Explication : Qu’est-ce que le découpage SSD ?

Explication : Qu'est-ce que le découpage SSD ?

Avez-vous déjà remarqué que lorsque vous accédez à Windows pour optimiser vos disques de stockage, il est indiqué de réajuster les SSD ? Qu’est-ce qui est coupé exactement et pourquoi est-ce nécessaire ? Est-ce la même chose que la défragmentation ou quelque chose de complètement différent ? (c’est différent).

Ces bonnes questions méritent toutes des réponses approfondies, donc dans cet article, nous couvrirons tout cela.

Qu’est-ce que le découpage SSD ?

Le découpage SSD est un processus qui aide à maintenir les performances d’un disque SSD au fil du temps. Trim fonctionne en effaçant périodiquement les blocs de données qui ne sont plus utilisés. Les données découpées ne sont pas toujours supprimées immédiatement, car un processus complexe décide exactement quand cela se produit. Mais quand c’est le cas, non seulement cela libère de l’espace sur le disque, mais cela aide également le SSD à mieux fonctionner et à durer plus longtemps.

Simple, oui ? Ce qui se passe réellement, cependant, est un peu plus complexe – lisez la suite pour le découvrir !

Creuser dans les entrailles de votre SSD

Pour comprendre pourquoi les SSD ne se contentent pas de supprimer des fichiers lorsque vous appuyez sur le bouton, nous devons jeter un coup d’œil rapide à leur fonctionnement. Nous avons déjà démonté des SSD et vous verrez qu’il n’y a pas grand-chose à l’intérieur.

L’exemple ci-dessous est d’un modèle SATA relativement ancien (Samsung 850 Pro), mais même les derniers SSD ne sont pas très différents en termes de composants qui composent le disque.

La puce au milieu est un processeur qui gère toutes les instructions, le flux de données, le cryptage et d’autres algorithmes. Au-dessus se trouve une petite quantité de DRAM, qui agit comme un cache d’instructions et de données, en plus de stocker une table d’emplacements de données sur le lecteur.

Explication Quest ce que le decoupage SSD

À droite et en dessous du processeur se trouvent deux modules flash NAND – ce sont les puces qui stockent toutes les données et ce sont elles que nous devons approfondir.

Au plus profond de ces puces se trouvent des milliards de composants minuscules, appelés piégeage de charge transistors à effet de champ semi-conducteurs à oxyde métallique à grille flottante. Étant donné que ce nom ne sort pas exactement de la langue, la technologie est généralement appelée flash de trappe de charge (CTF) et est le système le plus couramment utilisé pour stocker des données dans les SSD d’aujourd’hui.

Chaque CTF agit comme une seule unité de stockage, connue sous le nom de Mémoire ou alors cellule peu, auquel sont connectées trois pistes électriques. Les FFC sont regroupés, d’abord sous la forme d’une longue colonne (un chaîne), avec n’importe où entre 32 et 128 cellules.

Explication Quest ce que le decoupage SSD

Les cellules d’une chaîne partagent une trace commune (une ligne de bits), qui est utilisée pour lire les données qui y sont stockées. Ceux qui sont sur la même ligne les uns que les autres (appelés page) sont tous reliés à une autre trace commune (ligne de mots). Les lignes de sélection de chaîne et de masse sont utilisées en combinaison avec les lignes de mot pour déterminer si un processus de lecture, d’écriture ou d’effacement a lieu.

Un tableau de chaînes et de pages forme ce qu’on appelle un bloc. La taille des pages et des blocs varie énormément, la première étant aussi petite que 4 ko et la seconde aussi grande que 512 ko, bien que cela dépende beaucoup du fabricant et du modèle.

Une seule matrice flash NAND comprendra des milliers de blocs, et les modules flash eux-mêmes peuvent contenir plusieurs matrices. Ces vastes et complexes grilles de traces et de transistors constituent chaque périphérique de stockage flash, des clés USB d’une valeur de quelques dollars aux SSD multi-téraoctets de niveau entreprise.

