{"id":504,"date":"2020-12-06T08:52:36","date_gmt":"2020-12-06T08:52:36","guid":{"rendered":"https:\/\/picockpit.com\/raspberry-pi\/?p=504"},"modified":"2023-11-13T11:42:54","modified_gmt":"2023-11-13T11:42:54","slug":"monitor-sd-card-health-of-raspberry-pi","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/picockpit.com\/raspberry-pi\/es\/monitor-sd-card-health-of-raspberry-pi\/","title":{"rendered":"Todo sobre la salud de la tarjeta SD en la Raspberry Pi"},"content":{"rendered":"
\"Estado<\/figure>\n\n\n\n

La tarjeta SD es - junto a la fuente de alimentaci\u00f3n - un componente adicional cr\u00edtico de la Raspberry Pi. Controlar su salud es realmente importante para asegurar un buen funcionamiento de su sistema operativo Raspberry Pi, y una buena experiencia de usuario. Este art\u00edculo le mostrar\u00e1 varias maneras de comprobar y supervisar la salud de su tarjeta microSD.<\/p>\n\n\n\n

En primer lugar, dar\u00e9 una visi\u00f3n general en profundidad de c\u00f3mo funcionan las tarjetas de memoria, para que puedas entender las posibilidades y limitaciones de comprobar el estado de salud de tu tarjeta SD.<\/p>\n\n\n\n

Luego explicar\u00e9 c\u00f3mo proteger tu tarjeta microSD reduciendo los problemas comunes que experimentan los usuarios de Raspberry Pi. Tambi\u00e9n entraremos en las mejores marcas de tarjetas microSD para Raspberry Pi que recomendamos.<\/p>\n\n\n\n

Si lo desea, tambi\u00e9n puede saltar m\u00e1s abajo, para obtener s\u00f3lo los comandos de Linux para comprobar el estado actual de la tarjeta microSD.<\/p>\n\n\n\n

Lo b\u00e1sico: El interior de la tarjeta microSD<\/h2>\n\n\n
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\"En
Imagen: Ilustraci\u00f3n del interior de una tarjeta SD. La tarjeta microSD tiene una estructura similar. Fuente de la imagen: CC-BY-SA Korpsvart<\/a>, Wikimedia Commons<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

La tarjeta microSD contiene un chip de memoria flash (a la izquierda de la imagen) y un microcontrolador (a la derecha de la imagen, normalmente basado en ARM).<\/p>\n\n\n\n

Flash<\/h3>\n\n\n\n

La memoria flash almacena la informaci\u00f3n mediante \"atrapando\" electrones<\/strong>que se \"inyectan\" con alta tensi\u00f3n a trav\u00e9s de un no conductor en un llamado puerta flotante<\/strong>(**). Los electrones forman as\u00ed parte de un transistor que puede permitir o no el paso de una corriente conectada, seg\u00fan la carga de la puerta flotante. Te\u00f3ricamente, no pueden fluir, porque la puerta flotante est\u00e1 aislada el\u00e9ctricamente<\/strong>. Esto significa que la informaci\u00f3n se mantiene incluso despu\u00e9s de desconectar la corriente.<\/p>\n\n\n\n

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Im\u00e1genes: CC-BY-SA \u0414.\u0418\u043b\u044c\u0438\u043d Wikimedia Commons<\/a> \/  Jlochoap CC-0<\/a><\/em><\/figcaption><\/figure>\n<\/div><\/div>\n<\/div>\n\n\n
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\"\"<\/figure>\n<\/div>\n\n\n

La informaci\u00f3n se lee siempre entre la fuente (S) y el drenaje (D). Los electrones introducidos en la puerta flotante aumentan, por ejemplo, la tensi\u00f3n de umbral del transistor, a partir de la cual fluir\u00eda la corriente. El transistor se bloquea entonces a una tensi\u00f3n de lectura normal (no conduce).<\/p>\n\n\n\n

Para programar la puerta flotante se necesitan tensiones el\u00e9ctricas considerablemente m\u00e1s altas (por ejemplo, 10 V) que para el funcionamiento normal de lectura (por ejemplo, 3,3 V). Para ello, adem\u00e1s, la puerta de control (V1\/V2\/V3) desempe\u00f1a un papel fundamental.<\/p>\n\n\n\n

