Ổ cứng là một thành phần quan trọng trong máy tính, tất cả dữ liệu của người dùng (hệ điều hành, dữ liệu cá nhân) đều được lưu trữ trong ổ cứng và chúng luôn được truy xuất thường xuyên. Vì thế, các nhà sản xuất phần cứng luôn không ngừng tìm tòi và phát triển từ thế hệ ổ cứng thông thường HDD (Hard Disk Drive) cho các máy tính để bàn (desktop), các máy tính xách tay (laptop) đến thế hệ ổ cứng mới hơn SSD (Solid State Disk/Solid State Drive) giúp cải thiện rất nhiều về khả năng truy xuất dữ liệu, bảo vệ dữ liệu, kích cỡ và tuổi thọ của ổ cứng.


1. Ổ cứng HDD, SSD

 HDD (Hard Disk Drive) là ổ cứng truyền thống, dữ liệu được lưu trữ trên bề mặt các phiến đĩa tròn (Platters) làm bằng nhôm, thủy tinh hoặc gốm được phủ vật liệu từ tính. Trung tâm của ổ đĩa là một động cơ quay (Spindle), để đọc/ghi dữ liệu các nhà sản xuất đã sử dụng các bộ điều khiển truyền động (Actuator) kết hợp với các tay truyền động (Actuator Arm) điều khiển đầu đọc nhỏ (Slider and Read/Write Head) và các cơ này được điều khiển bởi một bộ vi mạch nhỏ ở ngoài, chúng điều khiển đầu đọc ghi đúng vào vị trí trên các đĩa từ (platters) khi đĩa đang quay ở tốc độ cao, đồng thời giải mã các tính hiệu từ tính thành dữ liệu mà máy tính có thể hiểu được. Ổ đĩa cứng HDD cũng là loại bộ nhớ "non-volatile" giống như ổ cứng thể rắn SSD nhưng có cấu trúc hoàn toàn khác. Cấu trúc dữ liệu của ổ cứng HDD được phân chia thành Track (rãnh từ), Sector (cung từ), Cluster (liên cung).

- Track (rãnh từ): Các vòng tròn đồng tâm trên một mặt đĩa dùng để xác định các vùng lưu trữ dữ liệu riêng biệt trên mặt đĩa, mặc định các track này cũng không cố định khi được sản xuất, chúng sẽ được thay đổi lại vị trí khi được định dạng ở cấp thấp (low format) nhằm tái cấu trúc lại cho phù hợp khi đĩa bị hư hỏng (bad block) do sự xuống cấp của phần cơ. Tập hợp các track cùng bán kính của các mặt đĩa khác nhau sẽ tạo thành các trụ (cylinder), chúng ta có 1024 cylinders trên một đĩa cứng (đánh số từ 0 đến 1023). Vì vậy, một ổ cứng sẽ có nhiều cylinder vì có nhiều đĩa từ khác nhau.

- Sector (cung từ): Mỗi track lại được chia thành những các đường hướng tâm tạo thành các sector (cung từ). Sector là đơn vị chứa dữ liệu nhỏ nhất. Theo chuẩn thông thường thì một sector có dung lượng 512 byte. Số sector trên các track từ phần rìa đĩa vào đến tâm đĩa là khác nhau, các ổ đĩa cứng đều chia ra hơn 10 vùng và trong mỗi vùng có tỷ số sector/track bằng nhau.

- Cluster (liên cung): Cluster là một đơn vị lưu trữ gồm một hoặc nhiều sectors. Khi lưu dữ liệu vào ổ cứng, các dữ liệu được ghi vào hàng chục, hoặc hàng trăm clusters liền kề hoặc không liền kề nhau. Nếu không có sẵn các cluster liền nhau, hệ điều hành sẽ tìm kiếm cluster còn trống ở gần và ghi tiếp dữ liệu lên đĩa. Quá trình cứ tiếp tục như vậy cho đến khi toàn bộ dữ liệu được lưu trữ hết.


SSD (Solid State Drive) là một loại ổ cứng thể rắn, được các chuyên gia về phần cứng nghiên cứu và chế tạo nhằm cạnh tranh với các ổ cứng HDD truyền thống, cải thiện về sức mạnh tốc độ, nhiệt độ, độ an toàn dữ liệu và cả về điện năng tiêu thụ. Là loại ổ cứng được cấu thành từ nhiều chip nhớ Non-volatile memory chip (chip nhớ không thay đổi), ổ cứng SSD ghi và lưu dữ liệu trong các chip flash, nhờ vậy việc truy xuất dữ liệu gần như được diễn ra ngay tức khắc cho dù ổ cứng có bị phân mảnh sau một thời gian sử dụng.

