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La megaguía para construirte un PC desde cero en 2020: el almacenamiento secundario
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La megaguía para construirte un PC desde cero en 2020: el almacenamiento secundario

Las unidades SSD están atrayendo todas las miradas. Hace varios meses que sabemos que PlayStation 5 y Xbox Series X apostarán por una de ellas, y no por un disco duro mecánico tradicional, para resolver su almacenamiento secundario. Y es comprensible que sea así por una razón de peso: su impacto en las prestaciones es enorme. Habitualmente incluso las unidades SSD más modestas baten con contundencia el rendimiento de los discos duros convencionales, lo que ha provocado que en el mundo de los ordenadores reinen desde hace ya muchos años.

No obstante, esta no es la única ventaja que ponen sobre la mesa estos dispositivos de almacenamiento. También consumen menos, son menos propensos a los fallos gracias a la ausencia de elementos móviles, son silenciosos y suelen tener una vida útil más larga. Demasiadas ventajas para prescindir de ellos en nuestro nuevo PC. Sin embargo, aún tenemos varios retos por delante. Por un lado tenemos que decidir qué tipo de unidad SSD resuelve mejor nuestras necesidades. Y por otra parte cabe la posibilidad de que, a pesar de sus inferiores prestaciones, también nos interese instalar en nuestro PC un disco duro mecánico o una unidad híbrida de tipo SSHD.

El impacto que tienen las unidades SSD en las prestaciones globales de un PC es enorme. No hay mejor opción para el sistema operativo y las aplicaciones

Este artículo es la quinta entrega de una guía extensa en la que los principales componentes y los periféricos más relevantes de un PC tienen su dosis de protagonismo. Nuestra intención es ayudar a los usuarios que han decidido montar un equipo a la medida a encontrar los componentes que resuelven mejor sus necesidades y encajan mejor en su presupuesto, y para lograrlo dedicaremos a la mayor parte de ellos un artículo en exclusiva. El protagonista indiscutible de esta entrega es el almacenamiento secundario de la misma forma en que en los anteriores artículos de la guía hablamos de la placa base, el procesador, la memoria principal y la tarjeta gráfica.

Estas son las tecnologías que reclaman un hueco en nuestro PC

Antes de que entremos en harina, un apunte interesante. Seguro que la mayor parte de vosotros ya estáis familiarizados con este concepto, pero la razón por la que identificamos a las unidades SSD y los discos duros como los dispositivos que dan forma al subsistema de almacenamiento secundario de un PC persigue desmarcarlos de la memoria principal, que encarna al subsistema de almacenamiento primario de nuestro ordenador. Como veis, esta forma de designar los dos sistemas de almacenamiento básicos de nuestros equipos tiene sentido. Os propongo que ahora indaguemos en las características de los tres tipos de unidades de almacenamiento que con más frecuencia nos interesa instalar en nuestro PC: las unidades SSD, los discos duros mecánicos y los discos híbridos SSHD.

Las unidades de estado sólido (SSD)

La velocidad máxima de lectura secuencial que pueden alcanzar las unidades SSD con interfaz PCI Express 3.0, que son probablemente las más utilizadas hoy, puede rozar los 3.500 MB/s en un escenario de uso real. Y hay unidades aún más rápidas que recurren a la interfaz PCI Express 4.0 para arrojar una velocidad de lectura secuencial efectiva que se mueve en la órbita de los 5.000 MB/s, y que aún queda muy por debajo del límite teórico que nos propone esta interfaz, que asciende a nada menos que 7,88 GB/s si nos ceñimos a un enlace PCIe 4.0 de cuatro líneas. Estas cifras tan atractivas nos llevan a nuestra primera conclusión: lo ideal es que el sistema operativo y nuestras aplicaciones residan en una unidad SSD.

Apostar por una unidad de estado sólido para instalar el software de nuestro PC tiene un impacto directo en el tiempo que requiere el sistema operativo para iniciarse, en el tiempo que transcurre desde que solicitamos la ejecución de una aplicación hasta que está disponible, en el tiempo invertido en la transferencia de grandes volúmenes de ficheros… Su impacto global en nuestra experiencia es muy positivo porque todo funciona de una forma más fluida. Con menos latencia. Los discos duros mecánicos convencionales pueden tener un hueco aún en nuestros ordenadores, como veremos más adelante, pero no es en absoluto aconsejable elegirlos para instalar ni el sistema operativo ni las aplicaciones.

