Unidades SSD NVMe: Todo lo que necesita saber sobre este almacenamiento increíblemente rápido
NVMe ha dejado de ser una tecnología de almacenamiento «agradable»: si está comprando un nuevo PC, es una característica que debe buscar activamente. Es más, si su PC es bastante reciente, debería actualizarlo a NVMe. Aquí te explicamos por qué.
Qué es NVMe
NVMe es un estándar de comunicaciones desarrollado especialmente para las unidades SSD por un consorcio de proveedores que incluye a Intel, Samsung, Sandisk, Dell y Seagate. Funciona a través del bus PCIe (de ahí el ‘Express’ en el nombre), lo que permite que las unidades actúen más como la memoria rápida que son, en lugar de los discos duros que imitan. En resumen: NVMe es rápido. Realmente rápido. Como la velocidad de no tener que esperar nunca más por tu ordenador.
Evitando el almacenamiento como cuello de botella
No es por menospreciar los esfuerzos de los proveedores de CPU y GPU durante la última década, pero la razón por la que los últimos PCs de gama alta parecen ser mucho más rápidos es por el salto cuántico en el rendimiento del almacenamiento proporcionado por las SSD, primero SATA, y ahora NVMe. El almacenamiento era el último cuello de botella en cuanto a rendimiento real y percibido, pero ahora se ha extendido con fuerza.
Si has comprado, por ejemplo, un MacBook Pro, en los últimos dos años, habrás notado que ya casi no esperas para las operaciones mundanas. Los programas se abren, los archivos se cargan y guardan en un instante, y la máquina arranca y se apaga en apenas unos segundos.
Esto se debe a que la unidad SSD NVMe del último MacBook Pro lee y escribe datos literalmente cuatro veces más rápido que las unidades SSD SATA de las generaciones anteriores. No solo eso, sino que los localiza 10 veces más rápido (seek). Esto se suma a la mejora de cuatro a cinco veces en el rendimiento y diez veces en los tiempos de búsqueda que ya proporcionaban las SSD SATA en comparación con los discos duros.
Los límites máximos de rendimiento aproximados para las tres tecnologías de almacenamiento principales en la actualidad son:
No es que necesites un rendimiento sostenido como este muy a menudo, pero NVMe hace un trabajo corto de transferencia de archivos de cualquier tamaño. HDD = 200MBps, SSD SATA = 550MBps, SSD NVMe = 3GBps. Las barras más largas son mejores.
La curva de desarrollo de la CPU y la GPU palidece en comparación con la del almacenamiento en los últimos 10 años. HD = 2-5 ms de búsqueda, SSD SATA = 0,2 ms de búsqueda, SSD NVMe = 0,02 ms de búsqueda. Las barras más cortas son mejores, pero esto es un promedio general. Algunas unidades de cada categoría podrían hacerlo mejor, otras lo harán peor.
Los discos duros siguen ofreciendo una gran rentabilidad en términos de capacidad y son maravillosos para los datos menos utilizados. Pero para el sistema operativo, los programas y los datos que se utilizan con frecuencia, lo mejor es un SSD NVMe si el sistema lo admite, o un SSD SATA si no lo admite.
S SSDs SATA vs. SSDs NVMe
Conociendo bien el potencial de rendimiento final de los SSDs basados en NAND incluso cuando aparecieron por primera vez, la industria tenía claro que con el tiempo se necesitaría un nuevo bus y protocolo. Pero, como las primeras SSD eran relativamente lentas (y voluminosas), resultó mucho más conveniente utilizar la infraestructura de almacenamiento SATA existente.
Aunque el bus SATA ha evolucionado a 16Gbps a partir de la versión 3.3, casi todas las implementaciones comerciales siguen siendo de 6Gbps (aproximadamente 550MBps después de la sobrecarga de comunicaciones). Incluso la versión 3.3 es mucho más lenta de lo que es capaz la tecnología SSD actual, especialmente en configuraciones RAID.
El Sandisk Extreme Pro ofrece exactamente el mismo rendimiento que el WD Black NVMe. Porque, espera, es la misma unidad. La unidad utiliza cuatro carriles PCIe para un rendimiento máximo teórico de más de 3 GBps.
Como reemplazo del bus SATA, se decidió aprovechar una tecnología de bus con un ancho de banda mucho mayor que ya existía: PCI Express, o PCIe. PCIe es la capa de transporte de datos subyacente para las tarjetas gráficas y otras tarjetas complementarias. A partir de la generación 3.x, ofrece múltiples carriles (hasta 16 para usar con cualquier dispositivo en la mayoría de los PC) que manejan casi 1GBps cada uno (985MBps).