Có hai loại chip nhớ được sử dụng nhiều nhất trong chế tạo ổ SSD: Bộ nhớ NAND SLC (Single-Level Cell) – ô nhớ một cấp (giá thành cao) và NAND MLC (Multi-Level Cell) – ô nhớ đa cấp. Trong đó, các chip SLC chỉ lưu giữ 1 bit/transistor (0 hoặc 1), còn chip MLC lại chứa 2 bit/ transistor (00, 01, 10 và 11). Vì vậy, lượng dữ liệu lưu trữ của chip MLC nhiều gấp hơn đôi chip SLC, nhưng tốc độ đọc trung bình lại chậm hơn hai lần (2x) và tốc độ ghi sẽ chậm hơn ba lần (3x) trên một tế bào bộ nhớ NAND.

Bên cạnh khả năng truy xuất dữ liệu tốc độ cao, ổ cứng thể rắn SSD còn có độ bền tốt. Hiện tại, mỗi chip MLC có thể ghi/xóa 10.000 lần, còn tuổi thọ của chip SLC lên đến 100.000 lần. Ngoài ra, các nhà phát triển phần cứng cũng đã chế tạo thành công loại chip NAND TLC (Triple-Level Cell) nhưng hiện nay vẫn có rất ít sản phẩm sử dụng chip này xuất hiện trên thị trường phổ thông. Tuy TLC là loại chip có khả năng lưu trữ cao hơn hết (3 bit/transistor) nhưng lại thuộc loại kém bền nhất, chỉ đạt tối đa 1000 lần ghi/xóa tức kém hơn loại SLC 100 lần.


2. Những khác biệt giữa SSD và HDD

Ngày nay, công nghệ phát triển rất nhanh, từng ngày trên các thiết bị kỹ thuật số như điện thoại, máy tính bảng, laptop. Trên laptop, một thành phần không thể thiếu đó là ổ cứng để lưu trữ dữ liệu cũng như nạp hệ điều hành.

Công nghệ lưu trữ trên ổ cứng hiện nay có 2 loại: Hard-disk-drive (HDD) là dạng truyền thống, Solid-state-drive (SSD)là loại ổ cứng mới ở dạng thể rắn. Về cơ bản cả hai loại ổ cứng đều dùng để lưu trữ dữ liệu, nhưng chúng sẽ có nhiều điểm khác nhau, việc lựa chọn sử dụng sẽ tùy thuộc khá nhiều vào mức độ hiểu biết và nhu cầu của bạn.

Ổ cứng truyền thống được sử dụng rộng rãi trên tất cả các server cho đến hiện nay là HDD, nó có nhiều ưu điểm để nhà sản xuất còn duy trì đến ngày nay, quan trọng nhất vẫn là dung lượng lớn và giá thành không quá cao. Với dạng ổ đĩa HDD này, sử dụng một đĩa từ để lưu dữ liệu trên đó, máy sẽ truy cập dữ liệu bằng cách dùng một đầu đọc chạy trên mặt đĩa tròn xoay quanh trục.

Thế hệ ổ cứng mới là SSD khác biệt hoàn toàn về thiết kế lẫn cách hoạt động so với ổ cứng HDD. Do ở trạng thái rắn (bộ nhớ flash) nên ổ cứng SSD hoạt động rất êm, chống sốc cực tốt và hầu như ổn định, những ưu điểm này đều không có trên HDD.

Công dụng chính của cả hai loại ổ cứng này đều là lưu trữ dữ liệu trên máy tính, hệ điều hành, phần mềm. Ổ cứng SSD mang lại rất nhiều tiện ích cho người dùng máy tính với hiệu suất làm việc cao, khối lượng công việc nhiều và cần rút ngắn thời gian hoàn thành công việc. Tóm lại, khi làm việc với ổ cứng SSD chúng ta có thể nhìn nhận những ưu điểm nổi trội sau:

- Giảm thiểu thời gian khởi động hệ điều hành.
- Khả năng truy xuất dữ liệu cực nhanh.
- Nạp chạy các phần mềm nhanh chóng.
- Bảo vệ dữ liệu cực tốt, khả năng chống sốc cao.
- Hoạt động không tiếng ồn, tản nhiệt hiệu quả và mát.
- Băng thông truyền tải dữ liệu lớn, giúp tăng khả năng làm việc của máy tính.

 Tốc độ:           

Trong khi các ổ cứng HDD đang phải ì ạch chạy với tốc độ quay 5400 rpm, 7200 rpm với khả năng đọc/ghi dữ liệu ở mức SATA 2 nghĩa là hơn 200 MB/s thì SSD có tốc độ đọc/ghi dữ liệu vượt trội so với HDD do cách thức hoạt động của chip nhớ tốt hơn nhiều so với đĩa từ (đạt đến gần 500 MB/s) và đôi khi vượt cả mức SATA 3 (6Gbps). Trong khi chip nhớ khởi động lên là có thể làm việc ngay thì đĩa từ còn cần thời gian để động cơ quay đạt được đúng tốc độ.

