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Informations techniques L'avenir du stockage SSD dans les ordinateurs portables

Les disques hybrides SSD Seagate répondent aux besoins de stockage des appareils mobiles, des ordinateurs portables et des PC de bureau.

Le stockage SSD (Solid State Drive) a apporté un début de réponse aux attentes en termes de rapidité des performances dans une variété d'appareils, des PC portables aux smartphones. Cette adoption du stockage SSD a également encouragé un fort optimisme autour de son potentiel à devenir la forme de stockage prédominante, dépassant même les disques durs.

Toutefois, il suffit d'observer le marché du stockage de manière objective pour constater que cette hypothèse ne tient pas la route. En raison du développement du nomadisme de l'informatique (les analystes prévoient que les deux tiers des appareils informatiques seront des téléphones et des tablettes d'ici 2015), il sera de plus en plus difficile pour les fabricants de mémoires Flash de répondre à tous les besoins de manière réaliste et économique. Il serait plus sensé d'envisager le SSD comme une technologie habilitante, pouvant répondre aux besoins de stockage des périphériques mobiles et aider leurs utilisateurs à tirer des performances supérieures des disques durs traditionnels utilisés dans les ordinateurs portables.

Comparer la demande à la production

Étudions quelques chiffres. Un exaoctet, en termes de capacité de stockage, équivaut à un million de téraoctets, ou un milliard de gigaoctets. En 2010, le marché total disponible à l'échelle internationale pour les disques durs de PC portables était de 69 exaoctets. En 2011, il devrait atteindre 95 exaoctets1. Il s'agit là de capacités de stockage énormes. En outre, la capacité moyenne d'un disque dur de PC portable devrait passer de 300 Go environ en 2010 à plus de 359 Go en 20111. Les utilisateurs d'ordinateurs portables souhaitent voir la capacité augmenter en permanence.

La mémoire flash NAND est le composant de stockage des disques SSD. Il est communément admis dans certains cercles du marché du stockage, que, dans les années à venir, les disques SSD se substitueront aux disques durs traditionnels dans un nombre important d'ordinateurs portables. Il ne faut cependant pas oublier que, en 2010, le secteur de la mémoire flash NAND au complet possédait tout juste assez de capacité installée pour produire un peu plus de 11 exaoctets de stockage. Plus de 10 exaoctets (93 %) de cette capacité étaient destinés aux appareils grand public, comme les smartphones, les tablettes et les cartes SD1. Seul 0,86 exaoctet (7 %) de cette NAND était utilisé dans les disques SSD1.

La production de mémoire flash NAND devrait atteindre les 21 exaoctets en 2011, dont 2 exaoctets (9 %) seraient utilisés pour les disques SSD et le reste (91 %) pour les smartphones et d'autres appareils grand public1. Pour pouvoir produire 3,75 exaoctets de mémoire flash NAND non volatile, il faudrait investir 10 milliards de dollars dans une usine géante2, l'investissement minimum pour obtenir une augmentation significative de la production de NAND. En outre, deux à trois ans seraient nécessaires pour atteindre les capacités de production maximales de cette usine. Des installations plus modestes n'auraient qu'un faible impact sur l'énorme demande de stockage pour ordinateurs portables.

Les fabricants de mémoire flash NAND peuvent-ils faire face à la demande de stockage pour les PC portables ?

En partant du principe que l'intégralité de cette nouvelle NAND serait attribuée aux disques SSD, cet investissement de 10 milliards de dollars2 produirait tout juste assez de mémoire flash pour être utilisé sur 4 % des 95 exaoctets de stockage pour ordinateurs portables prévus pour 2011. Investir 10 milliards de dollars2 pour acheter 4 % de parts du marché du stockage sur ordinateurs portables, soit 2 milliards de dollars2 de recettes, n'est tout simplement pas viable.

Pour couvrir l'intégralité du marché du stockage pour PC portables en 2010, il aurait fallu investir 170 milliards de dollars2 dans des usines de fabrication de mémoire flash. En 2011, ce sont 250 milliards de dollars2 qui seraient nécessaire pour répondre à la demande anticipée en termes de capacité de disque dur pour tous les ordinateurs portables. De plus, ces 10 milliards de dollars2 ne couvriraient que la mise en place de l'usine. Ils ne prennent pas en compte la NAND, le fonctionnement et l'amortissement de l'usine, ni d'autres coûts non négligeables.

