2,5 pouces : un modèle 200 Go à 4200 tours/minute et un modèle 100 Go à 7200 tours/minute, tous deux en Serial-ATA. Sans grande surprise, notre disque dur 1,8 pouces commence la lecture aux environs des 22 Mo/s pour la finir autour des 9 Mo/s une fois que l'on se rapproche de la fin du disque. Le temps d'accès mesuré s'établit ici à 20,9 ms alors qu'il tombe à 2 ms pour le SSD, un score pour le moins excellent.

Notre lecteur SSD impressionne également par son débit nettement supérieur : HD Tach relève en effet un débit de 60 Mo/s qui est quasiment maintenu constant pendant toute la durée du test. On note toutefois la différence d'utilisation processeur avec 0% d'utilisation CPU pour le disque dur et 7% pour le SSD. Le lecteur SSD s'avère donc plus gourmand en matière de ressources processeur qu'un simple disque dur.

Comparé aux disques 2,5 pouces, les résultats affichés par le SSD restent bons : le disque dur 2,5 pouces en 4200 tours/minute affiche un débit moyen en lecture de 33,4 Mo/s contre 42,5 Mo/s pour le modèle 7200 tours/minute. En face le débit moyen en lecture du SSD reste de 60 Mo/s.

HD Tune : Test en lecture

En informatique comme en médecine, deux avis valent toujours mieux qu'un. Nous passons donc notre lecteur SSD ainsi que notre disque dur au format 1,8 pouces au crible d'HD Tune. Sans grande surprise, le lecteur SSD de Sandisk fait mieux que le disque dur Toshiba. Alors que notre disque dur de 60 Go offre un débit moyen en lecture de 16,8 Mo/s, le SSD offre un débit de 47,7 Mo/s, soit trois fois plus.

HD Tune confirme au passage la plus grande gourmandise du SSD en matière de ressources Processeurs : 5,9% d'utilisation moyenne du processeur pour notre SSD contre 1,2% sur le disque dur Toshiba. En matière de temps d'accès, le SSD l'emporte une fois de plus, avec 0,2ms relevés par HD Tune contre 19ms pour notre disque dur.

PCMark 05 - Test d'écriture

HDTach ne permettant pas de mesurer les débits en écriture sur les disques durs où le système d'exploitation est installé, nous avons recours à l'outil de test de PCMark 05. Petite surprise, PCMark 05 ne donne pas le SSD gagnant ! En effet, le débit moyen en écriture sur le disque dur Toshiba est supérieur au débit observé sur le disque SSD, pour le même test. L'écart n'est pas énorme mais il est bien présent et joue en défaveur du SSD. Pourquoi ? En écriture, la mémoire flash est traditionnellement plus lente qu'en lecture, les blocs recevant les données devant au préalable être effacés.

La comparaison face aux disques durs 2,5 pouces fait ici mal, très mal puisque le débit en écriture de ceux-ci est tout de même largement supérieur avec pour notre disque Hitachi un débit plus de trois fois supérieur en écriture à celui du SSD.

Copie de fichier : le test

Toujours dans l'optique de vérifier les performances en écriture du SSD, nous procédons à un test de copie de fichier. Il s'agit de mesurer le temps nécessaire pour transférer un fichier de 650 Mo d'un disque dur externe de 500 Go, connecté en USB 2.0, au lecteur SSD. La même opération est répétée avec le même fichier sur notre plate-forme de test mais cette fois-ci avec un disque dur conventionnel. Pour être concrets, les résultats sont exprimés en secondes : la lecture du graphique est donc inversée. Et surprise, l'écriture de notre fichier de référence prend plus de temps sur le lecteur SSD que sur le disque dur de 60 Go. Alors que PCMark avait tendance à minimiser l'écart de performances entre ces deux supports, le test pratique montre que la copie de fichier prend 19 secondes de plus sur notre lecteur SSD que sur notre disque dur.

Quid de l'autonomie ?

Pour terminer, nous avons bien sûr tenté de mettre en avant l'éventuel gain que procure le lecteur SSD sur la durée de vie de notre ordinateur portable et plus particulièrement de sa batterie. Pour ce faire, nous utilisons le test BatteryMark de Ziff Davis. Le graphique comporte des résultats exprimés en minutes avec une lecture inversée (la barre la plus longue est la meilleure). Comme on pouvait l'espérer, notre portable équipé d'un lecteur SSD offre une meilleure autonomie que la même machine avec un disque dur. Si gain il y a, celui-ci reste tout de même modeste. Le passage d'un disque dur conventionnel à un lecteur SSD permet en effet de gagner 14 minutes d'autonomie.

Conclusion

Arrivés au terme de cette présentation de la technologie SSD, il nous faut essayer de dresser un premier bilan tant sur les forces que sur les faiblesses de ce qui pourrait un jour remplacer nos Disques durs. Les avantages du SSD sont bien réels tant sur le plan physique que sur le plan des performances et l'on imagine mal que cette technologie ne perce pas à terme en se généralisant par exemple sur les Ordinateurs Portables. Plus compact, largement plus résistant aux chocs et à l'environnement en général, le lecteur SSD typique affiche aussi des qualités très enviables en matière de performances. L'accès à l'information est ici instantané alors que le débit en lecture de notre disque de test reste impressionnant d'autant plus qu'il est linéaire. Loin d'être seulement théorique, cet avantage se ressent sur les temps de chargement de Windows, le système d'exploitation se lançant plus rapidement sur un disque SSD.

Revers de la médaille, le lecteur SSD, tel qu'il se présente aujourd'hui, affiche de piètres performances lorsqu'il s'agit des tests de débit en écriture alors que sa capacité de stockage est clairement insuffisante. Un disque de 32 Go reste bien trop étriqué pour l'utilisation moderne d'un ordinateur portable, fût-il professionnel. Et alors que le gain en termes d'autonomie pouvait susciter bien des espérances, nos tests montrent que le disque dur n'est pas ce qui consomme le plus dans un ordinateur portable. Certes l'autonomie progresse avec un lecteur SSD mais sur quatre heures de durée de vie, le gain atteint 15 minutes soit à peine plus de 6%.

Pour l'heure, le surcoût financier demandé par la technologie SSD semble injustifié, d'autant qu'il faut consentir à un lourd sacrifice sur l'espace de stockage mis à disposition. Mais à l'avenir, la tendance risque de s'inverser.

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