Six SSD grand public ont été écrits en continu jusqu’à la panne, dans un test devenu la référence du secteur. Le dernier survivant a encaissé 2,4 pétaoctets, sur un disque de 256 gigaoctets dont la garantie annonçait moins de 100 téraoctets.

Un facteur vingt-quatre entre la fiche technique et la réalité.

Le TBW n’est pas une limite physique. C’est un engagement contractuel prudent, et confondre les deux fait acheter le mauvais disque.

Ce que le chiffre signifie

TBW veut dire Terabytes Written, ou Total Bytes Written selon les fabricants. C’est le volume total de données que le constructeur garantit pouvoir écrire sur le disque pendant sa durée de vie utile, dans des conditions de test normalisées.

Le fabricant le calcule à partir de trois éléments : la capacité du disque, le nombre de cycles d’effacement que sa mémoire flash supporte, et le facteur d’amplification d’écriture attendu pour un usage typique.

Ce n’est donc pas une propriété physique de la mémoire. C’est un choix de positionnement produit. Deux disques de 500 gigaoctets peuvent afficher 150 ou 600 TBW selon la gamme visée.

La garantie s’arrête au premier des deux seuils

C’est le point que la moitié des acheteurs comprennent de travers.

Samsung l’écrit noir sur blanc dans ses conditions : la garantie couvre la durée annoncée ou le TBW, le premier des deux atteint. Western Digital emploie exactement la même formule pour sa gamme SN5000.

Concrètement : un disque qui écrit son quota en dix-huit mois sort de garantie en dix-huit mois, même s’il restait trois ans et demi de couverture sur le papier. Et un disque qui n’a écrit qu’un cinquième de son quota au bout de cinq ans sort de garantie par expiration du délai.

Jamais les deux cumulés.

DWPD, la métrique des professionnels

Le TBW compare mal deux disques de capacités différentes. Le monde professionnel utilise donc le DWPD, pour Drive Writes Per Day : combien de fois par jour on peut réécrire l’intégralité de la capacité du disque en restant dans la garantie.

La formule, publiée par Kingston et confirmée ailleurs :

« `

DWPD = TBW × 1000 / (365 × années de garantie × capacité en Go)

« `

Sur un SSD de 7,68 téraoctets garanti 5 ans avec 14 016 TBW :

« `

14 016 × 1000 / (365 × 5 × 7680) = 1,0 DWPD

« `

Ce disque encaisse donc l’écriture complète de sa capacité chaque jour, tous les jours, pendant cinq ans.

L’intérêt du DWPD est de normaliser sur deux variables que le TBW brut ignore : la taille du disque et la durée de garantie. C’est ce qui permet de dimensionner un parc de stockage sur une charge d’écriture prévue.

Pourquoi la flash s’use

Chaque cellule stocke une charge électrique dans une grille flottante isolée par une fine couche d’oxyde. Chaque cycle de programmation et d’effacement abîme un peu cette couche. Passé un certain nombre de cycles, la cellule ne retient plus fiablement sa charge.

Plus on stocke de bits dans la même cellule pour gagner en densité, plus la marge entre les niveaux de charge est fine, et plus la cellule s’use vite.

Ces fourchettes varient beaucoup d’une source à l’autre, et elles sont données comme telles plutôt qu’en valeurs uniques. Le classement, lui, fait consensus partout : SLC devant MLC, devant TLC, devant QLC.

L’amplification d’écriture, ou pourquoi un gigaoctet en vaut deux

Le facteur d’amplification d’écriture est le rapport entre ce qui est réellement écrit sur la flash et ce que le système d’exploitation a demandé d’écrire.

Il dépasse toujours 1, et la raison est structurelle.

La flash ne s’efface que par blocs entiers, bien plus gros que la granularité d’écriture, qui se fait par pages. Pour réécrire une petite partie d’un bloc déjà occupé, le contrôleur doit d’abord recopier ailleurs les données valides restantes, effacer le bloc, puis le réutiliser. Ce déplacement s’ajoute à l’écriture demandée.

