HDD, SSD SATA y NVMe: por qué el tipo de disco decide el rendimiento real de un sistema

El almacenamiento ha cambiado más en las últimas dos décadas que muchas otras piezas del ordenador. Se pasó de discos duros mecánicos, con platos girando a miles de revoluciones por minuto, a unidades basadas en memoria flash capaces de atender miles de operaciones en paralelo con latencias de microsegundos. En la práctica, esa evolución no solo ha acelerado los tiempos de arranque o la apertura de aplicaciones: ha redefinido el rendimiento de bases de datos, virtualización, compilaciones, contenedores y cargas de trabajo de Inteligencia Artificial.

La consecuencia es clara: elegir mal el tipo de almacenamiento puede convertir un servidor potente en un sistema “lento” a ojos del usuario, aunque tenga CPU y RAM de sobra. Elegir bien, en cambio, reduce latencias, mejora la productividad y permite consolidar más servicios por nodo con menos cuellos de botella.

HDD: el veterano que sigue siendo imprescindible (pero no para todo)

Un HDD (Hard Disk Drive) utiliza platos magnéticos giratorios y un cabezal mecánico que se desplaza para leer o escribir datos. Esa mecánica introduce dos penalizaciones inevitables: el tiempo de búsqueda (mover el cabezal) y la latencia rotacional (esperar a que el sector pase por debajo del cabezal). Por eso, aunque un HDD moderno puede ofrecer un rendimiento secuencial razonable, sufre especialmente cuando el patrón de acceso es aleatorio.

En cifras típicas, un HDD de 7.200 rpm suele moverse en torno a 80–160 MB/s en lectura/escritura secuencial sostenida (dependiendo de densidad y zona del plato). El problema aparece con el acceso aleatorio: la latencia salta a milisegundos, y los IOPS (operaciones de entrada/salida por segundo) quedan muy por debajo de cualquier SSD.

Aun así, el HDD mantiene un valor difícil de batir: coste por gigabyte. Por eso sigue siendo la opción natural para:

  • Almacenamiento masivo (archivos grandes, multimedia, históricos).
  • Copias de seguridad y repositorios “cold”.
  • Videovigilancia y grabación continua (con unidades optimizadas para esa carga).

La recomendación técnica suele ser simple: HDD para capacidad y retención; no para latencia baja ni para entornos con mucha aleatoriedad (VMs, bases de datos transaccionales, logs intensivos).

SSD SATA: la transición que sigue viva en producción

El SSD SATA eliminó la parte mecánica y sustituyó los platos por memoria NAND Flash. Eso, por sí solo, reduce la latencia de forma drástica y multiplica la sensación de fluidez. Sin embargo, estos SSD siguen atados a una interfaz pensada en la era del disco mecánico: SATA III (6 Gb/s), con un techo práctico que ronda los ~550 MB/s en condiciones reales.

La mejora frente al HDD es contundente en dos frentes:

  1. Latencia: pasa de milisegundos a microsegundos.
  2. IOPS: aumenta de forma muy notable, especialmente en lectura aleatoria.

Por eso, los SSD SATA siguen siendo una opción muy sólida para:

  • Revitalizar equipos antiguos o servidores donde no hay NVMe disponible.
  • Volúmenes de sistema, arranques y aplicaciones generales.
  • Entornos donde el patrón no exige IOPS extremos (por ejemplo, servicios web moderados, herramientas internas, servidores de archivos con caché).

El límite real no es la NAND: es el “embudo” de SATA y su pila tradicional (AHCI). Ahí entra una corrección técnica clave que explica gran parte de la diferencia frente a NVMe.

NVMe: cuando el cuello de botella deja de ser el bus

NVMe (Non-Volatile Memory Express) no es “otro SSD”: es un protocolo diseñado específicamente para memoria flash que trabaja sobre PCIe, explotando el paralelismo del hardware moderno. Donde SATA/AHCI nació con supuestos de disco mecánico, NVMe nace para colas profundas, baja latencia y concurrencia masiva.

En velocidades secuenciales teóricas, los rangos habituales que se ven en el mercado (dependiendo de generación, número de carriles PCIe, controladora y NAND) suelen moverse así:

  • PCIe 3.0: ~3.500 MB/s
  • PCIe 4.0: ~7.000 MB/s
  • PCIe 5.0: hasta ~14.000 MB/s

Pero el salto más importante no es solo el “MB/s”, sino cómo gestiona NVMe las operaciones simultáneas.

