Durata dell’SSD: quanto dura un Solid State Disk?

Gli SSD sono veloci, silenziosi e di dimensioni compatte. Poiché non contengono componenti meccanici, in alcuni scenari operativi sono considerati più robusti dei classici HDD. Tuttavia, si dice cha abbiano una durata di vita limitata. È vero? Vi spieghiamo quanto durano gli SSD, come prolungarne la durata e quali segnali di avviso indicano un guasto imminente.

La tecnologia SSD è oggi matura, anche se, all’inizio, subito dopo l’introduzione sul mercato di memorie flash, sono stati registrati guasti prematuri. Difetti improvvisi, soprattutto nelle prime settimane quando, ad esempio, gli errori di produzione di fabbrica sono evidenti, si verificano abbastanza raramente nel corso degli anni. In base alle attuali statistiche sui guasti, gli SSD sono generalmente più affidabili dei classici HDD.

Tuttavia, le celle flash che memorizzano i dati su una memoria elettronica SSD hanno, a differenza delle tradizionali memorie magnetiche, una durata di vita chiaramente definita. Dopo un numero limitato di cicli di scrittura/cancellazione, la situazione diventa critica, in quanto con ogni ciclo di scrittura la memoria flash di un SSD invecchia. I produttori, in genere, dichiarano da 1000 a 100.000 cicli di scrittura e cancellazione.

Il considerevole intervallo di variazione nella durata di vita dell’SSD è legato a diverse tecnologie di archiviazione:

• Gli SSD Single Level Cell (SLC) hanno una durata di vita particolarmente lunga, ma possono memorizzare solo 1 bit per cella di memoria. Tollerano fino a 100.000 cicli di scrittura per cella e sono considerati particolarmente veloci, durevoli e affidabili.
• Gli SSD Multi-Level Cell (MLC) hanno una densità di archiviazione più elevata e possono memorizzare 2 bit per cella flash. In confronto al tipo SLC sono più convenienti, ma tollerano solo fino a 10.000 cicli di scrittura per cella.
• Gli SSD Triple-Level-Cell (TLC) possono ospitare 3 bit di informazioni per cella di memoria, ma si abbassa contemporaneamente l’aspettativa di vita fino a 3000 cicli di memoria per cella.
• Gli SSD Quad-Level-Cell (QLC) ospitano 4 bit di informazioni per cella. In questo modello, tuttavia, l’abbattimento dei costi, una maggiore capacità di memoria e una densità di archiviazione più elevata si accompagnano anche a una minor durata di vita. Generalmente, i produttori garantiscono solo 1000 cicli di scrittura e cancellazione per cella.

Sebbene il margine nella durata di vita dell’SSD sia considerevole, con un uso moderato, tutti i tipi di SSD hanno un’aspettativa di vita sufficientemente elevata (e in misura minore anche gli SSD QLC).

La durata del ciclo di vita dell’SSD è dichiarata come valore TBW, come è consuetudine nel settore. TBW è l’acronimo di Total Bytes Written, quindi il numero totale di byte che possono essere scritti su un SSD. Attualmente, i produttori di SSD dichiarano spesso un ciclo di vita di 256 TBW (quantità di scrittura garantita). Ad esempio, con un utilizzo medio del PC si può arrivare a circa 80 TBW in 10 anni. Il disco rigido avrebbe, pertanto, un’aspettativa di vita prevista di circa 32 anni in uno scenario di “utilizzo moderato, di otto ore per ogni giorno della settimana, come PC da ufficio” (editor di testi, navigazione in rete, accesso alle e-mail, streaming occasionale, alcuni download più grandi e azioni di backup e copia più piccole, ma non un carico costante elevato).

Nei test a lungo termine, che descrivono comunemente gli SSD con algoritmi speciali, si è anche riscontrato che i produttori, di solito, classificano la durata degli SSD in modo piuttosto prudente. Anche gli SSD economici superano facilmente il limite di scrittura dei produttori.

I numeri chiariscono che la durata di un SSD con un utilizzo quotidiano normale difficilmente rappresenta un fattore limitante. Lo strumento di monitoraggio Hard Disk Sentinel considera perfettamente funzionante un SSD Intel dopo quasi 10 anni di utilizzo (valore di prestazione: 100%, stato complessivo: 98%). Un difetto tecnico nell’elettronica di controllo integrata (controller) o una sostituzione dovuta a una capacità di memoria insufficiente sarebbero più probabili che un guasto.