PCIe también es la base de la interfaz Thunderbolt, que está empezando a dar sus frutos con las tarjetas gráficas externas para juegos, así como con el almacenamiento externo NVMe, que es casi tan rápido como el NVMe interno. La negativa de Intel a dejar morir Thunderbolt fue algo muy bueno, como muchos usuarios están empezando a descubrir. Aunque Intel ha compartido la tecnología con el foro de USB para facilitar su implementación, sigue siendo más rara de lo que cabría esperar.
Por supuesto, el almacenamiento PCIe es anterior a NVMe en bastantes años. Pero las soluciones anteriores se veían obstaculizadas por protocolos de transferencia de datos más antiguos, como SATA, SCSI y AHCI, todos ellos desarrollados cuando el disco duro era todavía la cúspide de la tecnología de almacenamiento. NVMe elimina sus limitaciones al ofrecer comandos de baja latencia y múltiples colas -hasta 64.000-. Esto último es especialmente eficaz porque los datos se escriben en los SSD de forma escopeta, dispersos por los chips y los bloques, en lugar de hacerlo de forma contigua en círculos como en un disco duro.
El estándar NVMe ha seguido evolucionando hasta llegar a la actual versión 1.31, con la incorporación de características como la posibilidad de utilizar parte de la memoria del sistema del ordenador como caché. Ya hemos visto que la caché es empleada por el Toshiba RC100 superbarato que analizamos recientemente, que renuncia a la caché DRAM integrada que utilizan la mayoría de las unidades NVMe, pero que sigue funcionando lo suficientemente bien como para dar a tu sistema ese empujón NVMe en las tareas cotidianas.
Qué necesitas para conseguir NVMe
Obviamente es mejor si tu sistema ya soporta NVMe y tiene ranuras M.2, pero todavía es posible añadir una unidad NVMe a cualquier PC con una ranura PCIe a través de una tarjeta adaptadora de 25 dólares. Todas las versiones recientes de los principales sistemas operativos proporcionan controladores, e independientemente de la edad del sistema tendrás una unidad muy rápida en tus manos. Pero hay una trampa.
Para beneficiarse plenamente de una unidad SSD NVMe, debe ser capaz de arrancar el sistema operativo desde ella. Eso requiere el soporte de la BIOS. Suspiro. La mayoría de las BIOS convencionales más antiguas no admiten el arranque desde NVMe y lo más probable es que nunca lo hagan. No hay ninguna ventaja para que los proveedores lo añadan, y hay una desventaja muy real: Es menos probable que actualices un sistema que ha sido actualizado con NVMe, a menos que juegues a juegos de PC o hagas algo realmente intensivo con la CPU, como editar vídeo de 2160p (4K)/4320p(8K).
Un SSD M.2 NVMe como el relativamente asequible y muy rápido (excepto para transferencias extremadamente grandes) Samsung 970 EVO puede vivir en una ranura M.2/PCIe, o en una ranura PCIe normal (x4 o superior) mediante una tarjeta adaptadora barata.
Todos los SSD NVMe que se venden en el espacio de consumo utilizan el factor de forma M.2, aunque hay otros conectores (véase más adelante). Pero el simple hecho de tener una ranura M.2 no garantiza la compatibilidad con NVMe. M.2 se diseñó para admitir USB 3.0, SATA y PCIe, y la mayoría de las primeras ranuras M.2 sólo admitían SATA. Lee la guía del usuario de tu sistema o placa base, o consulta en Internet. Ten en cuenta que la ranura MSATA, que es la precursora de la M.2, tiene un aspecto muy similar.
No hay forma de saber al ver una ranura si soporta PCIe y NVMe, pero sí se puede diferenciar entre una ranura PCIe x2 y PCIe x4. La primera, llamada B-keyed (una llave es una subida que se casa con un hueco en los contactos de la unidad), tiene seis contactos separados del resto, mientras que la segunda, M-keyed, tiene cinco contactos separados del resto en el lado opuesto. No hay una regla rígida, pero muchas ranuras B-key eran sólo SATA. Si tienes una ranura B/M-keyed con ambos conjuntos de contactos separados, lo más común hoy en día, eres oro. A veces también se denominan socket 2 y socket 3.
Aunque la ranura M.2 de nuestro banco de pruebas admite PCIe y NVMe, la tuya puede que no. Aquí se muestra el SSD NVMe Black de WD, una unidad muy valiosa que sostiene las transferencias mejor que su competidor Samsung 970 EVO.
