Porque os HDs param?

Para responder a esta pergunta...

precisamos separar os discos em 2 categorias:
a) Em HDDs, ou seja, os discos mecânicos convencionais
b) Em SSDs, discos da nova geração, bem como em discos flash similares (M.2, NGFF, mSATA etc.)

Analiticamente:

1) Por que os discos HDD “param”?

Existem vários motivos pelos quais um disco HDD trava. Os mais comuns deles são:

• Setores ruins. O que acontece é uma degradação da superfície dos pratos nos quais os dados são gravados.
  A degradação das superfícies pode ocorrer quer pela idade (desgaste normal), quer por danos mecânicos (cabeças defeituosas que provocam danos na superfície), ou ainda por materiais de baixa qualidade que se deterioram com o uso. Os discos possuem uma camada extremamente fina de material lubrificante nos pratos, que pode perder suas propriedades e causar perda de coesão nas superfícies.
  Tudo isto resulta na criação de setores defeituosos, que por sua vez podem afetar a saúde do seu módulo interno, que não consegue ler e escrever dados, resultando num aumento acentuado do número de setores problemáticos (setores defeituosos).
• A instabilidade de tensão na rede elétrica. Uma solução para este problema é fornecida pelos estabilizadores de tensão. No entanto, como todos acreditamos que o problema não acontecerá com a gente, mas só com os “outros”, a maioria de nós só instala o estabilizador geralmente depois que o problema se apresenta. Cuidado com estabilizadores e filtros de linha muito baratos, normamente não cumprem o que prometem. Lembre-se também de que, ao desligar o computador com o botão POWER do gabinete, você não corta a energia da placa-mãe. Para cortar completamente a energia do seu computador, desligue o interruptor que normalmente fica na fonte de alimentação (na parte traseira do gabinete). Se não houver interruptor ali então desligue pelo estabilizador ou filtro de linha.
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• Falha de hardware. Um problema muito comum nos discos rígidos externos, mas que pode acontecer em qualquer meio de armazenamento de dados que você possua. Mesmo um HD novo e muito caro que você acabou de comprar pode apresentar defeito. Apesar das verificações minuciosas feitas pelos fabricantes, ninguém pode garantir que funcionará corretamente justamente pelo fato de ser uma unidade móvel sujeita a todo tipo de acidente. Por isso tenha muito cuidado ao usar sua unidade externa.
• Erros de firmware. Muitas vezes os discos desenvolvem danos em sua superfície (setores defeituosos), então existe a possibilidade de que esses danos estejam em uma parte oculta da superfície do disco chamada Área de Serviço (o que a maioria das pessoas conhece como o "firmware" dos discos. Quando o dano ocorre na superfície da Área de Serviço, o disco não consegue ler partes críticas do microcódigo que são necessárias ao seu funcionamento, resultando na falha do disco.
• Ligando seu computador em uma tomada inadequada. Neste caso podemos incluir, por exemplo, tomadas múltiplas dos tipos T ou Benjamim a partir dos quais você alimenta o seu PC e ao mesmo tempo conecta dispositivos que absorvem repentinamente grandes quantidades de energia, como aparelhos de ar condicionado, aspiradores, aquecedores de ar, etc.
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• Fonte de alimentação do computador com defeito. Embora quase ninguém de muita importância pra ela, a fonte de alimentação é um dos componentes mais importantes do seu computador. Gaste alguns Reais a mais e instale uma boa fonte de alimentação de pelo menos 500W reais, principalmente se o seu computador tiver mais de um drive e uma placa gráfica moderna.
• Outros fatores, como condições de funcionamento do seu computador, erros de manuseio, ações incorretas de exclusão de dados...

 

2) Por que os discos SSD “param”?

Todas as unidades SSD usam tecnologia NAND (isto não é um acrônimo, vem das operações lógicas NOT e AND usadas na programação).

A tecnologia NAND possui propriedades específicas das quais depende a vida útil do meio de armazenamento. Por exemplo, quando os dados são gravados em uma célula NAND, para reescrever os dados nessa célula, os anteriores devem ser apagados.
Para simplificar,essa gravação e exclusão de dados é feita enviando elétrons para as células. Esses elétrons passam por um isolante. A posição e localização desses elétrons determinam se a corrente fluirá para a célula ou não e se essa célula está ocupada. Quando escrevemos e apagamos dados de uma célula, à medida que os elétrons vão e vêm, o isolante que mencionamos se desgasta a ponto de ter problemas para manter os elétrons onde deveriam estar, resultando em vazamento e/ou incapacidade de determinar se o elétrons estão onde deveriam estar.

Isto, por sua vez, explica o “número finito de ciclos graváveis” que frequentemente mencionamos. Isso significa que a própria tecnologia flash tem uma limitação no número de leituras e gravações de dados.

Como isso é medido?

Isso é medido por uma relação chamada P/E. Significa Programado/Apagado e é medido em ciclos. Este é essencialmente o fator mais importante que mostra a vida útil (esperada) de um SSD. Um SSD de má qualidade pode ter um P/E = 1000 ou até menos. Este disco irá falhar a menos que seja usado para trabalhos leves. Um SSD de boa qualidade pode ter um P/E = 70.000 ou mais, e esta unidade em condições normais vai durar de 4 a 5 anos facilmente.

Um indicador semelhante é TBW, que significa Terabytes Written, que é essencialmente a quantidade de dados que serão gravados no SSD antes que ele trave. Um bom disco SSD com capacidade de 500 GB terá TBW = 200+, ou seja, mais de 400 vezes sua capacidade.

Por fim, o MTBF (Mean Time Between Failures) que é medido em horas e é essencialmente uma medida de confiabilidade do dispositivo. Infelizmente, não é o que muitos pensam que é. MTBF = 1.000.000 horas não significa que o disco durará 1.000.000 horas (são 114 anos!). É um índice do fabricante, que o divide pela AFR (Taxa Anual de Falha) para calcular quanto tempo durará um disco. Portanto, MTBF = 800.000 significa que em uma população de 1.000 unidades trabalhando 8 horas por dia, haverá uma unidade que falha a cada 100 dias.

Como saber se o SSD é bom?

Como explicamos antes, os fabricantes produzem unidades de SSD diferentes e que não são para todos os fins, veja.

Modelo com SLC (Célula de nível único). Esse tipo têm um bit por célula. Esses modelos oferecem maior confiabilidade, pois mesmo que alguns elétrons vazem, não é um grande problema, pois estamos interessados em ter a informação se a corrente está “fluindo” ou não.

Modelo com MLC (Célula multinível). Aqui temos dois bits por célula. Isso significa que é necessária mais precisão e há menos tolerância a vazamentos. Como os dados são escritos sempre usando "uns" e "zeros", devemos ter a informação se a célula contém 00, 01, 10 ou 11.
Modelo com TLC (Célula de nível triplo). Usando o mesmo sistema do modelo anterior, aqui temos 3 bits por célula, então precisamos saber se é 000, 100, 110 etc. Portanto, mesmo um pequeno desgaste e vazamento do isolador significará falha no disco. Modelo QLC (Célula de nível quádruplo). Aqui temos 4 bits por célula e, portanto, 16 combinações de 1 e 0 e, portanto, mesmo o menor desgaste causará um problema.
Portanto, faz sentido que as unidades SSD SLC sejam as mais confiáveis e normalmente são as mais caras.