Ce que les chiffres de vitesse d'un SSD vous disent vraiment

Le chiffre mis en avant sur la boîte d'un SSD est la lecture séquentielle : la vitesse à laquelle le disque déplace un seul gros fichier quand de nombreuses requêtes sont en cours en même temps. C'est la situation que votre machine produit le moins souvent. Le démarrage, le lancement d'une application et la plupart des choses que vous attendez vraiment dépendent d'un tout autre chiffre.

Cela ne le rend pas inutile. Cela en fait une affirmation étroite, portant sur un seul type de travail.

Ce que mesurent réellement la vitesse séquentielle et la vitesse aléatoire

Séquentiel et aléatoire ne sont pas deux vitesses de la même chose. Ils s'expriment dans des unités différentes, parce que ce qui les limite n'est pas la même chose.

Le débit séquentiel s'exprime en mégaoctets par seconde, et il décrit un seul long transfert mené d'un bout à l'autre. Les octets par seconde sont la bonne unité parce que le travail est un objet unique de taille connue, et que le temps qu'il prend est cette taille divisée par le débit.

Les performances aléatoires s'expriment en IOPS — opérations d'entrée/sortie par seconde — généralement pour des requêtes de 4 Ko. Déplacez le même total par morceaux de 4 Ko et ce n'est plus un objet, mais des millions. Les opérations sont la bonne unité parce que les octets cessent de compter. Chaque requête porte un coût fixe : déterminer où les données se trouvent physiquement, émettre la commande, renvoyer la réponse. À 4 Ko, ce coût représente l'essentiel du temps passé, si bien que le disque est limité par le nombre de requêtes qu'il peut traiter, et non par la largeur de son chemin vers la flash.

Il existe un troisième chiffre, que presque rien n'indique. La latence est le temps que prend une requête quand rien d'autre n'attend. Le débit et les IOPS décrivent un disque sous charge ; la latence le décrit quand vous êtes le seul à demander, ce qui représente l'essentiel de la vie d'un PC de bureau.

Quel type de travail votre machine fait réellement

Les chiffres des fiches techniques sont obtenus sous une charge qu'un PC de bureau crée rarement : plusieurs processus émettant des requêtes en continu, qui maintiennent pleines les files d'attente du disque. L'usage ordinaire d'un PC de bureau tient sur quelques requêtes, souvent sur une seule.

La profondeur de file d'attente est le nombre de requêtes remises au disque et pas encore satisfaites. C'est là que les interfaces diffèrent vraiment, mais pas de la façon dont on le présente d'habitude. SATA ne traite pas une requête à la fois : la gestion native des commandes lui donne une file unique pouvant contenir jusqu'à 32 commandes. Ce que NVMe ajoute, ce sont de nombreuses files plutôt qu'une seule, chacune bien plus profonde, avec moins de travail pour l'hôte par commande. Cela vaut énormément pour un serveur. Cela vaut beaucoup moins pour une seule session de bureau.

Si un PC de bureau ne peut pas remplir ces files, c'est que ses petites lectures dépendent les unes des autres. Ouvrir une application lit un fichier qui désigne le fichier suivant à lire. Le démarrage parcourt une longue chaîne de ces lectures. Chaque étape doit s'achever avant que la suivante soit connue, si bien qu'elles ne peuvent pas être émises en parallèle quel que soit le nombre de files disponibles, et le total est une somme de latences plutôt qu'une division par la bande passante. C'est pourquoi un disque affichant plusieurs fois le chiffre d'un autre n'ouvre pas votre client de messagerie plusieurs fois plus vite.

Pourquoi le chiffre sur la boîte est la lecture séquentielle

Les fabricants impriment la lecture séquentielle parce que c'est le chiffre qui se comporte le mieux à la mesure. Il est stable d'un essai à l'autre, à peu près identique sur un disque plein et sur un disque vide, et borné par l'interface — il progresse donc proprement à chaque génération et donne au disque de cette année un nombre visiblement plus grand à imprimer que celui de l'an dernier.

C'est aussi l'affirmation la moins coûteuse à assumer. Les performances aléatoires dépendent de la façon dont le disque est utilisé, de son taux de remplissage et de ce qu'il faisait une minute plus tôt. La lecture séquentielle sur un disque neuf est presque une propriété du matériel.