La capacité des usines installées dans le monde entier devrait passer de 11,5 exaoctets en 2010 à 21 exaoctets en 2011, soit une augmentation extraordinaire de 82 %. Toutefois, il faut garder à l'esprit que seuls 9 %, ou environ 2 exaoctets, de cette NAND servira aux disques SSD. Même avec un taux de croissance impressionnant de plus de 80 %, si la grande majorité de la NAND est attribuée aux appareils grand public, le fossé qui sépare la capacité de production de mémoire flash NAND pour les disques SSD et la demande de stockage pour les ordinateurs portables va continuer à se creuser.

Quelle que soit la portion de la capacité de production de cette usine géante dédiée à la mémoire flash NAND pour les disques SSD, le retour sur investissement pourrait être difficile à justifier, compte tenu de la taille modeste du marché des disques SSD pour ordinateurs portables. L'ajout de capacité serait en vérité davantage légitime s'il venait servir le marché des smartphones, tablettes et autres produits grand public, et ce pour une raison majeure : les fabricants de NAND peuvent bénéficier de meilleurs rendements et proposer des tarifs plus bas pour la NAND grand public, car les performances et les caractéristiques de fiabilité de ce marché sont beaucoup moins rigoureuses que celles des PC portables.

En conséquence, les disques durs continueront à être utilisés pour la majeure partie du marché des ordinateurs portables pendant de nombreuses années encore, car les fabricants de disques SSD restent incapables de satisfaire la demande croissante liée au stockage sur ordinateur portable.

Disques hybrides SSD

La mémoire flash répond à une partie de la demande de performances dans les PC portables basés sur les disques durs, mais les disques SSD ne suffiront pas. La majorité de la demande mondiale de flash NAND étant associée aux produits grand public, comme les lecteurs MP3, les téléphones portables et les appareils photo, Seagate estime que la quantité de flash est largement suffisante pour couvrir les opportunités anticipées dans le domaine du stockage d'entreprise et du stockage hybride SSD.

Par l'intégration d'une petite dose de flash dans le disque dur, ce qui permet d'obtenir un disque hybride SSD (SSHD), les utilisateurs bénéficient d'une grande partie des avantages de la technologie flash, sans les frais associés. Les solutions de stockage hybrides utilisent des systèmes intelligents afin de tirer des technologies SSD et des disques durs les meilleures performances à un coût aussi bas que possible. En outre, dans un boîtier 2,5 ou 3,5 pouces, et associés à une intelligence intégrée, les disques hybrides SSD offrent la réponse aux besoins de capacité, de performances et de prix, avec un niveau minimal de perturbation de l'expérience utilisateur.

Augmentation de la fiabilité

En plus de résoudre le problème de l'obtention de performances à moindre prix, les disques hybrides SSD permettent également de limiter certaines faiblesses inhérentes aux disques durs et aux appareils SSD, fournissant ainsi une plus grande fiabilité.

Les disques durs contenant un disque en rotation, ils sont sujets à une usure et une détérioration mécaniques et ils tolèrent moins bien les chocs que les clés USB. Les fabricants de disques durs continuent à tirer le taux de pannes annualisé vers le bas et le temps moyen entre deux pannes vers le haut, mais la garantie de fiabilité a nécessairement des limites, quelle que soit la technologie employée. Les disques hybrides SSD compensent ce défaut en orientant le stockage des données à haute priorité sur la partie SSD, pour un accès plus rapide et une vulnérabilité moindre.

Quant aux disques SSD purs, ils rencontrent des difficultés avec les cycles d'écriture et la conservation des données. À l'image d'une batterie, ils perdent progressivement leur capacité à tenir la charge (autrement dit, à conserver les données) en cas d'utilisation fréquente (effacement/écriture). Le wear-leveling (ou nivelage) permet de retarder ce phénomène mais fragmente les données et ralentit les performances, tandis que la défragmentation en vue de renforcer la vitesse ne fait qu'accroître l'usure du disque. Les disques hybrides SSD pallient cette faiblesse en écrivant et en effaçant sur le disque dur les données utilisées plus rarement.

Dans le cas des disques durs, il y aura toujours des améliorations en matière de capacité, d'interface et de fiabilité, mais l'élément qui deviendra déterminant est la capacité du fournisseur de stockage à se différencier en termes de performances. La technologie hybride SSD, et l'intelligence qui y est intégrée, devrait s'imposer naturellement comme cet élément de différenciation.

Pour en savoir plus sur cette innovation et les produits, consultez la page Technologie hybride SSD du site de Seagate.

Notes de bas de page

1 Gartner, « Forecast: NAND Flash Supply and Demand, Worldwide, 1Q09-4Q11, 4Q10 Update », page 2, Tableau 15-3, décembre 2010
2 Tous les chiffres sont exprimés en dollars américains.

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