 An toàn dữ liệu, độ bền và kích cỡ:           

Trong môi trường ứng dụng di động hiện nay, việc đòi hỏi an toàn dữ liệu luôn được người dùng đặt lên hàng đầu, điều đó không chỉ mang tính bảo mật mà còn là yêu cầu cấp thiết với bản thân của mỗi cá nhân. Chính vì vậy, ổ cứng HDD sử dụng các thành phần cơ học và các đĩa từ để đọc/ghi dữ liệu trong một thời gian dài sẽ làm giảm độ an toàn và độ tin cậy dữ liệu. Bên cạnh đó, do cấu tạo đĩa từ, đầu đọc/ghi và động cơ quay nên HDD chỉ thực sự làm việc hiệu quả với các tập tin lớn được lưu trữ liền kề, nếu như dữ liệu bị phân bố rải rác trên phiến đĩa, sẽ tốn rất nhiều thời gian để có thể đọc được toàn bộ chúng và ghép lại. Bên trong ổ cứng HDD, các linh kiện động cơ quay và đầu đọc dữ liệu của HDD dễ dàng bị tác động bởi ngoại lực bên ngoài như rung lắc, rơi… khiến chúng bị sai lệch dẫn đến ngưng hoạt động hoàn toàn, mặc dù dữ liệu có thể vẫn cứu được nhưng chiếc ổ thì mất khả năng vận hành.

Ngược lại, với ổ cứng thể rắn SSD chúng ta không cần quan tâm đến điều này, SSD không có bộ phận chuyển động cơ nào cả, tất cả dữ liệu được lưu trữ bên trong các chip nhớ, dữ liệu có thể tải (load) đồng loạt ở nhiều chip nhớ khác nhau cùng một lúc cùng với việc chống sốc và chịu lực tốt, đặc biệt ổ SSD còn có thể lưu trữ được trong môi trường khắc nghiệt với nhiệt độ từ - 60oC đến + 95oC.

Tương tự như các ổ cứng HDD truyền thống, ổ cứng SSD cũng được sản xuất theo hai kích cỡ tiêu chuẩn là 2.5 inch dùng cho máy tính xách tay (laptop) và 3.5 inch dùng cho máy tính để bàn (desktop). Song, kích thước và trọng lượng của ổ SSD nhẹ hơn so với ổ HDD nên sẽ phù hợp với các máy tính có kích cỡ nhỏ gọn.

 Các tính năng quan trọng khác của SSD:

- Chức năng sửa lỗi ECC (Error Correcting Code): là một chức năng giúp SSD có thể tự phát hiện và sửa các lỗi dữ liệu phát sinh trong quá trình sử dụng. Tuy nhiên ECC chỉ được trang bị trên những SSD cao cấp và tương tự thông số MLC/SLC và chuẩn Sata, ECC cũng được nhà sản xuất công bố và ghi rõ trên bao bì (cũng như trang web) của sản phẩm.

- Chức năng nâng cao hiệu suất nhờ lệnh TRIM: Sau một thời gian sử dụng, hiệu suất của SSD sẽ dần suy giảm và khi sử dụng ổ SSD thì nó không đưa ra bất cứ cảnh báo hay hiện tượng lạ nào khi sắp gặp một sự cố nghiêm trọng, vì thế nguy cơ mất dữ liệu bất ngờ khi sử dụng SSD sau một thời gian dài là khá cao. Đó là bởi vì bộ nhớ NAND flash không thể ghi đè dữ liệu. Chip điều khiển sẽ xóa đi dữ liệu cũ và ghi đè lên vùng trống đó. Lệnh TRIM, cho phép một hệ điều hành được hỗ trợ như Windows 7, Windows 8, chủ động thông báo cho ổ SSD biết khối dữ liệu nào xem như không còn được dùng và có thể xóa từ bên trong. Việc này giúp ổ hoạt động hiệu quả hơn và dẫn đến hiệu năng nhanh hơn. Thường thì lệnh TRIM sẽ được tự kích hoạt theo mặc định.

* Chú ý:
Tuy rằng ổ cứng SSD có tốc độ truy xuất dữ liệu cao nhưng vì dùng chip nhớ flash nên việc đọc/ghi dữ liệu nhiều sẽ làm giảm tuổi thọ của ổ cứng. Vì thế, thông thường ổ cứng SSD với dung lượng nhỏ chỉ nên cài đặt hệ điều hành, drivers các ứng dụng phần mềm vì không chỉnh sửa, xóa nhiều đảm bảo ổ cứng kéo dài tuổi thọ, còn các dữ liệu cá nhân, nhạc, hình ảnh, phim ... phân vùng lại và lưu vào ổ HDD.

0 nhận xét:

Đăng nhận xét

 
Top