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NVMe, SATA et disques durs : choisir un stockage qui semble réellement rapide

Pourquoi les débits séquentiels imprimés sur la boîte n'ont presque rien à voir avec la rapidité ressentie, ce que font réellement le cache DRAM et le cache SLC, et comment planifier le stockage d'une configuration sans surpayer des chiffres que vous ne remarquerez jamais.

VarCraft

Le stockage est le composant où les chiffres marketing corrèlent le moins avec l'expérience. Un disque annonçant 7 000 Mo/s à côté d'un autre annonçant 3 500 Mo/s laisse croire que le premier est deux fois plus rapide. À l'usage quotidien — démarrage, lancement d'applications, chargement de jeux — la différence est fréquemment imperceptible, alors que l'écart entre l'un ou l'autre et un disque dur mécanique constitue la mise à niveau la plus spectaculaire disponible pour une machine vieillissante.

Comprendre pourquoi suppose de savoir quelle mesure gouverne réellement la rapidité ressentie.

Séquentiel contre aléatoire

Le grand chiffre sur la boîte correspond au débit séquentiel : la vitesse à laquelle un disque lit ou écrit un gros fichier continu. C'est le chiffre le plus facile à maximiser et le moins pertinent pour un usage normal.

Presque tout ce qu'un ordinateur fait avec le stockage relève de l'accès aléatoire : lire des milliers de petits fichiers dispersés. Démarrer un système, lancer une application, charger un niveau de jeu — tout cela est dominé par la rapidité avec laquelle un disque traite de nombreuses petites requêtes, pas par sa capacité à débiter un gros fichier.

Les performances aléatoires diffèrent bien moins entre SSD que les performances séquentielles. Deux disques séparés d'un ordre de grandeur sur la boîte peuvent se tenir à quelques pour cent sur les opérations qui déterminent la réactivité. C'est pourquoi un NVMe haut de gamme paraît presque identique à un modèle moyen à l'usage, tandis que les deux paraissent radicalement différents d'un disque dur — où l'accès aléatoire suppose de déplacer physiquement une tête sur un plateau en rotation, l'écart se mesurant en ordres de grandeur plutôt qu'en pourcentages.

La règle pratique : le débit séquentiel compte si vous déplacez couramment de très gros fichiers — projets vidéo, grosses archives, images disque. Pour tout le reste, il est quasiment sans objet.

Les trois niveaux

Disque durSSD SATASSD NVMe
Lecture séquentielle80–160 Mo/s~550 Mo/s3 000–14 000 Mo/s
Accès aléatoireTrès lentRapideRapide
Limite d'interfaceSATASATA (plafond ~550 Mo/s)PCIe
Coût par gigaoctetLe plus basBasModéré
Pièces mobilesOuiNonNon
Usage idéalArchivage de masseDisque système sur cartes anciennesDisque système ; tout

Le plafond SATA mérite d'être compris : environ 550 Mo/s est une limite de l'interface, pas du disque. Tous les SSD SATA atteignent à peu près le même débit séquentiel quel que soit leur prix, car ils saturent tous la même connexion. Les NVMe la contournent en se connectant directement en PCIe.

Les générations PCIe

Les NVMe sont vendus en Gen3, Gen4 ou Gen5, selon la génération PCIe utilisée. Chaque génération double environ la bande passante disponible.

Cette bande passante est réelle, et pour la plupart des gens elle ne change rien. Les disques Gen4 et Gen5 délivrent des débits séquentiels très au-delà de ce que réclame n'importe quel usage grand public, et comme les performances aléatoires ne progressent pas avec l'interface, la réactivité quotidienne reste largement inchangée. Un Gen5 démarre Windows à peu près aussi vite qu'un bon Gen3.

Deux remarques pratiques. Les disques sont rétrocompatibles : un Gen4 fonctionne dans un port Gen3 à la vitesse Gen3, donc un disque plus rapide n'est jamais gâché, seulement bridé. Et les disques les plus rapides dégagent une chaleur notable et réclament souvent un dissipateur ; beaucoup de cartes mères en fournissent un, et un disque qui se bride thermiquement est plus lent qu'un disque plus froid d'une génération en dessous.

Le cache DRAM : la caractéristique qui compte et qui est rarement indiquée

Cette distinction sépare les disques qui restent rapides de ceux qui ne le restent pas, et elle est fréquemment absente des fiches produit.

Un SSD entretient une table de correspondance entre les adresses logiques et les emplacements physiques en flash. Les disques dotés d'un cache DRAM dédié gardent cette table dans une mémoire rapide embarquée. Les disques sans DRAM empruntent à la place une portion de la mémoire système, ou stockent la table dans la flash.

Sur des charges légères, l'écart est faible. En charge soutenue — copie de gros volumes, travail sur de nombreux fichiers simultanément, ou disque presque plein — les modèles sans DRAM se dégradent nettement, tombant parfois sous les débits SATA malgré leur interface NVMe. Si une fiche produit ne mentionne pas de DRAM, le disque n'en a très probablement pas.

