SSD PCIe 4.0: quali le differenze rispetto ai precedenti modelli

Le unità SSD da 500 GB più economiche costano ormai intorno ai 50 euro se si opta per la vecchia interfaccia SATA. Ne abbiamo parlato, di recente, nell’articolo SSD: le migliori unità a stato solido del momento.
Se si guarda il prezzo di un’unità a stato solido molto popolare come il Samsung 860 Evo da 1 TB, ci si accorgerà che essa costa oggi il 30-35% del prezzo originale praticato due anni fa.

Il grafico, che rappresenta l’andamento del prezzo su Amazon Italia dell’unità SSD Samsung presa come esempio, è stato generato con l’estensione Keepa: Sconti Amazon, come e dove trovarli.

Oggi arrivano sul mercato nuove unità SSD a prezzi competitivi. Ovviamente le unità SSD con la più performante interfaccia PCIe sono leggermente più costose rispetto ai modelli SATA mentre gli SSD PCIe 4.0, due volte più veloci rispetto alle unità PCIe 3.0, sono ancora più costose.

Le memorie flash maggiormente utilizzate oggi negli SSD di nuova generazione sono di tipo TLC (Triple Level Cell) ovvero usano chip in grado di memorizzare tre bit per ogni singola cella.
Nell’articolo Hard disk o SSD, caratteristiche e differenze abbiamo messo in evidenza le fondamentali differenze tra SSD basati su chip di memoria SLC, MLC, TLC e QLC.

I primi SSD con memorie QLC (Quad Level Cell) sono già sul mercato, sono più economiche (grazie al fatto che conservano quattro bit per cella). Ne abbiamo parlato nell’articolo SSD QLC, sono veloci e affidabili anche se sulla carta non dovrebbero esserlo.

Toshiba e Intel stanno già sviluppando flash Penta Level Cell (PLC) ma dovrebbe trascorrere almeno un anno prima che vengano rilasciati i primi SSD: SSD, Toshiba parla delle sue memorie NAND PLC: 5 bit per cella.

Gli SSD TLC restano comunque le soluzioni più attuali, anche a livello server, perché le procedure di correzione dell’errore sono state continuamente perfezionate. Invece di un semplice controllo ECC, molte delle attuali unità SSD funzionano ricorrendo ad algoritmi low-density parity-check (LDPC) più efficienti. Essi richiedono una maggiore potenza di calcolo, ma LDPC permette ad esempio di mantenere in uso le memorie che presentano errori senza quindi incidere negativamente sulle prestazioni e imporre un lavoro aggiuntivo da parte del controller.

A proposito di controller, nell’area SATA non si registrano ulteriori sviluppi: le velocità di molte unità SSD si avvicinano al limite dell’interfaccia SATA 3 spingendosi fino a 560 MB/s.
Gli SSD PCIe 3.0 maggiormente prestazionali stanno già toccando il limite dell’interfaccia muovendo i dati a un massimo di 3,5 GB/s (l'”asticella” teorica è fissata a 4 GB/s nel caso di PCIe 3.0 x4).
Sul mercato ci sono ancora molti modelli più lenti ma anche più economici e i valori in fase di scrittura dei dati sono di solito molto più bassi.

L’interfaccia PCIe 4.0 spinge il limite ancora più in alto: le unità SSD attualmente in commercio trasferiscono i dati fino a 5 GB/s e non si avvicinano però al valore massimo di 8 GB/s. Il controller che consente di arrivare a 5 GB/s è il Phison PS5016-E16, attualmente utilizzato sugli SSD PCIe 4.0 in commercio.
Va detto che tutti i principali produttori di controller stanno lavorando sui nuovi chip; nel 2020 dovrebbero uscire modelli di SSD PCIe 4.0 decisamente più veloci rispetto agli attuali.

Suggeriamo anche la lettura del nostro articolo SSD M2, cosa sono e come scegliere quelli migliori.

SSD come il noto Corsair MP600 e il recente Patriot Viper VP4100, entrambi basati su interfaccia PCIe 4.0, consentono di ottenere velocità di poco superiori ai 5 GB/s in fase di trasferimento dati.
Vale però la pena evidenziare che per sfruttare le potenzialità degli SSD più recenti sono necessarie schede madri che supportano PCIe 4.0.

Intel per il momento “latita” su questo versante: gli Xeon-SP della generazione Ice Lake a 10 nm non dovrebbero utilizzare PCIe 4.0 almeno fino alla metà del 2020 come abbiamo visto nell’articolo Processori Intel e AMD per sistemi server: cosa cambierà da qui al 2022.
Combinando schede madri con socket AM4 dotate del chipset X570 o TRX40, processori AMD Ryzen 3000 o Ryzen Threadripper 3000 e le nuove potenti schede video Radeon RX 5700 (vedere Scheda video, come sceglierla con una breve guida alle sue caratteristiche), è possibile costruire oggi i primi PC compatibili PCIe 4.0.

Va detto che nel lavoro quotidiano le differenze tra unità SSD PCIe 3.0 e 4.0 si noterà solo in rari casi, ad esempio quando si copiano file di grandi dimensioni o si salva un progetto video completo. Nella selezione dell’SSD più adatto alle proprie esigenze devono pertanto essere presi in considerazione altri criteri.

Un SSD PCIe 3.0 x4 economico come il Kingston A2000, 500 GB costa circa 13 centesimi di euro a gigabyte; le unità un po’ più performanti arrivano a 17-22 centesimi come Samsung 970 EVO Plus, 500 GB e Western Digital WD Black SN750, 500 GB.
Unità SSD come Corsair Force MP600, 1 TB costano 26 centesimi a gigabyte.

La gamma degli SSD PCIe 4.0 x4 sta crescendo per numero di modelli via a via presentati ma fino ad oggi il rapporto tra prezzo e prestazioni non è ancora conveniente. Poiché nella pratica non si avverte quasi nessuna accelerazione rispetto agli SSD PCI 4.0 x4, l’acquisto è generalmente poco consigliato.

Gigabyte ha mostrato qualche mese fa una scheda add-in PCIe 4.0 x16 che combina 4 unità SSD PCIe 4.0 M.2 da 2 TB in configurazione RAID 0 a formare un unico capiente supporto di grandi dimensioni (8 TB complessivi). Sia in lettura che in scrittura, quella scheda ha permesso di superare i 15 GB/s.
Micron, da parte sua, ha recentemente presentato i suoi SSD 3D XPoint che però usano l’interfaccia PCIe 3.0 x16: SSD X100: le prime unità a stato solido Micron basate su tecnologia 3D XPoint.
Inutile dire che sulle schede madri attualmente in commercio, trattandosi di slot PCIe x16, bisognerà scegliere se collegare uno storage veloce e capiente o una scheda video di ultima generazione. I processori AMD Ryzen 3000 possono supportare essi stessi un “solo” slot PCIe 4.0 x16.

Maggiori informazioni sull’evoluzione dell’interfaccia PCIe nell’articolo SSD M2, cosa sono e come scegliere quelli migliori con l’interconnessione enterprise CXL voluta da Intel e da un consorzio di aziende ormai sempre più all’orizzonte.