Tuttavia, se registrate un backup di immagini di grandi dimensioni su un SSD ogni giorno (ad esempio 170 GB su un disco da 180 GB), il backup può effettivamente diventare insufficiente già dopo alcuni anni. In un’ottica di maggiore continuità di utilizzo, viene spesso indicato un valore DWPD per gli SSD: il produttore Kingston per il suo modello SSD DC400 DW (480 GB di capacità di memoria) dichiara un valore “Drive-Writes-Per-Day” di 0,30. Il valore è calcolato con una formula in cui confluisce il valore TBW (per determinare il valore, TBW Kingston si attiene a un metodo di calcolo standardizzato basato sul carico di lavoro JEDEC):

In questo esempio concreto per il calcolo del valore DWPD, nel “numero degli anni” confluisce la garanzia di 5 anni (quindi la durata di vita dell’SSD garantita dal produttore):

Se il valore DWPD calcolato di 0,30 è moltiplicato per la capacità di memoria dell’SSD di Kingston (480 GB), il risultato è 144 GB. Se scrivete giornalmente massimo 144 GB sull’SSD, anche questo con molta probabilità raggiungerà l’aspettativa di vita garantita. Con “numero di anni”, invece del periodo di garanzia, potete utilizzare un numero diverso di anni, che corrisponda al vostro profilo di requisiti di un SSD in termini di durata e capacità.

I valori citati non sono definitivi. La durata degli SSD dipende in maniera decisiva dalla strategia di scrittura impiegata. A tal fine, i produttori utilizzano speciali algoritmi per una “gestione della scrittura” il più efficiente possibile. La diffusa tecnologia wear leveling, gestita dal controller incorporato o dal firmware dell’SSD, distribuisce equamente tutti gli elementi dei blocchi di memoria. Non scrivendo sempre nello stesso blocco, è possibile ottenere un utilizzo bilanciato e, quindi, anche un invecchiamento ritardato dell’SSD.

Un’ulteriore misura per prolungare la durata dell’SSD è la funzione TRIM. Il comando TRIM garantisce una migliore gestione della memoria a partire da Windows 7. Se il sistema operativo è stato installato direttamente sull’SSD, il comando TRIM di solito si attiva automaticamente. È possibile attivare il comando anche da soli tramite la riga di comando (fsutil behavior set DisableDeleteNotify 0, quando TRIM è disattivato). Più facile ancora è l’attivazione con gli strumenti che i produttori di SSD forniscono gratuitamente in rete per il monitoraggio e la manutenzione dei dischi a stato solido.

Un elemento costitutivo opzionale per la gestione della memoria è l’over provisioning. Quando questa funzione viene attivata, una “memoria speciale” diventa disponibile per il controller SSD. È possibile utilizzare questa memoria come una specie di cache per la gestione e l’esternalizzazione di dati temporanei. L’over provisioning può, ad esempio, supportare la manutenzione SSD tramite garbage collection, wear leveling e Bad Block Management. Tuttavia, attivando questa funzione, rinunciate a parte della capacità di memoria. Non tutti gli SSD supportano questa funzione.

Anche come utente si può fare qualcosa per la durata dell’SSD. Ad esempio, potete esternalizzare i backup delle directory su HDD economici, per backup di dati più grandi e ad alta intensità di scrittura. Anche le cartelle dei file temporanei e le cartelle del profilo del browser, in cui vengono scritti molti dati in modo permanente, non devono essere sull’SSD. I file rilevanti per il sistema, responsabili anche della performance di Windows (ad esempio pagefile.sys, hiberfil.sys), dovrebbero, tuttavia, rimanere sull’SSD per garantire un elevato rendimento del sistema.

Oltre a una gestione della memoria il più intelligente possibile, ci sono altri fattori decisivi per la durata di vita della memoria elettronica. Non è irrilevante come viene archiviato e gestito un SSD. Problemi termici (ad esempio temperature ambiente elevate) e un’elevata umidità possono danneggiare la memoria e ridurre la sua durata di vita. Fattori meccanici o fisici (ad esempio una caduta) sono certamente meno pericolosi per un SSD rispetto a un HDD, tuttavia non si può completamente escludere un danno dovuto a forze meccaniche.

Anche i fattori elettronici possono influenzare la durata dell’SSD. Soprattutto il controller (dunque l’unità di controllo dell’SSD) è vulnerabile ai danni da sovratensione. Se gli SSD non vengono adoperati per un lungo periodo di tempo, è possibile anche la perdita dei dati non utilizzati da tempo, quindi, per precauzione, controllate gli SSD di tanto in tanto, adoperateli anche per poco tempo o almeno avviateli. In caso contrario, una perdita di carica della cella può portare al deterioramento dei dati. Tra le altre cose, ciò può causare errori di bit, che, nonostante la correzione degli errori, attivano il danneggiamento del firmware e, quindi, mettono fuori uso l’SSD. Gli SSD non dovrebbero, pertanto, essere utilizzati per l’archiviazione offline permanente dei dati.