Las primeras unidades SSD PCIe 4.0 NVMe arrojan una velocidad de lectura secuencial cercana a los 5.000 MB/s, pero aún están lejos de los 7,88 GB/s que nos promete el límite teórico de esta interfaz

El alto rendimiento de las unidades SSD está propiciado por varios componentes que tienen un rol esencial en su arquitectura, como son los chips de memoria NAND que contienen la información, la interfaz de conexión que se responsabiliza del transporte de los datos que envía y recibe la unidad de estado sólido, y el protocolo de control del bus. Para desarrollar este artículo no necesitamos profundizar en la tecnología de fabricación de los chips NAND Flash, pero si tenéis curiosidad y os apetece conocer cuáles son las características de las memorias SLC, MLC, TLC y QLC os sugiero que echéis un vistazo al artículo en el que explicamos en profundidad la arquitectura de las unidades SSD.

Con lo que sí nos interesa familiarizarnos antes de elegir una unidad de estado sólido para nuestro PC es con el protocolo de control del bus y la interfaz de conexión. La responsabilidad esencial del protocolo es administrar de la forma más eficiente posible el tráfico que circula por el bus que conecta la unidad SSD a nuestro ordenador. Los protocolos de control del bus más utilizados actualmente son AHCI (Advanced Host Controller Interface) y NVMe (Non-Volatile Memory Express). El primero es el más veterano y fue propuesto por Intel para gestionar el tráfico del bus utilizado por los dispositivos Serial ATA (SATA), mientras que NVMe es una interfaz mucho más moderna ideada expresamente para trabajar codo con codo con las unidades SSD.

La interfaz lógica NVMe ha sido diseñada ex profeso para sacar el máximo partido posible a la baja latencia y el elevado paralelismo de los enlaces PCI Express, de ahí que su rendimiento sea muy superior al que nos ofrece el protocolo AHCI. Si nos vemos en la tesitura de elegir entre dos unidades SSD diferentes, una de ellas con interfaz lógica AHCI y la otra NMVe, la elección está clara si nos ceñimos al rendimiento: lo ideal es optar por la unidad SSD con interfaz NVMe. La siguiente tabla resume algunas de las diferencias más relevantes entre estos dos protocolos de control. No es necesario que conozcamos con precisión qué nos está indicando cada uno de los campos de la tabla, pero pueden ayudarnos a intuir la superioridad de NVMe frente a AHCI:

AHCI NVME
PROFUNDIDAD MÁXIMA DE LAS COLAS Hasta 32 comandos por cola en una única cola Hasta 65.536 comandos por cola en un máximo de 65.535 colas
PARALELISMO Y MÚLTIPLES HILOS DE EJECUCIÓN Requiere sincronización para expedir un comando No requiere sincronización
SEÑALIZACIÓN DE INTERRUPCIONES Una sola interrupción 2.048 interrupciones
IOPS (ENTRADAS Y SALIDAS POR SEGUNDO) Hasta 100.000 Hasta 1.000.000

Con el bus que se responsabiliza de implementar la conexión física entre la unidad SSD y los principales subsistemas de nuestro PC sucede algo parecido a lo que acabamos de repasar en el contexto de la interfaz lógica. En este caso los enlaces más utilizados actualmente para conectar unidades de estado sólido son SATA y PCI Express (PCIe). La última versión de la primera de estas interfaces es capaz de alcanzar una velocidad de transferencia de hasta 600 MB/s por canal, mientras que utilizando PCIe 4.0 podemos transferir un máximo de 2.000 MB/s por canal. La diferencia de rendimiento entre un enlace y otro salta a la vista.

