Os SSDs estão condenados a longo prazo?

Desde as enchentes na Tailândia, os preços dos HDs magnéticos têm ficado consideravelmente acima do que seria esperado. Os SDDs por sua vez continuam sua queda gradual de preços, o que tem feito com que eles lentamente cresçam em adoção, especialmente nos portáteis, já que eles oferecem ganhos bastante claros em termos de desempenho, portabilidade e consumo elétrico.

Apesar disso, segundo Laura M. Grupp, John D. Davis e Steven Swanson, do departamento de Ciências e Engenharia da Computação da Universidade da Califórnia, os SSDs perderão a guerra a longo prazo, já que a contínua miniaturização das células aumentarão a latência e a ocorrência de erros, minando o desempenho e a confiabilidade dos chips, e a tecnologia tende a estacionar em 2024, quando a indústria tiver dominado a técnica dos 6.5 nm, esgotando as possibilidades de evolução do silício. Em outras palavras, segundo a pesquisa, os SSDs devem continuar crescendo por algum tempo, mas a tecnologia acabará caindo com o tempo.

Um dos grandes problemas com a memória Flash é a deterioração das células, que faz com que a vida útil dos drives seja limitada a um certo número de leituras. Nas células SLC (que armazenam um único bit) a degradação da célula demora a comprometer a confiabilidade dos dados, o que faz com que as células suportem até 100.000 regravações, uma durabilidade que rivaliza com a de muitos HDs magnéticos.

Entretanto, a pressão dos custos fez com que a maioria dos fabricantes migrassem para as células MLC (dois bits por célula), que dobram a capacidade, mas em compensação resultam em células muito menos duráveis, que suportam apenas de 5.000 a 10.000 regravações. Nos SSDs atuais isso é compensado por mecanismos de wear-leaving, que distribuem as regravações por todo o drive, evitando que algumas células degradem antes das outras e mantendo o drive funcional por mais tempo. Como resultado prático, você precisaria de 0.64 a 1.28 petabytes em regravações para esgotar as regravações das celulas de um SSD de 128 GB.

Entretanto, a evolução dos SSDs têm trazido dois problemas: o primeiro é que as células têm se tornado mais frágeis com a introdução de novas técnicas de fabricação, já que elas se tornam menores e trabalham com tensões mais baixas. Em outras palavras, o aumento da capacidade está vindo às custas de células com uma vida útil cada vez mais curta e com latências mais altas.

O segundo problema é que os fabricantes continuam explorando técnicas que permitam armazenar mais bits por célula. Muitos já estão testando células TLC (três bits), que aumentam a capacidade, mas reduzem os ciclos de gravação suportados para apenas 500 a 1000. Estas células resultariam em SSDs com um vida útil muito mais curta, inutilizáveis para cada vez mais operações.

O estudo conclui com um prospecto sombrio: “As tendências tecnológicas que descrevemos colocam os SDDs em uma posição incomum para uma tecnologia de ponta: Os SDDs continuarão a evoluir em algumas quesitos (especialmente em relação à densidade e custo por bit), mas tudo mais em relação a eles tende a ficar pior. Isso torna o futuro dos SSDs nebuloso: Enquanto a capacidade crescente dos SSDS e os crescentes níveis de IOP, os tornarão atrativos para muitas aplicações, a redução na performance, que é necessária para aumentar a capacidade e manter os custos baixos, poderão dificultar o crescimento dos SSDs como uma tecnologia viável para algumas aplicações“.

Naturalmente, nada disso muda nada o cenário atual, já que os SDDs tendem a reinar pelos próximos anos, dominando o mercado de alto desempenho. Entretanto, com o passar dos anos eles precisarão ser substituídos por outras tecnologias, caso contrário corremos o risco de eventualmente precisarmos voltar para os discos magnéticos.