Pourquoi la vitesse d'écriture chute au milieu d'une grosse copie

La vitesse d'écriture n'est pas un seul chiffre. Presque tous les disques accueillent les données entrantes dans une zone de cache rapide, puis les replient ensuite dans leur forme permanente plus lente : il y a donc un débit en cache et un débit natif en dessous, et la boîte annonce le premier. Cette zone est le cache SLC, de la flash exploitée à un bit par cellule. Comment choisir un SSD explique ce qui fixe le débit en dessous, et SSD TLC, QLC et sans DRAM explique d'où vient le cache et pourquoi y écrire coûte au disque une seconde écriture plus tard.

Ce qui compte ici, c'est la forme de la courbe. Une copie démarre au débit en cache, le tient tant que le cache dure, puis chute — parfois un peu, parfois jusqu'à une fraction de ce débit — et reste basse pour le reste du transfert. Deux choses décident si vous rencontrez cette chute : la quantité que vous écrivez d'un seul coup, et la quantité de cache dont le disque dispose à cet instant.

C'est pourquoi un test qui n'écrit qu'un gigaoctet ou deux vous apprend peu de chose. Sur la plupart des disques, cette quantité tombe entièrement dans le cache, si bien que le résultat est le débit en cache quelle que soit la lenteur du disque en dessous. Un test qui irait jusqu'à épuiser le cache rapporterait deux débits et le point où le premier devient le second. Presque aucun ne le fait, et aucune fiche technique ne le fait.

Le cache a aussi besoin de temps libre pour se vider. Lancez une deuxième grosse copie peu après la première et elle peut démarrer plus lentement, parce que le disque est encore en train de traiter la première. Quelle capacité de SSD choisir traite le versant espace libre de la question, l'autre levier sur la quantité de cache dont vous disposez.

Comment lire une vitesse annoncée sans se laisser tromper

Traitez la valeur annoncée comme un marqueur de gamme plutôt que comme une note. Elle range les disques en catégories grossières, et à l'intérieur d'une catégorie elle dit très peu. L'écart entre deux chiffres ne survit pas au contact de votre usage : un disque annoncé deux fois plus rapide n'est pas deux fois plus rapide sur quoi que ce soit d'autre qu'une copie de gros fichiers.

Une valeur annoncée est un plafond dans des conditions favorables, pas un plancher. Elle a été mesurée sur un disque vide, froid, files d'attente maintenues pleines. Votre disque n'est dans aucun de ces états pendant l'essentiel de sa vie.

Lisez le chiffre d'écriture à côté du chiffre de lecture plutôt qu'isolément. Et quand deux disques sont séparés par un multiple plutôt que par une marge, c'est en général la génération d'interface qui parle, et c'est une question de compatibilité avant d'être une question de vitesse. NVMe ou SATA explique laquelle votre machine accepte.

Ce que nous comparons, et ce que nous ne voyons pas

Nous comparons les SSD sur trois chiffres : la capacité, la lecture séquentielle et l'écriture séquentielle. Plus c'est élevé, mieux c'est pour chacun d'eux, et c'est tout ce que notre comparaison sait de la vitesse.

Nous retenons la lecture séquentielle en sachant que c'est le chiffre le plus faible de la boîte. Nous la retenons parce que c'est le seul chiffre que pratiquement toutes les fiches techniques indiquent, à tous les niveaux de prix. Les chiffres aléatoires et la latence vous en diraient plus, mais ils ne sont indiqués que par certains fabricants sur certains disques, et une comparaison qui ne fonctionnerait que sur les disques généreusement documentés laisserait de côté la moitié la moins chère du marché. Ce n'est pas une comparaison. C'est une liste restreinte de disques bien documentés.

Le compromis est le même dans les deux sens : un chiffre plus faible qui couvre tout vaut mieux qu'un meilleur qui n'en couvre qu'un tiers, tant que nous disons lequel nous avons utilisé.

Les IOPS en lecture aléatoire et en écriture aléatoire sont des champs que nous conservons sur un SSD, mais ils sont facultatifs, et la plupart des offres que nous collectons ne les indiquent jamais. Ni l'un ni l'autre n'est un critère sur lequel nous comparons les disques, et nous ne les filtrons pas non plus. Cette absence est celle du marché, et non un jugement selon lequel ces chiffres n'auraient pas d'importance.

Chaque SSD de notre catalogue est sur une seule page.