Actualmente conviven dos especificaciones diferentes de PCI Express con las que nos viene bien estar familiarizados, la 3.0 y la 4.0, porque, dependiendo del procesador y la placa base que elijamos para nuestro PC, cabe la posibilidad de que únicamente podamos acceder a una de ellas, la 3.0, o a ambas. La siguiente tabla resume las principales diferencias existentes entre las normas PCIe aprobadas, o pendientes de aprobación, por PCI-SIG (PCI Special Interest Group), que es la organización que se preocupa de definir sus especificaciones:

PCI EXPRESS AÑO DE PUBLICACIÓN TRANSFERENCIAS POR SEGUNDO VELOCIDAD DE TRANSFERENCIA x1 VELOCIDAD DE TRANSFERENCIA x2 VELOCIDAD DE TRANSFERENCIA x4 VELOCIDAD DE TRANSFERENCIA x8 VELOCIDAD DE TRANSFERENCIA x16
1.0 2003 2,5 GT/s 250 MB/s 500 MB/s 1 GB/s 2 GB/s 4 GB/s
2.0 2007 5 GT/s 500 MB/s 1 GB/s 2 GB/s 4 GB/s 8 GB/s
3.0 2010 8 GT/s 984,6 MB/s 1,969 GB/s 3,94 GB/s 7,88 GB/s 15,75 GB/s
4.0 2017 16 GT/s 1.969 MB/s 3,938 GB/s 7,88 GB/s 15,75 GB/s 31,51 GB/s
5.0 2019 32 GT/s 3.938 MB/s 7,88 GB/s 15,75 GB/s 31,51 GB/s 63,02 GB/s
6.0 Previsto para 2021 64 GT/s 7.877 MB/s 15,75 GB/s 31,51 GB/s 63,02 GB/s 126,03 GB/s

Las velocidades de transferencia que aparecen en esta tabla reflejan la capacidad máxima teórica del bus dependiendo del número de líneas de conexión que utiliza, pero resultan muy útiles para valorar la diferencia de rendimiento que existe entre una norma PCI Express y otra. Algo que a los usuarios nos interesa tener en cuenta es que hasta ahora solo AMD ha apostado por PCI Express 4.0, y se rumorea que Intel saltará directamente desde PCIe 3.0 a PCIe 5.0, por lo que parece poco probable que los procesadores Intel Core vayan a trabajar codo con codo con los enlaces PCIe 4.0.

No obstante, si estamos decididos a que nuestro nuevo PC saque partido a esta última interfaz de conexión tendremos que cerciorarnos de que elegimos la plataforma de AMD adecuada. Hasta ahora solo las placas base con chipset X570 o B550 implementan enlaces PCI Express 4.0. Las primeras, las que incorporan el chipset X570, son soluciones de gama alta que casi siempre tienen un precio elevado. Sin embargo, las segundas, las que apuestan por el chipset B550, están empezando a llegar al mercado con unos precios más asequibles, por lo que son las que encajan en los equipos de las gamas de entrada y media.

Aorusssd Esta unidad SSD con interfaz PCIe 4.0 NVMe fabricada por Gigabyte recurre a unos voluminosos disipadores de cobre para evacuar con eficacia la energía que disipa en forma de calor.

Los chipsets X570 y B550 han sido diseñados por AMD para convivir con microprocesadores Ryzen de 2ª y 3ª generación, pero tenemos a nuestro alcance otra plataforma de esta marca que también nos permite acceder a la interfaz PCIe 4.0: los Ryzen Threadripper. Los usuarios que estén decididos a hacerse con un procesador Threadripper de 3ª generación se verán obligados a decantarse por una placa base con chipset TRX40, que, al igual que los dos que acabamos de revisar, habilita el uso de enlaces PCIe 4.0.

Los chipsets de AMD X570 y B550 para procesadores Ryzen, y el TRX40 para Threadripper, ponen a nuestro alcance la interfaz PCIe 4.0

La capacidad de procesamiento multihilo de estos procesadores es fantástica, pero, eso sí, son soluciones de gama alta y tienen un precio en consonancia con su rendimiento. Las placas base para los últimos Threadripper también suelen ser sensiblemente más caras que las placas para los procesadores Ryzen de 3ª generación. Aun así, esta plataforma es una opción muy apetecible para los usuarios que necesitan poner a punto un PC con una capacidad de procesamiento multihilo muy alta. Las aplicaciones de modelado y renderizado en 3D, el software de edición de vídeo y las herramientas de animación son algunas de las que sacan más partido a las capacidades de estos chips de AMD.