La diferencia de colas que lo cambia todo

  • HDD y SSD SATA (AHCI): típicamente 1 cola con hasta 32 comandos.
  • NVMe: hasta 65.000 colas, con 65.000 comandos por cola.

Esta arquitectura se nota especialmente en multitarea real: muchas solicitudes pequeñas, concurrencia alta, múltiples hilos, contenedores, VMs, colas de logs, índices de búsqueda, motores de base de datos y cachés. Ahí el NVMe no “va un poco más rápido”: cambia el comportamiento del sistema bajo carga.

Lo que el marketing no siempre cuenta: secuencial no es lo mismo que rendimiento real

Las cifras de 7.000 o 14.000 MB/s suelen medirse en escenarios secuenciales ideales. En sistemas reales, a menudo manda el rendimiento en 4K aleatorio a baja profundidad de cola (QD1–QD4), donde influyen:

  • Controladora y firmware.
  • Tamaño y tipo de NAND (TLC/QLC) y caché SLC.
  • Presencia de DRAM en la unidad (o soluciones HMB en algunos modelos).
  • Temperatura y thermal throttling (especialmente en M.2 sin disipación adecuada).
  • Sistema de ficheros y configuración (ext4, XFS, ZFS; alineación; TRIM/Discard).

Por eso, en entornos profesionales no se elige solo por “MB/s”, sino por IOPS sostenidos, consistencia bajo carga, latencia y resistencia.

Cómo elegir: una guía rápida por casos de uso

HDD

  • Mejor para: backups, archivado, media, retención histórica, videovigilancia.
  • Evitar para: sistemas operativos, bases de datos, VMs intensivas, colas de logs.

SSD SATA

  • Mejor para: servidores y PCs que necesitan mejora clara sin cambiar plataforma; volúmenes de sistema; cargas moderadas; almacenamiento general con buena latencia.
  • Limitación: techo de la interfaz SATA (~550 MB/s) y cola AHCI (32 comandos).

NVMe

  • Mejor para: virtualización con muchas VMs, bases de datos, compilación y CI/CD, edición de vídeo pesada, analítica, almacenamiento rápido para caches, y pipelines de Inteligencia Artificial donde el I/O alimenta GPUs.
  • Recomendación práctica: cuidar refrigeración, elegir modelos con buen rendimiento sostenido y vigilar endurance (TBW) si hay mucha escritura.

Conclusión: el “disco” ya no es un detalle, es arquitectura

Hoy, el almacenamiento ya no se decide solo por capacidad. Decide la latencia con la que responde el sistema, la concurrencia que aguanta sin degradarse y el techo de rendimiento cuando el servidor está realmente trabajando. HDD, SSD SATA y NVMe no compiten en el mismo terreno: son herramientas distintas para problemas distintos. Quien alinea el tipo de unidad con el patrón de carga (secuencial vs aleatorio, lectura vs escritura, concurrencia alta vs baja) consigue mejoras que a menudo ni el doble de CPU puede compensar.


Preguntas frecuentes

¿Qué diferencia hay entre velocidad (MB/s) e IOPS al elegir un SSD?
Los MB/s miden transferencia sostenida (ideal para archivos grandes). Los IOPS miden cuántas operaciones pequeñas puede hacer por segundo (crítico en sistemas, bases de datos, VMs y contenedores). Para “sensación de rapidez” y carga real, suelen importar más la latencia y los IOPS.

¿Por qué un SSD SATA puede sentirse rápido, pero quedarse corto en servidores con muchas VMs?
Porque SATA/AHCI trabaja con 1 cola y hasta 32 comandos, lo que limita la concurrencia. En virtualización o bases de datos hay muchas solicitudes simultáneas pequeñas; NVMe maneja colas masivas y reduce la latencia bajo carga.

¿NVMe siempre es mejor que SSD SATA para todo?
No necesariamente. Para un servidor sencillo o un equipo antiguo, un SSD SATA ya puede aportar una mejora enorme a menor coste. NVMe brilla cuando hay concurrencia, I/O aleatorio y cargas intensivas; ahí marca diferencias claras.

¿Qué hay que vigilar al montar NVMe en formato M.2?
Temperatura (puede bajar rendimiento por throttling), compatibilidad PCIe (generación y carriles), y rendimiento sostenido (no solo el pico). En escritura intensiva, también conviene mirar endurance (TBW) y el tipo de NAND.

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