Si tu zócalo te decepciona, es el momento de la tarjeta adaptadora PCIe M.2 de 25 dólares que he mencionado. La M9Pe de Plextor y otras están disponibles ya montadas en tarjetas PCIe como productos listos para rockear.
Lo que como usuario final debes evitar son las unidades NVMe de 2,5 pulgadas. Éstas necesitan el conector U.2 SFF-8639 (Small Form Factor). Una conexión U.2 cuenta con cuatro carriles PCIe Gen 3, dos puertos SATA, además de canales de banda lateral y alimentación de 3,3 y 12 voltios, pero sólo se encuentra en los adaptadores y sistemas de almacenamiento de nivel empresarial.
En la remota posibilidad de que estés utilizando uno de los raros PC con Windows que soporta Thunderbolt (muchos con placas base Asus lo hacen), es posible que puedas utilizar una carcasa PCIe Thunderbolt externa para añadir NVMe a tu sistema. Esto funciona como un encanto en un Mac Thunderbolt que es lo suficientemente nuevo como para ejecutar High Sierra.
No todas las unidades NVMe son creadas iguales
Aunque casi cualquier NVMe debería hacer que su sistema se sienta más rápido, no son todos iguales. Ni siquiera se acercan. Mientras que la 970 Pro de Samsung lee a más de 3GBps y escribe a más de 2,5GBps, la RC100 de Toshiba lee a 1,2GBps y escribe a poco menos de 900MBps. La diferencia puede ser aún mayor cuando la cantidad de datos escritos supera la cantidad de caché a bordo.
Hay una serie de factores que afectan al rendimiento, como el controlador, la cantidad de NAND en la placa, el número de carriles PCIe (véase más arriba) y el tipo de NAND. Estas son algunas reglas generales:
- Los SSD NVMe de 4 carriles PCIe son más rápidos que los de 2 carriles PCIe.
- Cuantos más chips NAND, más rutas y destinos tiene el controlador para distribuir y almacenar datos. Las versiones de menor capacidad (especialmente las de 128 GB y 256 GB) del mismo modelo de unidad suelen ser más lentas que las de mayor capacidad.
- El tipo de NAND utilizado es importante. SLC (Single-Level Cell/1-bit) es la más rápida, MLC (Multi-Level Cell/2-bit) es la siguiente, TLC (Triple-Level Cell/3-bit) es más lenta, y QLC (Quad-Level Cell/4-bit es la más lenta. Sin embargo, la fórmula se complica por el hecho de que se puede tratar cualquier tipo de NAND (excepto SLC) como su predecesora más rápida simplemente escribiendo menos bits. Los proveedores hacen esto con porciones de la SSD para utilizarlas como caché, lo que significa que una unidad TLC o QLC puede ser tan rápida como una unidad SLC, hasta que esta caché se agote.
- La mayoría de los controladores de hoy en día son muy eficientes, pero algunos, como los utilizados por Intel y Sandisk, son más inteligentes sobre cómo utilizan la caché y pueden mantener el rendimiento de escritura con conjuntos de datos más grandes.
Consulta nuestros análisis de SSD en para conocer los detalles de las unidades individuales.
La capacidad importa
Como casi todos los SSD NVMe utilizan una parte de su NAND como caché secundaria y muchos , la utilizan también como caché primaria. Tiene que haber NAND disponible para ese propósito. Por ejemplo, si compras una unidad SSD de 1 TB y le pones 900 GB, habrá mucha menos NAND disponible para las tareas de caché. El rendimiento se verá afectado. Según nuestra experiencia, una vez que llegue a la marca del 80%, empezará a notar la diferencia.
Tenga esto en cuenta cuando decida qué tamaño comprar. Una buena regla general es comprar el doble de la capacidad que esperas necesitar, recordando que las cosas tienden a expandirse para llenar el espacio disponible.
NVMe significa no arrepentirse durante mucho tiempo
Si todo esto no ha dejado claro el punto, vamos a decirlo de nuevo: NVMe es la tecnología de almacenamiento que quieres para tu actual o próximo PC. A menos que seas un jugador o un editor de vídeo de alta resolución, prácticamente garantiza que no sentirás la necesidad de reemplazar tu sistema actual durante bastante tiempo, al menos por el rendimiento. De hecho, no he sentido ninguna necesidad de sustituir mis sistemas de seis o siete años desde que se actualizaron con unidades SSD NVMe. Cero.