Ya hemos revisado las interfaces y los protocolos utilizados por las unidades SSD que podemos instalar en nuestro PC, pero aún nos queda un apartado por resolver: el formato de la unidad de estado sólido. Las de tipo SATA las podemos encontrar en 1,8, 3,5 y 2,5 pulgadas, pero las más populares son estas últimas. Además, los grosores más extendidos son 9,5 y 7 mm. Sin embargo, ninguno de estos formatos puede hacer sombra al factor de forma M.2, que está disponible tanto para enlaces SATA como PCI Express (estos últimos con interfaz lógica NVMe), y que es el que reina actualmente en el mercado.

Las unidades SSD M.2 son fácilmente reconocibles porque utilizan una placa de circuito impreso rectangular no muy diferente a la de un módulo de memoria, pero con los contactos de conexión con la placa base en uno de sus extremos. La unidad SSD de la siguiente fotografía tiene factor de forma M.2 e interfaz lógica NVMe.

Samsungssd

Las unidades SSD tienen que ser necesariamente las auténticas protagonistas de un artículo dedicado al almacenamiento secundario de un PC, por lo que antes de seguir adelante para revisar qué pueden ofrecernos los discos duros tradicionales y los discos híbridos merece la pena que repasemos brevemente algunos consejos que pueden ayudarnos a encontrar el dispositivo de estado sólido que encaja mejor en nuestro equipo. Estas son nuestras sugerencias:

  • El mejor rendimiento nos los ofrece la combinación de la interfaz PCI Express y el protocolo de control NVMe. Afortunadamente ya no tenemos que invertir una fortuna para hacernos con una unidad SSD con unas velocidades de lectura y escritura secuencial cercanas a los 3.500 MB/s, por lo que es una opción muy apetecible si encaja en nuestro presupuesto. Crucemos los dedos para que en el futuro bajen más de precio.
  • Algunos fabricantes reflejan el rendimiento de sus unidades SSD en las especificaciones indicándonos el número de operaciones de entrada y salida que son capaces de llevar a cabo en un segundo (IOPS). Este parámetro es muy útil para evaluar el rendimiento de la unidad al enfrentarse a la lectura y la escritura aleatoria, por lo que merece la pena que lo tengamos en cuenta. Aunque, de nuevo, las unidades PCIe NVMe ganan por goleada a las demás. Como medidas orientativas, una unidad PCIe 3.0 NVMe suele rozar los 600.000 IOPS en operaciones de lectura aleatoria; un SSD con interfaz SATA los 90.000 IOPS; y un disco duro mecánico SATA oscila entre 80 y 130 IOPS.
  • Otro parámetro al que nos interesa prestar atención antes de elegir nuestra unidad SSD es su fiabilidad. Los fabricantes suelen indicarla como MTBF (Mean Time Between Failures), que es un valor que refleja el tiempo medio que transcurre entre fallos de la unidad. Cuanto más alto sea, mejor. También podemos encontrar unidades SSD que expresan la fiabilidad en ciclos de P/E (programación y borrado) o en TW (Terabytes escritos). Esta última unidad refleja cuánta información vamos a poder escribir en el dispositivo antes de que la degradación de los transistores comience a provocar errores. Lo ideal es que estos dos últimos parámetros sean lo más altos posible.

Los discos duros mecánicos

Los discos convencionales son el patito feo en este artículo. Son mucho más lentos, más ruidosos y menos fiables que las unidades SSD, pero tienen una baza a su favor: un coste por gigabyte sensiblemente más bajo que el de las unidades de estado sólido. El precio tanto de los discos duros mecánicos como de las unidades SSD no depende solo de su capacidad, por lo que la relación coste/gigabyte puede variar de unos modelos a otros. Aun así, y solo como orientación, por unos 60 euros podemos hacernos con un disco duro mecánico de 7.200 rpm con interfaz SATA 3 y una capacidad de 2 TB, mientras que una unidad SSD PCIe 3.0 NVMe M.2 con esa misma capacidad raramente baja de los 340 euros (y las hay mucho más caras).

