Fiabilidad de una unidad SSD - Lecturas - Escrituras -TBW

Las unidades SSD no tienen partes móviles mecánicas como los discos duros tradicionales, eso hace que las unidades SSD sean más resistentes a golpes y caídas. Sin embargo, su vida útil está limitada debido a la durabilidad de los chips de memoria que incorporan. Mucho se habla de que los SSD tienen una vida menor mucho menor que los HDD, sin embargo, vamos a ver los datos para no dejarnos llevar por mitos.

• Los SSD se desgastan cada vez que escribimos datos en ellos
• La vida útil de los SSD se mide en TBW o TeraBytes Written que indican la cantidad de terabytes que podemos escribir en un SSD de forma totalmente segura antes de que empiece a ser susceptible de fallos
• Los SSD modernos y de marcas decentes tienen TBW muy grandes y con usos normales nos durarán más de 10 años sin ningún problema
• Aun así, los SSD no suelen dar avisos de errores antes de fallar de manera catastrófica, por lo que siempre es recomendable tener un buen sistema de backup

Eso sí, existe un punto muy importante y es que las unidades SSD es que no suelen dar advertencias sobre su estado como hacen los discos duros mecánicos. Seguro que la mayoría habéis recibido alguna notificación de sectores defectuosos, errores de entrada/salida (I/O) o errores en pruebas SMART. Esto quiere decir, que las unidades SSD suelen morir de forma súbita y los datos son recuperables (salvo procesos avanzados realizados por profesionales y laboratorios especializados).

 ¿Cuánto va a durar mi SSD? Conoce su vida útil con datos como TBW o DWPD  

Degradación de los SSD

Un HDD no sufre desgaste por escritura, pues cada bit magnético se puede cambiar de positivo a negativo infinitas veces. Pero por la forma en la que se escriben los datos en los chips de memoria de un SSD, las celdas sufren un desgaste con cada escritura. Así, después de un número de escrituras, esa celda no pueda escribirse (cambiar su estado, o “programar”) más veces, quedando inutilizable. El número de veces que se puede escribir/borrar una celda determinará la durabilidad del disco SSD, y esto se mide en TBW, como veremos en el siguiente apartado. Cuantas mas veces se ha escrito/borrado una celda, los electrones empiezan a escapar y llega un punto en que es imposible determinar si la celda contenía carga o no.

Cada vez la tecnología avanza más y los chips de memoria permiten más escrituras, usando técnicas como por ejemplo TRIM. Estos avances permiten que los datos se escriban en celdas distintas en vez de usar siempre las mismas celdas para borrar y escribir datos, lo que las desgastaría más. Aún así, un factor muy determinante en un disco SSD es la cantidad de escrituras que pueden aguantar las celdas de sus chips de memoria. Esto nos lleva a preguntarnos ¿cuanto dura un disco SSD?

TBW en los SSD

La durabilidad en los SSD se calcula mediante los TBs escritos (TBW) que aguantan. Suelen tener un número de TBs que los fabricantes “garantizan” o han probado que aguantan antes de estropearse. Estos valores suelen estar entre 75 y 300 TBs, según el disco. Hay que tener en cuenta que este dato lo proporciona el fabricante, y nunca hay que tomarlo como una garantía de que el disco no va a estropearse antes de haber escrito esa cantidad de datos en sus memorias. Tampoco significa que, una vez alcanzada esa cifra, el disco vaya a dejar de funcionar. De hecho, hay tests de estrés donde se ha llegado a más de 1PB (1.000TBs) escritos en varios SSD sin problemas. No es más que una cifra después de la cual el el disco deja de tener garantía, igual que los kilómetros recorridos de un coche.

Por ejemplo, si el fabricante de nuestro disco SSD indica que el producto tiene una garantía de 5 años o 100 TBWs, si a los 3 años le hemos escrito más de esos 100TBs, no tendremos garantía ya. Cogiendo un valor bajo (75TB escritos), para alcanzarlos tenemos que escribir 20GB al día, cada día, durante 10 años. Es probable que para entonces ya hayas cambiado de SSD porque haya una tecnología nueva que los desbanque o simplemente porque se te ha quedado corto de espacio. A pesar de todo, y aunque no sea fácil alcanzar las cifras que ofrecen los discos SSD hoy en día, si es conveniente tener precaución con la cantidad de datos que escribimos al disco.

