Pourquoi les secteurs des SSD ont-ils une endurance limitée en écriture ?

Une pile flash stocke de l'électricité statique. C'est exactement le même genre de charge que vous pouvez stocker sur un ballon gonflé : vous placez quelques électrons supplémentaires dessus.

Ce qui est spécial concernant l'électricité statique, c'est qu'elle reste en place. Normalement, en électronique, tout est connecté d'une manière ou d'une autre avec des conducteurs, et même s'il y a une grande résistance entre un ballon et la terre, la charge disparaîtra assez rapidement†. La raison pour laquelle un ballon reste chargé est que l'air est en fait un isolant : il a une résistivité infinie.

Normalement, du moins. Puisque toute la matière‡ est composée d'électrons et de noyaux d'atomes, vous pouvez faire de n'importe quoi un conducteur : il suffit d'appliquer assez d'énergie, et certains électrons se détacheront et seront (pendant un court instant) libres de se rapprocher du ballon, ou de s'en éloigner. Cela se produit en réalité dans l'air avec l'électricité statique : nous connaissons ce processus sous le nom de foudre !

Je n'ai pas besoin de souligner que la foudre est un processus plutôt violent. Ces électrons sont une partie cruciale de la structure chimique de la matière. Dans le cas de l'air, la foudre transforme un peu d'oxygène et d'azote en ozone et en dioxyde d'azote. Ce n'est que parce que l'air continue de bouger et de se mélanger et que ces substances finissent par réagir de nouveau en oxygène et azote qu'aucun “dommage persistant” n'est causé, et que l'air reste un isolant.

Ce n'est pas le cas pour une pile flash : ici, l'isolant doit être beaucoup plus compact. Cela n'est réalisable qu'avec des couches d'oxyde en semi-conducteur. Solide, mais aussi sensible aux effets de la force de certaines charges à travers le matériau conducteur. Et c'est finalement ce qui détruit une pile flash, si vous en changez l'état trop souvent.

En revanche, une cellule DRAM n'a pas d'isolants appropriés en elle. C'est pourquoi elle doit être régulièrement rafraîchie, plusieurs fois par seconde, pour ne pas perdre d'informations; cependant, étant donné que ce sont juste des transports ordinaires de charges conductrices, il ne se passe généralement pas grand-chose de mal si vous changez l'état d'une cellule RAM. Par conséquent, la RAM endure beaucoup plus de cycles de lecture/écriture que la flash.

_{Ou, pour une charge positive, vous <em>retirez</em> quelques électrons des liaisons moléculaires. Vous devez en prendre si peu que <em>cela</em> n'affecte pas la structure chimique de manière détectable.}

†_{Ces charges statiques sont vraiment <em>minuscules</em>. Même la plus petite pile de montre qui dure des années fournit suffisamment de charge chaque seconde pour charger des centaines de ballons ! Elle n'a simplement pas assez de tension pour percer une barrière de potentiel notable.}

‡_{Du moins, toute la matière sur terre... ne compliquons pas les choses en parlant des étoiles à neutrons.}

Moins technique, et une réponse à ce que je crois que l'OP signifie par "Je vois souvent des gens mentionner que les SSD ont une quantité limitée d'écritures dans leurs secteurs avant de devenir défectueux, surtout par rapport aux disques durs classiques à rotation, où la plupart des disques échouent en raison d'une défaillance mécanique, pas de secteurs défectueux."
Je vais interpréter la question de l'OP comme suit, "Puisque les SSD échouent beaucoup plus souvent que la rouille à rotation, comment peut-on en garantir une fiabilité raisonnable?"

Il existe deux types de fiabilité et de défaillance. L'une est la panne complète due à l'âge, à la qualité, à l'abus, etc. Ou, il peut y avoir une erreur de secteur en raison de nombreuses lectures/écritures.

Les erreurs de secteur se produisent sur tous les supports. Le contrôleur de lecteur (SSD ou en rotation) va remapper les données d'un secteur défaillant vers un nouveau secteur. S'il a échoué complètement, alors il peut toujours remapper, mais les données sont perdues. Dans un SSD, le secteur est grand et échoue souvent complètement.

Les SSD peuvent avoir un ou les deux types de fiabilité. Les problèmes de cycles de lecture/écriture peuvent être résolus en ayant un
disque de plus grande capacité. Si vous avez un petit disque et l'utilisez pour un système d'exploitation comme Windows, alors il subira beaucoup de cycles de lecture/écriture. Le même système d'exploitation sur un disque de capacité beaucoup, beaucoup plus grande aura moins de cycles. Ainsi, même un disque avec "seulement" quelques milliers de cycles pourrait ne pas poser problème si chaque secteur n'est pas effacé fréquemment.
Équilibrage des données - Les SSD déplaceront les données des secteurs fréquemment utilisés vers ceux moins utilisés. Pensez à nouveau au système d'exploitation, et aux mises à jour, par rapport à une photo que vous avez prise et que vous voulez simplement conserver. À un moment donné, le SSD pourrait échanger les emplacements physiques de la photo et d'un fichier OS pour équilibrer les cycles.
Compression - compresser les données prend moins d'espace, donc moins d'écriture.

Ensuite, il y a la qualité des composants. Acheter le SSD ou la clé USB la moins chère que vous puissiez trouver pourrait fonctionner un certain temps, mais un produit de qualité fabriqué pour un usage professionnel durera beaucoup plus longtemps, non seulement en termes de cycles d'effacement mais aussi d'utilisation totale.

À mesure que les disques deviennent de plus en plus grands (comme 100-1000 Go), les cycles d'effacement deviennent moins un problème même s'ils peuvent subir moins d'écritures. Certains disques utiliseront de la DRAM comme cache pour réduire les cycles d'écriture. Certains utiliseront un segment de haute qualité du SSD pour le cache et une qualité inférieure pour un coût moindre et une plus grande taille.

Les SSD de qualité moderne pour les consommateurs peuvent durer longtemps dans une machine grand public. J'en ai certains de plus de 5 ans qui fonctionnent toujours. J'ai aussi quelques-uns bon marché, neufs qui ont échoué après quelques mois. Parfois, c'est juste (mauvais) chance.