Para borrarlo todo, la puerta de control expulsa electrones de la puerta flotante aplicando una tensi\u00f3n negativa alta.<\/p>\n\n\n\n

Los componentes de la flash NAND utilizados en las tarjetas microSD agrupan los transistores de memoria individuales en p\u00e1ginas, y varias de las p\u00e1ginas en bloques. Una p\u00e1gina tiene entre 512 y 8192 bytes, y un bloque puede contener hasta 256 p\u00e1ginas (por tanto, un total de 2048 kB con un tama\u00f1o de p\u00e1gina de 8kB).<\/p>\n\n\n\n

La escritura (para un \"1\" l\u00f3gico) puede realizarse en sentido de bits o al menos en sentido byte\/palabra. El borrado (para un \"0\" l\u00f3gico) s\u00f3lo puede hacerse en el sentido de las agujas del reloj. Si queda informaci\u00f3n sin alterar, hay que programarla de nuevo.<\/p>\n\n\n\n

Las memorias flash tienen una vida \u00fatil limitada debido a la programaci\u00f3n y el borrado, que calculamos en ciclos de borrado.<\/strong><\/span><\/p>\n\n\n\n

La raz\u00f3n de su limitada vida \u00fatil es el da\u00f1o sufrido por la capa de \u00f3xido aislante, que protege la puerta flotante de las fugas de carga, provocadas por los altos voltajes. En cuanto esta capa se vuelve conductora, la c\u00e9lula de memoria no puede contener m\u00e1s informaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

Al margen: C\u00e9lulas de memoria celular de varios niveles<\/h3>\n\n\n\n

Inicialmente, s\u00f3lo hab\u00eda dos estados de carga (1 bit de informaci\u00f3n<\/strong>) por c\u00e9lula de memoria. Ahora, gracias a varias puertas flotantes por transistor, las c\u00e9lulas de memoria multinivel almacenan diferentes estados de carga y, por tanto, varios bits por transistor de memoria. Durante la lectura, el sistema eval\u00faa c\u00f3mo la corriente aplicada es conducida de forma diferente por el transistor.<\/p>\n\n\n\n

Por un lado, esto permite aumentar considerablemente la densidad de las c\u00e9lulas de memoria, pero por otro lado, la lectura es m\u00e1s lenta y las c\u00e9lulas de memoria reaccionan de forma mucho m\u00e1s sensible con errores de bits a las p\u00e9rdidas de carga. Con las c\u00e9lulas de un solo nivel se pueden realizar entre 100.000 y 1.000.000 de ciclos de escritura y borrado, mientras que con las TLC (c\u00e9lulas de triple nivel con tres bits por c\u00e9lula de memoria) se pueden realizar unos 1.000 ciclos de escritura y borrado.<\/p>\n\n\n\n

Por este motivo, las tarjetas SD industriales suelen tener densidades de memoria m\u00e1s bajas y utilizan SLC (c\u00e9lulas de un solo nivel), para mejorar la integridad de los datos<\/strong>.<\/span><\/p>\n\n\n\n

El controlador<\/h3>\n\n\n\n

La tarea del controlador es gestionar el flash, y en particular realizar nivelaci\u00f3n del desgaste y correcci\u00f3n de errores de lectura<\/strong>. El rendimiento y la longevidad de la tarjeta microSD dependen decisivamente de los algoritmos utilizados en el controlador.<\/p>\n\n\n\n

La memoria flash no puede reescribirse con la frecuencia necesaria debido a los da\u00f1os en la capa de \u00f3xido aislante de las puertas flotantes, como se ha descrito anteriormente. Para evitar da\u00f1os en zonas individuales que se utilizan con especial frecuencia, el controlador var\u00eda la asignaci\u00f3n f\u00edsica a los bloques que pueden ser direccionados l\u00f3gicamente por el sistema de archivos (= nivelaci\u00f3n de desgaste).<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Esta variaci\u00f3n de la asignaci\u00f3n f\u00edsica es tambi\u00e9n la raz\u00f3n por la que la prueba de escritura de la tarjeta SD (escribiendo y leyendo con herramientas de bloques defectuosos, etc.) no identificar\u00e1 los verdaderos bloques defectuosos y le permitir\u00e1 evitarlos en el nivel del sistema operativo\/sistema de archivos. S\u00f3lo el controlador de la memoria flash dentro de la tarjeta microSD sabe en qu\u00e9 bloque se escribe o se lee en cada momento, y como se ha dicho, esto puede cambiar con el tiempo.<\/strong><\/span><\/p>\n\n\n\n