DWPD (Drive Writes Per Day)

Otra manera de la que los fabricantes expresan la durabilidad del disco es mediante el llamado DWPD, o Drive Writes Per Day de las siglas en inglés. Este valor representa el número de escrituras por día que soportan las memorias del SSD. La diferencia con los TBW es que en este caso se tiene en cuenta la capacidad del disco.

Así, si tenemos un SSD de 250GBs con una garantía de 5 años y una cifra de TBW anunciados de 150 TBW (como es el caso del Samsung EVO 860), podemos decir que ese SSD soporta 0,329 DWPD. O lo que es lo mismo, si durante los 5 años de garantía escribimos 82GB cada día en el disco, al final de esos 5 años habremos escrito los 150 TB que el fabricante anuncia como TBW. Un SSD de 500 GB y 300 TBW con los mismos 5 años de garantía tiene una cifra de DWPD exactamente igual a la anterior, pues tiene el doble de TBW pero también el doble de capacidad. Aquí podemos encontrar una calculadora de TBW y DWPD muy completa.

TBW: vida útil y garantía

Los fabricantes de unidades SSD ofrecen de 2 a 5 años de garantía limitada. ¿Qué quiere decir limitada? Para explicarlo vamos a ver un ejemplo muy familiar. Por ejemplo, los fabricantes de coches suelen ofrecer unos años de garantía o un número máximo de kilómetros, lo que se cumpla antes. Pues exactamente pasa lo mismo con las unidades SSD.

Los fabricantes nos ofrecen una garantía de unos años o un uso máximo de la unidad SSD que está determinado por el parámetro TBW.

¿Qué es TBW?

TBW o TeraBytes Written son los terabytes escritos en la unidad SSD. Y los TBW de una unidad SSD nos indican la cantidad de terabytes que podemos escribir en un SSD de forma totalmente segura antes de que empiece a ser susceptible de fallos.

1 Terabyte (TB) equivale a 1024 Gigabytes (GB)

Por tanto, el TBW es como el kilometraje máximo, nos dice cuántos datos podemos ir escribiendo y borrando en la unidad SSD hasta que empiece a dar problemas.

Los chips de memoria SSD se degradan poco a poco cuando se graba información en ellos, no cuando solo leemos información.

Los SSD que empezaron a hacerse populares ya contaban con TBW superiores a los 100 TBW. Sin embargo, los SSD modernos han mejorado y solemos encontrar cifras que van desde los 500 a los 2000 TBW con mucha frecuencia.

Los TBW dependen de la tecnología de los chips de memoria, pero también del tamaño o capacidad de la unidad SSD.

La importancia del tamaño en el TBW

Las unidades SSD tienen sistemas, como el Wear Leveling, que nivelan el desgaste de las celdas de memoria. En vez de escribir múltiples veces en la misma celda de memoria, lo que hace es distribuir la carga en todas las celdas de memoria. Es como repartir de forma equitativa el uso de la memoria para que todas las celdas trabajen por igual. Es un proceso automático y no debemos hacer nada para configurarlo.

Esto puede chocar un poco porque el funcionamiento es muy diferente a los HDD tradicionales en los que las primeras pistas del disco tenían mucho más uso que las últimas.

Por ese motivo, a medida que aumentamos el número de celdas, el desgaste se divide entre más celdas. Eso significa que podremos escribir más (TBW) y por tanto que tendremos una vida útil mayor.

Por qué los discos duros magnéticos no tienen TBW

Como ya hemos visto, las celdas de memoria de los SSD se degradan mientras son borrados o escritos. Esta degradación se produce a nivel eléctrico al cambiar muchas veces de estado los condensadores que las forman. Cuando esto ocurre millones de veces, las celdas de memoria no son capaces de grabar y guardar de manera precisa la información (los 0 y unos pueden bailar y cambiarse automáticamente).