Ulteriori fattori sono, tra l’altro, le memorie flash a semiconduttori difettose, firmware e aggiornamenti firmware programmati in maniera errata, nonché algoritmi di gestione della memoria programmati in modo non ottimale. Gli SSD sono, generalmente, una tecnologia complessa. In termini di numero di possibili fonti di errore e potenziali bersagli per malfunzionamenti e influenze negative, che possono porre fine alla vita utile o quanto meno limitarla, sono inferiori alla più semplice tecnologia di archiviazione magnetica classica degli HDD. Naturalmente, anche errori dell’utente e altri fattori possono causare una perdita di dati, come, ad esempio, file corrotti, file system e tabelle di allocazione dei file difettosi, virus, formattazione involontaria ed eliminazione non pianificata di file, cartelle e partizioni.

Negli SSD non sono presenti segnali acustici, che potrebbero annunciare in modo udibile un’imminente perdita di dati. A differenza degli HDD basati su meccanica, gli SSD danneggiati non fanno rumore. Un controller difettoso, che spesso segna la fine di un SSD, è per lo più un danno enorme, silenzioso e purtroppo anche immediato.

Tuttavia, chi utilizza un software di monitoraggio come SSD-Z o HD Sentinel, può monitorare, quanto meno, il grado di usura di un SSD e tenere d’occhio le temperature di funzionamento. In Internet, i software di monitoraggio disponibili e gli strumenti dei produttori di SSD rilasciano sovente anche una valutazione complessiva dello stato generale di un SSD (principalmente supportata dal colore: verde = ottimo, tutto ok; rosso = attenzione, ci sono problemi). La loro valutazione si basa, in genere, sull’interpretazione dei valori SMART (SMART = Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology). Ciò include anche il valore TBW corrente e le ore di accensione (ovvero l’intero tempo di funzionamento attuale di un SSD). Se la valutazione complessiva peggiorasse considerevolmente nel corso degli anni si dovrebbe preventivamente cambiare l’SSD.

In caso di un problema con l’SSD, gli utenti normali possono, innanzitutto, controllare le connessioni. La connessione SATA su un SSD integrato potrebbe essersi allentata o la connessione SATA sulla scheda madre è difettosa. In caso di problemi di surriscaldamento, è possibile pulire dall’interno un PC desktop impolverato e ripristinare così un sistema di raffreddamento funzionante.

In caso di un difetto tecnico e della fine della vita utile dell’SSD a causa del raggiungimento del limite di scrittura, il ripristino dei dati è quasi impossibile o almeno notevolmente più difficile. Gli utenti normali in genere possono fare poco. Se volete recuperare i vostri dati, l’unica soluzione è separare velocemente l’SSD dal computer, impedendo così ulteriori modifiche controproducenti per il recupero dei dati. Dovreste, quindi, contattare un fornitore di servizi di recupero dati professionale.

Poiché attualmente alcuni controller utilizzano anche internamente le tecniche di crittografia (crittografia hardware integrata), segue un processo di decriptazione e ricostruzione che spesso richiede tempo. Solo allora il pacchetto dati recuperato può essere reso nuovamente utilizzabile e leggibile. Le azioni di eliminazione accidentale difficilmente possono essere annullate con i modelli più recenti o dopo aver eseguito i comandi TRIM. Le possibilità di ripristino sono migliori se si verifica un problema del firmware, ad esempio.

Per quanto riguarda i costi, questi possono variare notevolmente. Tuttavia, il recupero dati SSD è generalmente molto più costoso di quello dei tradizionali HDD con memoria magnetica (se mai dovesse avere qualche possibilità di successo). A volte le azioni di ripristino più semplici vengono terminate dopo poche ore, ma i casi più complicati possono durare anche settimane, e quindi potrebbero essere più dispendiosi. Si dovrebbe chiarire il tetto di spesa previsto con la società di recupero prima dell’incarico ed eventualmente farsi inviare un preventivo o un’offerta a prezzo fisso dopo una diagnosi iniziale.

Se i costi sono troppo alti per voi, probabilmente il software di ripristino può aiutarvi. Tuttavia, il suo impiego può essere controproducente se si continua a lavorare sull’SSD e se l’organizzazione di archiviazione autonoma controllata da algoritmi torna attiva. In caso di difetti elettronici, un’ulteriore messa in funzione comporta certamente anche alcuni rischi per un efficace recupero dei dati. E, naturalmente, come profani del recupero, si possono anche commettere errori.

Meglio di qualsiasi successivo ripristino dei dati, soprattutto quando si utilizza la complicata tecnologia SSD, è un loro backup preventivo, in cui si procede sistematicamente secondo la regola del backup 3-2-1. Diverse locazioni di memoria e supporti dati distribuiti sono più sicuri, anche se dovreste integrare un cloud e sfruttarne i vantaggi. Con la sincronizzazione automatica dei dati, l’accesso ai dati mobili, la sicurezza ridondante e il trasferimento crittografato dei dati, i provider cloud professionali rendono la vostra strategia di backup affidabile.