C’est le rôle du garbage collection : identifier les blocs mélangeant données valides et données obsolètes, recopier les premières, effacer le bloc.

Deux mécanismes limitent la casse.

TRIM permet au système d’indiquer au SSD quels blocs contiennent des données supprimées, donc à ignorer lors du garbage collection. Moins de données à recopier, moins d’amplification.

L’over-provisioning réserve une partie de la capacité physique, invisible pour l’utilisateur. Parfois seulement l’écart entre gigaoctets binaires et décimaux, environ 7 %, parfois une réserve volontaire de 7 à 28 % sur les gammes endurance. Cet espace de manœuvre facilite le garbage collection sans aucune intervention.

En pratique, un SSD grand public tourne entre 1,1 et 3,0 d’amplification selon le type de charge et le taux de remplissage. Un disque plein amplifie plus qu’un disque à moitié vide.

Combien vous écrivez vraiment

C’est le calcul que personne ne fait, et il change complètement la perspective.

Faisons les divisions.

En bureautique, à 6 To par an : un SSD de 500 Go à 300 TBW tient 50 ans. Un 1 To à 600 TBW en tient 100.

En jeu, à 18 To par an : le 500 Go tient 16 ans, le 1 To en tient 33, le 2 To 66.

En montage vidéo, à 75 To par an : un 1 To grand public tient 8 ans, un 2 To en tient 16.

Seul le dernier profil approche d’une durée qui a un sens face à l’obsolescence d’une machine. Et encore : un monteur sérieux devrait regarder une gamme à endurance renforcée plutôt qu’un disque grand public, précisément parce que c’est le seul cas où le calcul descend sous la dizaine d’années.

Le test que la fiche technique ne mentionne jamais

TechReport a mené pendant environ dix-huit mois une expérience d’endurance sur six SSD grand public de génération SATA, écrits en continu jusqu’à la panne.

Ces disques affichaient à l’époque des garanties largement inférieures à 100 téraoctets. Ils ont dépassé leurs spécifications d’un facteur allant de plusieurs centaines à plusieurs milliers.

Un détail glaçant relevé par les testeurs : les outils de diagnostic du fabricant lui-même jugeaient certains de ces disques en bonne santé juste avant leur mort.

Ce que dit la recherche à grande échelle

Une étude publiée par Google et l’université de Toronto lors de la conférence USENIX FAST en 2016 a analysé plusieurs années de données sur des flottes de SSD en production.

Deux résultats valent d’être connus.

Le taux d’erreurs non corrigibles croît linéairement avec les cycles d’effacement, plus lentement qu’on ne le suppose. Il n’y a pas d’effondrement brutal annoncé en fin de vie.

Et surtout, ces erreurs ne sont pas corrélées au volume d’écritures sur une période donnée. C’est l’âge du disque en production qui compte, indépendamment des cycles réellement consommés.

Autrement dit : l’usure par écriture n’est pas le facteur prédictif principal de la panne d’un SSD.

Lire son propre compteur

Chaque SSD totalise les secteurs écrits depuis sa mise en service, dans un attribut SMART dont le nom varie : Total_LBAs_Written chez certains, Total Host Writes ailleurs, Data Units Written en NVMe.

CrystalDiskInfo, sous Windows, affiche directement une valeur en gigaoctets ou téraoctets, sans conversion.

smartctl, de la suite smartmontools, affiche la valeur brute avec `smartctl -a /dev/sdX`, ou `/dev/nvme0` en NVMe.

Les utilitaires constructeurs, Samsung Magician, Western Digital Dashboard, Crucial Storage Executive, Kingston SSD Manager, donnent en général un pourcentage de vie restante.

Si vous devez convertir une valeur brute :

« `

octets écrits = valeur brute × taille du secteur logique

« `

Le secteur logique fait le plus souvent 512 octets, parfois 4096 sur un disque en mode 4Kn. La commande `smartctl -a` indique laquelle s’applique. Divisez ensuite par 10¹² pour obtenir des téraoctets.

