Le stockage a connu plus de transformations au cours des deux dernières décennies que bien d’autres composants de l’ordinateur. Nous sommes passés des disques durs mécaniques, composés de plateaux tournants à plusieurs milliers de tours par minute, aux unités basées sur la mémoire flash capables de gérer des milliers d’opérations en parallèle avec des latences de l’ordre de la microseconde. Concrètement, cette évolution ne se limite pas à accélérer le démarrage ou l’ouverture des applications : elle redéfinit également la performance des bases de données, la virtualisation, la compilation, les conteneurs et les charges de travail en intelligence artificielle.
La conséquence est claire : choisir incorrectement le type de stockage peut transformer un serveur puissant en un système « lent » aux yeux de l’utilisateur, même si la CPU et la RAM sont en surnombre. À l’inverse, un bon choix réduit la latence, augmente la productivité et permet de consolider davantage de services par nœud, tout en minimisant les goulets d’étranglement.
Disques durs (HDD) : le vétéran toujours indispensable (mais pas pour tout)
Un HDD (Hard Disk Drive) utilise des plateaux magnétiques tournants et une tête mécanique se déplaçant pour lire ou écrire des données. Cette mécanique engendre inévitablement deux pénalités : le temps de recherche (déplacement de la tête) et la latence rotationnelle (attente que le secteur passe sous la tête). Bien qu’un HDD moderne propose des performances séquentielles raisonnables, il souffre particulièrement en cas d’accès aléatoire.
En chiffres, un HDD tournant à 7200 rpm atteint généralement 80 à 160 Mo/s en lecture/écriture séquentielle soutenue (selon la densité et la zone du plateau). Cependant, pour l’accès aléatoire, la latence grimpe à plusieurs millisecondes, et les IOPS (opérations d’entrée/sortie par seconde) restent bien en dessous de ceux d’un SSD.
Néanmoins, le HDD conserve un avantage difficile à égaler : le coût par gigaoctet. C’est pourquoi il demeure la solution privilégiée pour :
- Stockage massif (fichiers volumineux, médias, archives historiques)
- Copies de sauvegarde et dépôts froids
- Vidéosurveillance et enregistrement continu (avec des unités optimisées pour cette charge)
Recommandation technique : utiliser un HDD pour la capacité et la conservation à long terme ; éviter pour des environnements nécessitant une faible latence ou un accès aléatoire intensif (machines virtuelles, bases de données transactionnelles, logs intensifs).
SSD SATA : la transition toujours en cours et en production
Le SSD SATA a éliminé la mécanique en remplaçant les plateaux par de la mémoire NAND Flash. Cela réduit drastiquement la latence et améliore la sensation de fluidité. Toutefois, ces SSD restent limités par une interface conçue à l’origine pour des disques mécaniques : SATA III (6 Gb/s), plafonnant généralement à environ 550 Mo/s en pratique.
Les améliorations par rapport au HDD sont concrètes :
- Latence : passera de millisecondes à microsecondes
- IOPS : augmentation très significative, notamment pour les accès aléatoires
Les SSD SATA restent donc très pertinents pour :
- Revitaliser des machines anciennes ou des serveurs où le NVMe n’est pas disponible
- Les systèmes d’exploitation, le démarrage et les applications générales
- Les environnements où la charge ne nécessite pas des performances extrêmes en IOPS (ex. services web modérés, outils internes, serveurs de fichiers avec cache)
La limite réelle ne vient pas de la NAND elle-même, mais de l’embudo SATA et de sa pile classique basée sur AHCI. C’est là qu’intervient une correction technique essentielle pour expliquer en grande partie la différence avec le NVMe.
NVMe : lorsque le goulet d’étranglement n’est plus le bus
NVMe (Non-Volatile Memory Express) n’est pas un « simple » SSD, mais un protocole spécifiquement conçu pour la mémoire flash exploitant PCIe, tirant parti du parallélisme du matériel moderne. Là où SATA/AHCI a été conçu pour des disques mécaniques, NVMe est conçu pour gérer des files d’attente profondes, à faible latence et avec une concurrence massive.
En termes de débits séquentiels théoriques, les plages courantes (selon génération, nombre de voies PCIe, contrôleur et NAND) se présentent ainsi :
- PCIe 3.0 : environ 3 500 Mo/s
- PCIe 4.0 : environ 7 000 Mo/s
- PCIe 5.0 : jusqu’à 14 000 Mo/s
Mais la différence majeure ne se limite pas au simple débit : c’est la gestion simultanée des opérations par NVMe qui change la donne.