Los discos duros mecánicos funcionan de manera diferente y sus fallos también son diferentes. Los discos giran y una aguja magnética orienta unos pequeños imágenes que hay en la superficie del disco configurando los 1 y 0. En este proceso ni la cabeza magnética ni el disco sufren un desgaste significativo (como es lógico, siempre hay un pequeño desgaste, pero es mínimo). Donde el desgaste sí que es mayor es en los mecanismos que mueven y colocan la aguja en su posición exacta y los elementos que hacen girar los discos. Estos pueden causar vibraciones que suelen desencadenar o acelerar el desgaste y la entrada de suciedad.

MTBF: Tiempo medio entre fallos

La primera medida que vamos a comentar es el MTBF, del inglés Mean time between failures o Tiempo medio entre fallos. Muchas veces, se suele considerar como una medida correcta de la vida útil, cuando es más bien genérica.

A nivel técnico, el MTBF se calcula con una media del tiempo que transcurre entre dos fallos de un sistema, en este caso, el SSD. De manera general, estos pueden tener valores de MTBF de, por ejemplo, 2 millones de horas, lo que equivaldría a 230 años.

Cómo calcular la vida útil de una unidad SSD

Por ejemplo si escribes en la unidad del sistema operativo una media de unos 20 GB al día. Se puede decir que se usa bastante el ordenador y creemos que la mayoría de gente escribirá menos.

Con esa tasa de escritura diaria y cogiendo algunos valores de TBW, vamos a ver cuántos años de vida útil me duraría una unidad SSD.

Para ello vamos a utilizar la fórmula: durabilidad del SSD (en años) = ((TBW x 1000) / (GB/día)) x 2 / 365

• 150 TBW: escribiendo unos 20 GB/día nos duraría unos 20,5 años
• 300 TBW: escribiendo unos 20 GB/día nos duraría unos 41 años
• 600 TBW: escribiendo unos 20 GB/día nos duraría unos 82 años
• 1000 TBW: escribiendo unos 20 GB/día nos duraría unos 137 años
• 1500 TBW: escribiendo unos 20 GB/día nos duraría unos 205 años
• 2000 TBW: escribiendo unos 20 GB/día nos duraría unos 274 años

Puedes ponerte en las malas y decir que de media grabas 40 GB al día y las cifras de años serán la mitad. Aun así, son cifras muy altas por lo que para un uso normal no debes preocuparte por el desgaste en las unidades SSD modernas.

Por si te parecen poco esas cifras… El sitio web Heisen cogió un SSD Samsung 850 Pro y se pusieron a desgastarlo. Su garantía oficial era de 300 TBW, sin embargo, no consiguieron estropearlo hasta los 9000 TBW (9 petabytes). Casi 30 veces más que lo estimado por el fabricante. También probaron con otros SSD y el peor resultado fue 2,5 veces superior a la cifra de TBW de la garantía.

Por tanto, lo calculado arriba tiene un margen de seguridad de 2,5 por lo menos…

Cómo podemos ver cuánto hemos escrito en nuestra unidad SSD

El programa CrystalDiskInfo, no confundir con el CrystalDiskMark que es para hacer test de velocidad.

En CrystalDiskInfo verás arriba a la derecha una casilla con los GB escritos en la unidad SSD seleccionada. "Total Host Writes"

Cada fabricante también suele tener un software de gestión que, además de actualizar el firmware, sirve para monitorizar la salud del SSD.

El período de garantía, otra magnitud importante

Sigamos con otra magnitud que nos impone el fabricante, que es el período de garantía del SSD. Básicamente, este es el tiempo en el cual el fabricante nos cubrirá todos los fallos que pueda tener la unidad de estado sólido y lo reemplazará por nosotros.

Fuentes:

https://www.wikiversus.com/informatica/discos-duros/que-es-tbw-como-calcular-vida-util-ssd/

https://www.profesionalreview.com/2023/12/03/vida-util-ssd/