Los discos duros mecánicos son más lentos, más ruidosos y menos fiables que las unidades SSD, pero tienen una baza a su favor: un coste por gigabyte más bajo que el de las unidades de estado sólido

Si hacemos unos números muy sencillos nos saldrá que el disco duro mecánico nos propone un coste de 0,029 euros por gigabyte aproximadamente, mientras que la unidad SSD que hemos escogido tiene un coste por gigabyte de 0,16 euros. Almacenar cada gigabyte de información nos cuesta al menos 5,5 veces más en la unidad SSD que en el disco duro mecánico. Aun así, la diferencia de rendimiento entre ambas unidades de almacenamiento es tan grande y su impacto en nuestra experiencia tan profundo que no os aconsejamos en absoluto que instaléis vuestro sistema operativo y vuestras aplicaciones en una unidad que no sea de estado sólido. Y, a ser posible, de tipo PCIe NVMe.

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El panorama pinta mal para los discos duros mecánicos, pero puede ser interesante que uno de ellos trabaje codo con codo con nuestra unidad SSD si adopta el rol de dispositivo de almacenamiento secundario dedicado específicamente a la salvaguarda de nuestros datos. Podemos utilizarlo para hacer copias de seguridad, para poner a buen recaudo nuestra música o nuestras películas, para guardar nuestras fotos… No es una mala idea almacenar los archivos de datos que vamos acumulando de forma constante y que no utilizamos en nuestro día a día en un disco duro mecánico. De esta forma ahorraremos dinero y reservaremos nuestra unidad de estado sólido para el software con el propósito de que el rendimiento de nuestro PC no se resienta.

Los discos duros híbridos SSHD

Combinar el coste por gigabyte de los discos duros mecánicos y las prestaciones de las unidades SSD es una idea muy atractiva. Esto es, precisamente, lo que pretenden los discos SSHD (Solid-State Hybrid Drive), unas unidades de almacenamiento híbridas que recurren a ambas tecnologías. Su factor de forma es el mismo de los discos duros convencionales, por lo que están disponibles en 2,5 y 3,5 pulgadas, pero lo que realmente los hace diferentes es que además de utilizar los platos, los cabezales de lectura/escritura y los demás componentes de un disco duro mecánico incorporan una placa de circuito impreso con varios chips NAND Flash muy similares a los que podemos encontrar dentro de las unidades de estado sólido.

Los discos SSHD tienen la misma arquitectura de las unidades mecánicas, pero añaden varios chips NAND Flash como los de las unidades SSD

Esta pequeña unidad SSD integrada dentro del disco duro mecánico se comporta como una memoria caché diseñada para almacenar los datos a los que accedemos con más frecuencia. De esta forma, cuando la información solicitada por la CPU reside en los chips NAND la velocidad a la que la unidad híbrida la entrega es similar a la de una unidad SSD con interfaz SATA. Sin embargo, la capacidad conjunta de estos chips es muy inferior a la capacidad total del disco híbrido, que suele oscilar entre 500 GB y 2 TB, por lo que el rendimiento de la unidad cuando debe entregar los datos que no han sido previamente cargados en los chips NAND es similar al de un disco duro mecánico.

Las unidades de almacenamiento híbridas tienen dos bazas a su favor: son sensiblemente más baratas que las unidades SSD con la misma capacidad y nos ofrecen un rendimiento atractivo siempre que los datos que solicitamos estén en la caché NAND Flash. Esto habitualmente les permite arrojar un tiempo de inicio tanto del sistema operativo como de las aplicaciones mejor que el de los discos duros convencionales. Sin embargo, la principal pega que podemos ponerles es que su productividad decae mucho cuando es necesario recurrir a la información que contienen los platos, por lo que su rendimiento global es muy inferior al que nos ofrece las unidades de estado sólido, especialmente las PCIe 3.0/4.0 con interfaz lógica NVMe.

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En nuestra opinión los discos duros híbridos no son una alternativa a las unidades SSD. No cabe ninguna duda de que lo ideal es que el dispositivo de almacenamiento principal de nuestro PC sea una unidad de estado sólido lo más rápida posible, por lo que los discos SSHD pueden ser interesantes como dispositivo de almacenamiento complementario siempre y cuando no nos baste con la capacidad de nuestro SSD. En ese escenario de uso tienen sentido si su precio no es muy superior al de un disco duro convencional de la misma capacidad. El sistema operativo y las aplicaciones de nuestro PC residirán en la unidad de estado sólido, por lo que el impacto que tendría la unidad híbrida en las prestaciones globales del equipo no será mucho más beneficioso que el de un disco duro mecánico tradicional.