La gestion des files d’attente, la clé du changement
- Disques durs et SSD SATA (AHCI) : généralement 1 file d’attente avec jusqu’à 32 commandes
- NVMe : jusqu’à 65 000 files d’attente avec 65 000 commandes par file
Ce modèle architecturel se traduit particulièrement lors d’une multitâche réelle : nombreuses petites demandes, forte concurrence, multiples threads, conteneurs, VMs, files de logs, index de recherche, moteurs de bases de données et caches. Là, NVMe ne se contente pas d’être un peu plus rapide : il modifie le comportement du système sous charge.
Ce que le marketing ne dit pas toujours : le débit séquentiel ne reflète pas la performance réelle
Les chiffres de 7 000 ou 14 000 MB/s sont souvent mesurés dans des scénarios idéaux séquentiels. En pratique, la performance sur systèmes réels dépend surtout du 4K aléatoire à faible profondeur de file d’attente (QD1–QD4), où entrent en ligne de compte :
- Le contrôleur et le firmware
- La taille et le type de NAND (TLC/QLC) et de cache SLC
- La présence de DRAM dans l’unité (ou de solutions HMB pour certains modèles)
- La température et le thermal throttling (notamment sur M.2 mal refroidis)
- Le système de fichiers et sa configuration (ext4, XFS, ZFS ; alignement, TRIM/Discard)
Par conséquent, dans un contexte professionnel, on privilégie non pas le seul débit en MB/s, mais les IOPS soutenus, la cohérence sous charge, la latence et la résistance à l’usure.
Comment faire un choix : guide rapide par cas d’usage
HDD
- Meilleur pour : sauvegardes, archivage, médias, conservation historique, vidéosurveillance
- À éviter pour : systèmes d’exploitation, bases de données, VMs intensives, logs actifs
SSD SATA
- Idéal pour : serveurs et PC nécessitant une amélioration tangible sans changer de plateforme ; volumes système ; charges modérées ; stockage général avec bonne latence
- Limitation : plafond de l’interface SATA (~550 Mo/s) et file d’attente AHCI (32 commandes)
NVMe
- Recommandé pour : virtualisation avec plusieurs VMs, bases de données, compilation et CI/CD, montage vidéo intensif, analyses, stockage rapide pour caches et pipelines en IA où l’I/O alimente les GPUs
- Conseil pratique : privilégier la refroidissement, choisir des modèles offrant de faibles latences soutenues, et surveiller l’endurance (TBW) en cas de beaucoup d’écritures
Conclusion : le « disque » n’est plus un simple composant, c’est une architecture
De nos jours, le stockage ne se limite plus à la capacité : c’est la latence de réponse, la concurrence qu’il peut supporter sans dégradation, et le plafond de performance en charge qui comptent. HDD, SSD SATA et NVMe ne jouent pas dans la même cour : ce sont des outils différents, adaptés à des problématiques distinctes. Associer le type d’unité au profil de charge (sérieux vs aléatoire, lecture vs écriture, haute vs basse concurrence) permet d’obtenir des gains souvent supérieurs à ce que même une CPU deux fois plus rapide pourrait compenser.
Questions fréquentes
Quelle différence entre vitesse (MB/s) et IOPS lors du choix d’un SSD ?
Les MB/s mesurent la décharge continue (idéal pour gros fichiers). Les IOPS indiquent combien de petites opérations par seconde peuvent être effectuées (crucial pour systèmes, bases de données, VMs et conteneurs). Pour une « sensation de rapidité » et des charges réelles, la latence et les IOPS comptent souvent plus.
Pourquoi un SSD SATA peut sembler rapide mais être limité dans un serveur avec beaucoup de VMs ?
Parce que SATA/AHCI fonctionne avec une seule file d’attente et jusqu’à 32 commandes, limitant la concurrence. En virtualisation ou en base de données, où de nombreuses requêtes parallèles sont courantes, NVMe gère des files d’attente massives et réduit la latence en charge.
Est-ce que NVMe est toujours meilleur que SSD SATA pour tout ?
Pas forcément. Pour un serveur léger ou un ancien ordinateur, un SSD SATA peut déjà apporter une amélioration substantielle à moindre coût. NVMe excelle quand la concurrence, l’I/O aléatoire et les charges lourdes sont présentes ; c’est là qu’il fait la différence.
Que faut-il surveiller lors de l’installation d’un NVMe au format M.2 ?
La température (qui peut baisser la performance via throttling), la compatibilité PCIe (génération et voies), et la performance soutenue (pas seulement le pic). En écriture intensive, il est aussi conseillé de regarder l’endurance (TBW) et le type de NAND.
