[DOSSIER] Présentation d'un disque SSD au format PCI-E

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Encore une fois, il me paraît utile de rappeler que le "disque dur classique" est le véritable "maillon faible" d'un PC.

C'est un véritable goulot d'étranglement.


Et il est pourtant indispensable :


- il supporte le système d'exploitation, Windows (---> donc c'est lui qui limite la vitesse de fonctionnement de la machine et le démarrage de Windows)

- il supporte les applications (---> il limite donc la vitesse d'ouverture de ces applications et leur fonctionnement)

- il supporte les données utilisateurs


Et paradoxalement, ses performances n'ont guère évolué dans le temps.


Mon premier PC que j'ai monté en 1992, avait un disque dur d'une capacité de 1,2 Go   pour une vitesse de 20 Mo/s


L'augmentation de la capacité avec un disque "standard" d'aujourd'hui de I To (soit 1 000 Go) est d'un facteur 1 000  

Autrement dit, un disque standard aujourd'hui, en 2015, possède une capacité de stockage 1 000 fois plus importante !


Par contre, au niveau performances, un disque "standard" dans les portables ou machines "toutes faites" (Dell, Packard Bell...) tournent autour de 100 Mo/s



Si la capacité de stockage du disque dur a été X par 1 000

Les performances du disque dur n'ont été multipliées, en 20 ans, que seulement par 5  

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Idem pour les CPU dont les performances n'ont cessé d'augmenter de façon considérable.


Un exemple concret :


En 2007, un Core 2 Duo overclocké à 3,4 GHz avait une bande passante de 55 Go/s

(Sans overclocking, la fréquence n'est que 2,13 GHz pour une bande passante de 35 Go/s)

En 2014, un Core i5 à 3,4 Ghz offre un bande passante de 226 Go/s


En 7 ans, les performances CPU ont été multipliées par 5 ou 6  

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Bref, seul le disque dur stagne dans les performances et brident les machines d'aujourd'hui qui ne peuvent délivrer tout leur potentiel.


Une évolution intéressante mais encore très onéreuse : le disque SSD


Enfin, avec le disque SSD, on "décolle"


Les vitesses de lecture/écriture sont en moyenne augmentées par 5

Et surtout, les temps d'accès passent de 10 ms pour un disque classique tombent à 0,1 ms pour un SSD


Mais on peut aller encore plus vite.


Car, ce qui bride la vitesse des disques SSD, c'est l'interface SATA par laquelle ils sont reliés à la carte mère.


Donc, pour "débrider" les disques SSD, il faut les relier à la carte mère par une autre interface que le SATA.



Laquelle ?


L'interface PCI-E, c'est à dire l'interface utilisée pour les cartes graphiques.




En effet, le PCI-E offrent une bande passante entre le CPU et la carte graphique bien plus importante.


Les jeux demandant une capacité phénoménale d'échange de données entre la carte graphique et le CPU et la RAM, le port PCI-E a évolué sans cesse pour satisfaire aux exigences de performances.



Donc, ces nouveaux SSD se présentent comme une carte graphique que l'on doit insérer dans un bus PCI-E :





Et les performances s'envolent véritablement :





Le SSD limité à 500 ou 600 Mo/s en SATA atteint ici 2 000 Mo/s en PCI-E


Soit 20 fois plus rapide qu'un disque classique sans parler des temps d'accès !!!!

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MAIS...car il y a un mais


L'utilisation bus PCI-E n'est évidemment pas étrangère à ces débits. La bande passante offerte est ici bien plus importante qu'en SATA III, puisqu'on passe d'un débit théorique de 750 Mo/s à 3,94 Go/s, soit près de quatre fois plus.

Cependant, le PCI-E ne fait pas tout. Lui aussi relié à la carte mère par ce biais, un RevoDrive 350 d'OCZ, en version 960 Go, ne dépasse pas les 1 800 Mo/s en lecture, alors qu'il est basé sur un RAID 0 dont on connaît les dangers. C'est que sans maîtrise, la puissance n'est rien.

La maîtrise, c'est la façon dont sont régis les transferts. Le RevoDrive utilise l'ancestrale AHCI, tandis que le Samsung 950 Series se base sur le NVMe, qui permet de profiter pleinement des possibilités offertes par le PCI-E.


Le AHCI, ou Advanced Host Controller Interface, est une interface de gestion héritée de l'époque où les SSD n'existaient pas encore. Elle est aujourd'hui rendue obsolète par la mémoire flash, dont le fonctionnement est très éloigné de celui des disques durs.

L'exemple le plus frappant des limitations du AHCI : son incapacité à gérer plus de 32 commandes, et ce, sur une liste file d'attente. Le NVMe, quant à lui, doit en théorie pouvoir gérer 65 536 instructions, sur 65 536 files d'attente.

Même si le NVMe n'est pas tout à fait nouveau (la première ébauche de ce standard date de 2007), il n'est pas encore démocratisé à l'heure actuelle.


Les prérequis matériels et logiciels sont nombreux, et tous les satisfaire n'est pas si évident.


Vous aurez besoin :

- d'une carte-mère de la série 9 d'Intel (H97, Z97 ou X99), ou d'un modèle utilisant le dernier chipset Z170 du fondeur, avec un firmware à jour

- de démarrer en mode UEFI si le SSD est votre unité système

-  de disposer d'un système d'exploitation compatible, comme Windows 10, Windows 8.1, Windows Server 2012 R2, OS X Yosemite ou El Capitan, Chrome OS ou un système GNU/Linux adapté.


Ces OS sont capables de gérer nativement un périphérique NVMe, puisqu'ils disposent d'un pilote adapté. Samsung, comme Intel, propose toutefois des drivers maison pour Windows 7, 8.1 et 10, et travaille par ailleurs sur des déclinaisons GNU/Linux et Windows Server.