¿Cuál es la diferencia entre los discos NVMe vs SATA vs M.2.?

Por Mario Cruz / 26 marzo 2019
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Uno de los mayores cambios de los últimos años en el mundo del hardware, ha sido la llegada de los discos de estado sólido o SSD (Solid State Drive). Gracias a unas velocidades de transferencia y de lectura mucho más rápidas que las de los discos duros tradicionales, ahora los ordenadores no solo arrancan en segundos, sino que también son muchísimo más rápidos abriendo programas y trabajando con ellos.

Pero ¿qué ocurre con las unidades SSD de NVMe? ¿en qué se diferencian de las unidades SATA estándar? ¿todas las unidades M.2 son NVMe?

Conceptos rápidos

Todo eso lo veremos con más detalle a lo largo del artículo, pero ya te adelanto que NVMe, AHCI e IDE son protocolos de transferencia (como lenguajes en los que se comunican los dispositivos informáticos para transmitir datos). Mientras que PCIe o SATA son interfaces de transferencia de datos.

  • SATA: es la interfaz tradicional donde conectamos los discos duros al PC. Emplea el protocolo AHCI, aunque también soporta también soporta el protocolo IDE. El problema es que estos protocolos (lenguajes) fueron diseñados con los antiguos discos HDD en mente. Aquellos discos giratorios son mucho más lentos que los actuales SSD y el protocolo SATA no es demasiado rápido. Las velocidades de transferencia SATA van desde los 150 MB/s hasta los 600 MB/s. Aun así, es más que suficiente para nivel doméstico.
  • PCIe (PCI Express): las velocidades de las unidades SSD PCIe normales (nivel consumidor) son dos o tres veces más rápidas que las de la generación SATA 3.0, debido principalmente al número de canales que contiene cada una para transferir datos (aproximadamente 10 para SATA y 25 para PCIe). Sin embargo, dependiendo del uso, en el mundo real es posible que no notemos apenas diferencia a nivel doméstico.
  • NVMe: es el protocolo más moderno y está optimizado para las altas velocidades de los nuevos discos SSD. Fue desarrollado por un consorcio de fabricantes específicamente para las unidades SSD con el fin de superar el cuello de botella de velocidad impuesto por la conexión SATA. Es como un lenguaje mucho más eficiente para que se comuniquen los dispositivos de almacenamiento y el PC. Además de ofrecer un mejor rendimiento, NVMe tiene una latencia reducida.

¿Qué es NVMe?

Como ya hemos visto, las unidades SSD modernas son muy rápidas. Tan rápidas, que el cuello de botella no suele ser el disco SSD en sí, sino la conexión entre el disco y la placa base.

Para solucionar este problema, surgió el protocolo NVMe (Non-Volatile Memory Express), un estándar abierto que utiliza las conexiones PCI-Express para conectar la unidad de almacenamiento a la placa base.

De esta forma, las unidades SSD más rápidas pueden funcionar a la máxima velocidad de lectura y de escritura, sin verse limitadas por el ancho de banda de la conexión SATA.

Hay un dato importante, y es que NVMe hace referencia al protocolo de conexión, pero la conexión física puede ser de diferentes formas y tamaños, por ejemplo, en forma de tarjeta M.2, en forma de tarjeta PCIe, etc.

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Disco SSD Itel Optane con forma de tarjeta PCIe

¿Todas las unidades M.2 son NVMe?

No. M.2 es solo el factor de forma. Los discos o tarjetas M.2 pueden venir con protocolos de conexión SATA (como el Crucial MX500 M.2) o con el protocolo de conexión NVMe (como el Samsung 970 Pro). Y hay que tener en cuenta, que las diferencias entre ellos son muy notables.

Los discos SSD SATA M.2 y los SSD SATA de 2,5” funcionan prácticamente con las mismas especificaciones, mientras que los discos NVMe M.2 son muchísimo más rápidos, pero también mucho más caros.