Le flash NAND est bizarre

Les pages et les blocs sont importants car toutes les cellules de mémoire de cette structure partagent le même substrat – la tranche de matériau semi-driver, comme le silicium ou l’arséniure de gallium, sur laquelle tous les transistors sont construits.

Effacer les données de n’importe quelle cellule implique l’utilisation d’une tension négative élevée, forçant tous les électrons stockés dans le CFT à s’écouler dans le substrat. Malheureusement, cela indique que le processus d’effacement nettoie toutes les cellules du bloc, pas seulement une d’entre elles.

Une autre bizarrerie avec le flash NAND est que les cellules de mémoire ne peuvent pas être programmées avec de nouvelles données tant que toutes les cellules n’ont pas été nettoyées – en d’autres termes, les SSD n’écrivent jamais directement de nouvelles données sur d’anciennes choses, ce que font les disques durs traditionnels. Et là où l’effacement doit être fait au niveau du bloc, leur écriture se fait au niveau de la page, ce qui indique que programmer un SSD est beaucoup plus rapide que d’en effacer un.

1674041261 718 Explication Quest ce que le decoupage SSD

Le processus de programmation et d’effacement endommage également les cellules de mémoire à chaque fois, usant la couche à l’intérieur du transistor qui stocke la charge. Pour améliorer la longévité des puces, le processeur qui les gère parcourt tous les blocs, jusqu’à ce que chacun ait été utilisé une fois, avant de revenir au début (pour ainsi dire).

Alors oui, le flash NAND est définitivement bizarre – écritures rapides, effacements lents, s’endommageant lors de l’une ou l’autre opération !

Jeter les ordures

Maintenant, revenons à comprendre ce qu’est le découpage SSD. Pour ce faire, nous allons prendre un SSD imaginaire qui a des pages de 4 ko et des blocs de 256 ko, donc 64 pages par bloc. Que se passerait-il si vous vouliez supprimer un seul fichier qui occupe 3056 Ko sur votre SSD ?

Ce fichier occupera 764 pages – 11 blocs complets et un avec 60 des 64 pages utilisées. Comment supprimer ce fichier sans risquer d’affecter ces 4 dernières pages, car elles pourraient contenir des données d’un autre fichier ? On dirait qu’on est complètement bloqués !

Rescue se présente initialement sous la forme de la commande TRIM. Toutes les données restent sur le disque de stockage jusqu’à ce qu’il soit explicitement demandé de faire quelque chose à ce sujet. Les fichiers et dossiers qui ont été supprimés par le système d’exploitation sont signalés comme n’étant plus nécessaires, et lorsque la commande TRIM est émise, la table stockée dans la DRAM du SSD (ou le flash NAND lui-même, si le lecteur n’a pas de DRAM ) est ensuite mis à jour pour refléter cela.

1674041263 635 Explication Quest ce que le decoupage SSD

Notez que tous les fabricants de SSD n’utilisent pas le terme TRIM, mais Windows le fait, nous nous en tiendrons donc à l’utilisation de ce terme. Les données ne sont pas effacées immédiatement après l’envoi de la commande TRIM – cela se produit lorsque le lecteur est inactif ou lorsqu’il écrit ensuite des données dans un bloc. La méthode utilisée dépend du fabricant, les modèles grand public gérant les effacements en cas d’inactivité et les modèles d’entreprise le faisant généralement lors de l’écriture.

Les données signalées pour suppression sont effacées lorsque le firmware du flash NAND commence un processus appelé collecte des ordures. Cela implique la lecture d’un bloc et toutes les pages qui doivent être conservées sont copiées dans le cache, puis écrites dans un bloc entièrement vide. La précédente, ainsi que les pages signalées pour suppression, sont alors effacées.

À certains égards, ce processus est aux SSD ce que la défragmentation de disque est aux disques durs traditionnels, mais ce n’est pas la même chose.

Est-ce que le découpage est identique à la défragmentation ?

Le découpage et la défragmentation du SSD sont ne pas la même chose. La défragmentation est un processus utilisé pour optimiser les performances des disques durs (HDD) en réorganisant les données sur le disque afin qu’elles soient stockées de manière contiguë. Cela améliore l’efficacité du disque en réduisant le temps nécessaire pour lire et écrire des données.