Pour un disque système, privilégiez un modèle avec DRAM. Pour du stockage secondaire de masse, surtout lu et peu écrit, un modèle sans DRAM constitue une économie raisonnable.

Le cache SLC et l'effondrement des vitesses d'écriture

Cela explique un phénomène qui ressemble à un défaut sans en être un.

Les SSD grand public stockent plusieurs bits par cellule de flash, ce qui les rend abordables, mais l'écriture dans ce mode est lente. Pour masquer cela, les disques réservent une portion de leur flash et l'exploitent dans un mode rapide à un bit par cellule, en tampon d'écriture. Les écritures entrantes atterrissent dans ce cache rapide puis sont migrées ensuite vers le stockage plus lent.

Ce cache est fini. Écrivez assez de données d'un coup et il se remplit : la vitesse d'écriture retombe alors au débit natif du disque, parfois d'un facteur cinq ou plus. Un disque annonçant 5 000 Mo/s peut ne tenir que 800 Mo/s une fois le cache épuisé. C'est un comportement normal, pas une panne, et c'est pourquoi le transfert d'un très gros fichier démarre souvent vite avant de ralentir brutalement.

Deux conséquences. La taille du cache évolue généralement avec la capacité du disque : les grands disques tiennent des débits d'écriture élevés plus longtemps. Et garder un disque loin du plein compte — un disque presque plein dispose de moins d'espace à allouer en cache, ce qui explique en partie le ralentissement des disques à mesure qu'ils se remplissent.

Quelle capacité

  • 256 Go : trop juste pour un disque système moderne. Le système et quelques applications en consommeront l'essentiel, et l'état quasi plein qui en résulte dégrade les performances.
  • 500 Go : un minimum exploitable. Suffisant pour le système et une sélection modeste de jeux.
  • 1 To : le choix par défaut raisonnable pour la plupart des configurations. De quoi accueillir le système et une vraie ludothèque sans gestion permanente.
  • 2 To et plus : justifié pour de grandes ludothèques, le travail vidéo, ou toute personne qui déteste devoir choisir quoi désinstaller.

Visez à garder les disques sous environ 80 % de remplissage. Au-delà, il reste moins d'espace libre pour le cache SLC et pour le nivellement d'usure, et les performances déclinent de façon mesurable. Acheter plus de capacité que nécessaire aujourd'hui n'est pas du gaspillage : c'est ce qui maintient le disque rapide.

L'endurance, et pourquoi elle ne mérite pas d'inquiétude

L'endurance d'un SSD s'exprime en téraoctets écrits, et les valeurs dépassent largement l'usage grand public typique. Un disque de 1 To affiche couramment plusieurs centaines de téraoctets écrits. Un utilisateur écrivant 30 Go par jour — bien au-dessus de la normale — mettrait des décennies à l'atteindre.

L'usure de la flash n'est pas une préoccupation pratique en usage normal. Les disques sont bien plus souvent remplacés pour des raisons de capacité, ou victimes d'une panne de contrôleur, qu'ils n'usent leur flash. Cela ne dispense pas de sauvegardes : les défaillances de SSD tendent à être soudaines et totales, avec moins de préavis que la dégradation progressive qu'un disque dur mourant donne souvent.

Planifier le stockage d'une configuration

  1. Un SSD NVMe d'au moins 1 To comme disque système. C'est la configuration qui compte, tout le reste est optionnel.
  2. Si le budget est serré, privilégiez la capacité sur la génération d'interface. Un Gen3 de 1 To est un meilleur achat qu'un Gen5 de 500 Go.
  3. N'ajoutez un second disque que lorsque le premier vous contraint réellement. C'est le composant le plus simple à ajouter plus tard, sans considération de compatibilité.
  4. N'envisagez un disque dur que pour l'archivage de masse : médiathèques, sauvegardes, fichiers rarement consultés. Jamais pour le système.
  5. Vérifiez votre carte mère : confirmez un emplacement M.2 libre câblé en PCIe et non en SATA seul, car un NVMe placé dans un port câblé SATA ne sera pas détecté du tout.

Une réserve utile côté carte mère : les emplacements M.2 partagent fréquemment de la bande passante avec des ports SATA ou PCIe, si bien qu'en occuper un peut en désactiver un autre. Seul le manuel de la carte le documente.

En résumé

Achetez un SSD NVMe avec DRAM, de 1 To ou plus, et cessez de lire le débit séquentiel. L'écart entre un disque dur et un SSD est la mise à niveau que vous ressentirez ; l'écart entre un bon SSD et un excellent est celle dont vous lirez le résultat dans un benchmark.

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Rédigé et tenu à jour par VarCraft, un projet indépendant développé par un seul développeur en Tunisie. VarCraft compare les prix des composants chez les revendeurs tunisiens et fournit les outils de compatibilité, de puissance et de performances cités dans ces guides.

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