La tecnología RAID

Buena parte de las placas base para microprocesadores de Intel y AMD que podemos encontrar actualmente en las tiendas nos permite habilitar varios modos RAID (Redundant Array of Independent Disks) en nuestro PC. Esta tecnología ha sido diseñada para combinar varios discos duros o unidades SSD con el propósito de obtener beneficios que quedan fuera del alcance de una única unidad de almacenamiento. Algunas de esas ventajas son un rendimiento más alto, una mayor integridad de los datos y una tolerancia a fallos mejor, pero en un escenario de uso no profesional habitualmente su cualidad más apreciada es la altísima velocidad de lectura y escritura que nos permite alcanzar.

Las velocidades de L/E que podemos alcanzar con RAID 0 son espectaculares. De hecho, pueden llegar a duplicar el rendimiento de una sola unidad

La tecnología RAID contempla varias decenas de configuraciones que nos permiten combinar nuestras unidades de almacenamiento de muchas maneras diferentes descritas en los niveles RAID estándar, anidados y propietarios. Las placas base para equipos de escritorio suelen soportar los modos RAID 0, 1, 1+0, 5 y 50, pero los más utilizados y los que, por tanto, nos interesa conocer, son los dos primeros. El modo RAID 0 también se conoce como striping, y consiste en distribuir los datos en varias unidades de almacenamiento para que el acceso simultáneo a todas ellas nos permita alcanzar unas velocidades de lectura y escritura mucho más altas. Si nuestro PC tiene dos unidades SSD configuradas en RAID 0 el sistema operativo solo verá una única unidad lógica cuyo tamaño será la suma de las capacidades de las dos unidades de estado sólido.

A diferencia de RAID 0, el modo RAID 1 no persigue incrementar las prestaciones del subsistema de almacenamiento secundario; pretende salvaguardar nuestros datos con la máxima eficacia posible. Y para lograrlo recurre a una estrategia sencilla: aplica redundancia. La forma en que se implementa consiste en escribir los datos simultáneamente en dos o más unidades de almacenamiento, como si se tratase de un espejo que duplica el contenido, de ahí que este modo RAID también se conozca como mirroring. RAID 1 es interesante si necesitamos proteger nuestra información y nos viene bien tener varias unidades de almacenamiento con el mismo contenido, pero si aspiramos a que nuestro PC nos ofrezca las mejores prestaciones posibles la mejor elección es RAID 0, que puede llegar casi a duplicar las velocidades de lectura y escritura de una única unidad SSD.

Esta es la capacidad que os proponemos para vuestro PC

El espacio de almacenamiento secundario no suele sobrar. Siempre es preferible que seamos generosos cuando nos proponemos resolver este subsistema de nuestro equipo, pero hay un problema: el precio de las unidades SSD se incrementa mucho a medida que optamos por una de mayor capacidad. Por esta razón es importante que fijemos un límite inferior que delimite la capacidad mínima que debe tener el subsistema de almacenamiento secundario de nuestro PC.

El punto de partida que os sugerimos para el almacenamiento secundario de vuestro PC son 500 GB para ofimática y 1 TB para creación de contenidos y juegos

Según nuestra experiencia lo ideal es que la unidad SSD de un equipo para ofimática, navegación en Internet y reproducción de contenidos no tenga menos de 500 GB de capacidad. Y si vamos a utilizar nuestro PC para crear contenidos o jugar es preferible que apostemos por una unidad de estado sólido de 1 TB. No obstante, estas cifras solo son el punto de partida que os sugerimos. Si vuestro presupuesto os permite ser un poco más ambiciosos, mucho mejor.

Cómo construirte un PC a la medida en 2020

En los primeros párrafos de este artículo os hemos recordado que esta es la cuarta entrega de una guía extensa dedicada a los usuarios que han decidido diseñar y montar un PC a la medida. Confiamos en que os resulte útil y os ayude a encontrar los componentes que resuelven mejor vuestras necesidades y encajan mejor en vuestro presupuesto. Estos son los artículos en los que estamos trabajando y el orden en el que los iremos publicando:

Nota: algunos de los enlaces aquí publicados son de afiliados. A pesar de ello, ninguno de los artículos mencionados ha sido propuesto ni por las marcas ni por las tiendas, siendo su introducción una decisión única del equipo de editores.

Imágenes | Pixabay

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