D’autre part, Trimming est spécifique aux SSD et sert à maintenir les performances du disque dans le temps. L’utilisation de la mémoire flash par les SSD indique qu’ils ont un nombre limité de cycles d’écriture. Lorsque des données sont supprimées d’un SSD, l’espace qu’elles occupaient n’est pas immédiatement rendu disponible pour être réutilisé. Au lieu de cela, le firmware du lecteur marque l’espace comme « invalide » et il n’est pas écrasé tant que le processus de découpage n’est pas effectué. Ce processus permet d’éviter que le disque ne se fragmente et ne ralentisse.

La collecte des ordures est bénéfique pour la durée de vie du SSD et ses performances globales, et TRIM le rend simplement meilleur (parfois les deux termes sont utilisés de manière interchangeable). Ceci est dû au fait sans pour autant cette commande, le ramasse-miettes se déplacera constamment tous pages environ, condensant les blocs partiellement remplis, pour garder les blocs fraîchement effacés disponibles pour la programmation – mais cela indique que les pages indésirables seront également déplacées, ce qui fera perdre du temps et augmentera l’usure des cellules de mémoire. Étant donné que TRIM indique explicitement quelles pages sont désormais indésirables, elles peuvent être laissées seules lors de la collecte des ordures et effacées si nécessaire.

Envoi des tondeuses

TRIM est automatiquement émis par Windows lorsque vous supprimez définitivement un fichier (c’est-à-dire le supprimez de la corbeille de recyclage), mais cela n’a pas lieu instantanément. Il est ajouté à une file d’attente et est traité lorsque le SSD est prêt.

Cependant, cette file d’attente a une taille maximale, et si elle est remplie, certaines de ces requêtes TRIM seront supprimées. Par défaut, Windows planifie une réémission régulière des commandes TRIM (en l’appelant un recadrage).

Vous pouvez forcer cette opération, mais nous vous déconseillons de le faire. Mais si vous insistez, allez dans l’Explorateur de fichiers, faites un clic droit sur un lecteur, cliquez sur Propriétés, puis sur l’onglet Outil. Enfin, cliquez sur le bouton qui dit Optimiser. Si vous n’avez pas de SSD sur votre PC, l’optimisation exécute simplement une défragmentation de disque normale, mais pour les périphériques flash NAND, cliquer dessus relance une commande TRIM. Vous ne pouvez pas réellement faire faire quoi que ce soit au lecteur, alors ne vous inquiétez pas de l’exécuter trop souvent; le lecteur s’occupera parfaitement de lui-même!

1674041264 935 Explication Quest ce que le decoupage SSD

Vous voyez comment l’un des SSD ci-dessus ne peut pas être optimisé ? C’est parce qu’il utilise un volume dynamique, qui ne prend pas en charge l’utilisation du rognage. Les volumes de base reconnaissent la commande TRIM et pour la plupart des utilisateurs, il est préférable d’utiliser ce type de volume de lecteur de toute façon.

Si votre système d’exploitation ou votre configuration SSD ne prend pas en charge TRIM, ce n’est pas vraiment une mauvaise nouvelle – la collecte des ordures a toujours lieu, mais le processus n’est pas aussi efficace. Les anciennes données sont finalement supprimées simplement parce que le lecteur finira par écraser les pages indésirables, à un moment donné.

Pour les PC utilisant Windows 7, TRIM n’est pris en charge que sur les SSD SATA ; pour les machines avec NVMe, la commande n’est disponible que sous Windows 8, 10 et 11. TRIM a été ajouté à MacOS dans la dernière mise à jour de Snow Leopard en 2011. La plupart des distributions Linux prennent également en charge l’opération, mais tous les systèmes de fichiers ne sont pas compatible – en parlant de cela, les systèmes RAID ne prennent généralement pas en charge TRIM, bien que cette situation s’améliore lentement.

Vous savez maintenant ce qu’est TRIM et en quoi il est bénéfique pour votre SSD.

Continue de lire. Explicateurs à Netcost-security.fr