Ce qui se passe une fois le TBW dépassé

Rien de spectaculaire, et c’est important de le savoir.

Le comportement documenté est un passage en lecture seule. Le contrôleur cesse d’accepter les écritures, souvent après une alerte SMART, et continue de restituer les données déjà présentes. Vous avez le temps de sauvegarder.

Un risque particulier apparaît en revanche : la perte de données à froid. La charge stockée dans des cellules usées se dissipe plus vite avec le temps. Un SSD très sollicité puis débranché plusieurs mois peut perdre des données qu’il aurait parfaitement conservées sous tension.

C’est la raison pour laquelle un SSD n’est pas un bon support d’archivage longue durée, indépendamment de son TBW.

Ce qui tue vraiment un SSD

Pas l’usure de la flash, dans l’immense majorité des cas.

La panne du contrôleur, qui rend le disque inaccessible d’un coup, sans avertissement SMART. Les coupures d’alimentation pendant une écriture, qui peuvent corrompre les tables de correspondance internes. Et l’âge, comme le montre l’étude de Google.

Le TBW est le paramètre sur lequel on s’inquiète le plus et celui qui décide le moins.

Sur le même disque

Sur la question de savoir si découper un SSD en plusieurs volumes change quelque chose à tout ça : partitionner un disque dur.

Pour choisir entre les deux technologies avant même de regarder une fiche d’endurance : disque dur ou SSD, lequel convient à vos besoins.

Et puisque la vraie protection n’est pas dans la fiche technique du disque : le stockage sécurisé sur NAS.

Questions fréquentes

Que veut dire TBW ?

Terabytes Written, le volume total de données que le fabricant garantit pouvoir écrire sur le disque pendant sa durée de vie utile. C’est un seuil de garantie, pas une limite physique.

Que se passe-t-il quand le TBW est atteint ?

Le disque ne meurt pas. Il passe généralement en lecture seule après une alerte, ce qui laisse le temps de sauvegarder. Le risque de perte de données augmente en revanche si le disque reste longtemps hors tension.

La garantie s’arrête-t-elle aux années ou au TBW ?

Au premier des deux atteint. Samsung et Western Digital l’écrivent explicitement dans leurs conditions.

Comment convertir un TBW en DWPD ?

En divisant le TBW multiplié par mille par le produit de 365, du nombre d’années de garantie et de la capacité en gigaoctets.

Combien de temps dure un SSD en usage normal ?

En bureautique, avec environ 6 To écrits par an, un SSD de 1 To à 600 TBW représente un siècle de quota. La machine sera remplacée bien avant.

Comment savoir combien j’ai écrit sur mon SSD ?

Avec CrystalDiskInfo sous Windows, smartctl en ligne de commande, ou l’utilitaire du fabricant, qui affiche souvent directement un pourcentage de vie restante.

Faut-il éviter les SSD QLC ?

Ils supportent moins de cycles d’effacement que la TLC, ce qui explique leur TBW plus bas à capacité égale. Pour un usage bureautique ou de jeu, la marge reste très largement suffisante.

Sources

• Kingston, article de référence sur le TBW et le DWPD, avec la formule de conversion
• Samsung, conditions de garantie des séries 970 EVO, 970 EVO Plus et 980 PRO
• Western Digital et SanDisk, fiche produit et garantie du WD Blue SN5000
• TechReport, The SSD Endurance Experiment, série d’articles publiée jusqu’en 2015
• Schroeder, Lagisetty et Merchant, Flash Reliability in Production: The Expected and the Unexpected, USENIX FAST 2016, Google et université de Toronto
• Wikipédia, articles Flash memory et Write amplification
• Oscoo et Kiatoo, sur les cycles d’effacement et les types de cellules
• How-To Geek et EaseUS, sur la lecture des attributs SMART
• Android Authority, relevé d’usage réel sur un SSD Crucial MX500