Los bloques defectuosos (bad blocks) ya est\u00e1n presentes en la memoria flash nueva. Estos bloques defectuosos se marcan en una zona especial de la memoria flash.<\/p>\n\n\n\n

Tambi\u00e9n se gestiona la informaci\u00f3n de correcci\u00f3n de errores de los bloques individuales para que los errores de lectura puedan corregirse mediante sumas de comprobaci\u00f3n. El controlador a\u00f1ade los bloques con errores de lectura agrupados a la lista de bloques defectuosos y desplaza la asignaci\u00f3n f\u00edsica real del bloque l\u00f3gico.<\/p>\n\n\n\n

La tarjeta microSD suele tener -seg\u00fan el fabricante- unos 10% de capacidad de reserva para intercambiar los bloques malos por \"bloques de reserva\" buenos.<\/p>\n\n\n\n

Peque\u00f1os secretos sucios: Los problemas de la memoria flash<\/h3>\n\n\n\n

El borrado es s\u00f3lo en sentido de las agujas del reloj<\/h4>\n\n\n\n

Los datos s\u00f3lo pueden borrarse bloque a bloque. El borrado estresa las c\u00e9lulas de memoria y acorta su vida \u00fatil: se crean nuevos bloques defectuosos.<\/p>\n\n\n\n

Bloques defectuosos de f\u00e1brica<\/h4>\n\n\n\n

Las memorias flash ya se env\u00edan con bloques defectuosos. En el transcurso del funcionamiento, se a\u00f1aden m\u00e1s bloques defectuosos (bloques malos). Por lo tanto, el controlador intenta escribir\/borrar los bloques de la manera m\u00e1s uniforme posible mediante la nivelaci\u00f3n del desgaste.<\/p>\n\n\n\n

MLC y TLC especialmente sensibles<\/h4>\n\n\n\n

Las c\u00e9lulas de memoria multinivel (MLC) reducen el n\u00famero de ciclos de borrado y, por tanto, la fiabilidad a largo plazo.<\/p>\n\n\n\n

Leer Molestar<\/h4>\n\n\n\n

Un fen\u00f3meno a\u00fan no mencionado por m\u00ed, pero particularmente p\u00e9rfido, es Leer Molestar<\/strong>. Incluso cuando s\u00f3lo se lee de la tarjeta, puede -s\u00f3lo con la lectura- hacer que las c\u00e9lulas de memoria vecinas del mismo bloque cambien su programaci\u00f3n. La probabilidad de que esto ocurra aumenta bruscamente despu\u00e9s de unas 100.000 lecturas.<\/p>\n\n\n\n

Por ello, para evitar la perturbaci\u00f3n de la lectura, el controlador registra el n\u00famero de accesos a un bloque para copiarlo de una sola vez en una nueva ubicaci\u00f3n cuando se supera un umbral, y para borrar el bloque original. Despu\u00e9s, el bloque puede volver a utilizarse.<\/p>\n\n\n\n

Todas estas son cosas que un controlador tiene que compensar para hacernos creer que es una \"tarjeta de memoria perfecta\" por fuera, \u00a1mientras que por dentro parece cualquier cosa menos perfecta!<\/p>\n\n\n\n

Por \u00faltimo, pero no menos importante, los bits escritos por los rayos X podr\u00edan borrarse involuntariamente. En este caso, s\u00f3lo un dise\u00f1o de la tarjeta a prueba de rayos X puede garantizar que los datos permanezcan intactos.<\/p>\n\n\n\n

Fabricante y selecci\u00f3n de una buena tarjeta<\/h2>\n\n\n\n

Tanto el microcontrolador como el dispositivo flash y la tarjeta microSD terminada pueden ser de distintos fabricantes: la tarjeta SD Panasonic de la foto de ejemplo tiene flash Samsung. El controlador se fabric\u00f3 en Jap\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

Hay cuatro fabricantes que producen dispositivos flash NAND:<\/p>\n\n\n\n