Otro punto que quiero destacar es que pasa lo mismo con los discos mSATA. El término mSATA hace referencia a la forma del disco, de hecho, mSATA fue la primera generación de discos SSD para portátiles, siendo M.2 su segunda generación. Eso sí, no son intercambiables, por lo que si quieres conectar un disco mSATA a un puerto M.2, necesitarás un adaptador.

disco m2 y msata
Abajo disco M.2. Arriba disco mSATA

Diferencia de velocidad entre los discos SSD SATA y NVMe

Las placas base modernas utilizan la interfaz SATA III, que alcanza una velocidad teórica máxima de 600 MB/s. No está nada mal, sin embargo, las versiones de SATA más antiguas se han quedado un poco cortas. Por ejemplo, el SATA II solo alcanza los 300 MB/S, mientras que el SATA I se queda en 150 MB/S.

Por otro lado, las conexiones NVMe alcanzan velocidades de lectura de hasta 3,5 GB/s, casi 6 veces más rápido que la conexión SATA III.

Velocidades de lectura y de escritura típicas para diferentes unidades de almacenamiento:

  • Disco duro (HDD) de 7.200 RPM: 80-160 MB/s
  • SSD con conexión SATA 3: hasta 550 MB/s
  • SSD con conexión NVMe: hasta 3.500 MB/s

¿Cómo son tan rápidos?

La conexión NVMe hace uso de una ranura PCI-e de la placa base. Dicho slot sirve tanto para transferir datos, como para proporcionar energía a la unidad SSD.

Además, las conexiones PCI-e tienen varios canales (o “carriles”). Igual que en una autopista pueden circular más coches que por una carretera estrecha, por el PCI-e podremos enviar datos de manera más rápida.

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Puertos PCI-e de una placa base

Por ejemplo, en las placas base modernas verás que hay puertos PCI-e con diferentes números: x1, x2, x4, x16… Estos números hacen referencia al número de canales disponibles en dicho puerto y a su velocidad (cuanto más alto sea el número más rápido será el canal).

Gracias a poder utilizar todos estos canales en paralelo, la velocidad de lectura y de escritura será mucho más rápida en un disco NVMe que en uno SATA.

¿Qué tipo de disco necesito? ¿SATA III vs NVMe?

Donde más se aprovecha la velocidad extra de los discos NVMe es en procesos de escritura y de lectura secuenciales. Vamos… cuando se mueven ficheros muy grandes o muchos ficheros a la vez.

Por eso, en muchas tareas habituales, la diferencia real de rendimiento será muy baja entre un disco SSD NVMe y un SSD SATA 3, pero no así la diferencia de precio, porque los discos NVMe suelen ser mucho más caros que los SATA 3.

Si vas a reemplazar un disco duro tradicional (HDD) con un SSD, da igual lo que compres (SATA 3 o NVMe), cualquiera de ellos va a ser mucho más rápido. En mi opinión, si lo vas a usar para navegar por internet, mandar correos, ofimática, etc., te recomendaría que eligieses un SSD SATA 3, que son más baratos.

Y te lo digo porque yo que he pasado de un SSD SATA de 550 MB/s a un SSD NVMe de 3000 MB/s y en el día a día apenas se nota. Donde más verás esas diferencias es en los test sintéticos y copiando datos de un disco a otro. Cosas que no se hacen habitualmente. Pasar de un disco mecánico al SSD SATA sí que fue un gran cambio, pero pasar del SSD SATA al NVMe no. Ahórrate los cuartos o inviértelos en otros componentes.

Si en cambio, eres un usuario muy exigente, o vas a trabajar con ficheros muy grandes, por ejemplo, editando fotos o vídeos, y no te importa gastarte un poco más, hazte con un NVMe.

Por último, solo te quedará elegir el tamaño que mejor se adapte a tu ordenador:

  • 2,5”: es como una pequeña cajita, su conexión suele ser SATA y se suele utilizar en sobremesas y en portátiles grandes.
  • mSATA: tiene forma de tarjeta cuadrada. Se utiliza sobre todo en portátiles.
  • M.2.: su forma es la de una tarjeta alargada. Se utiliza tanto en sobremesas como en portátiles.

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Fuentes

  1. en.wikipedia.org
  2. en.wikipedia.org