Tìm hiểu về ổ cứng SSD

Trong khi sự phát triển của CPU, card đồ họa ở một tốc độ chóng mặt thì ổ cứng HDD gần như chỉ làm mới mình bằng cách tăng dung lượng lưu trữ. Nhưng trong một vài năm trở lại đây, các nhà phát triển đã tìm ra hướng lưu trữ mới đó là sử dụng ổ cứng thể rắn SSD.

So với ổ HDD, ổ SSD sở hữu nhiều ưu điểm hơn hẳn về mặt tốc độ, nhiệt độ, độ an toàn dữ liệu và cả điện năng tiêu thụ. Chẳng hạn thời gian truy nhập trung bình của ổ SSD là từ 3,5 - 10 micro giây còn ổ HDD mất 5 - 10 mili giây. Dễ nhận thấy, tốc độ ổ SSD nhanh hơn ổ HDD đến cả trăm lần. Tuy nhiên, hiện nay ổ SSD vẫn có giá thành tương đối cao, thường gấp vài lần so với ổ HDD. Nếu bỏ qua vấn đề chi phí, chắc chắn chiếc máy tính của bạn sẽ sở hữu khả năng ghi/đọc dữ liệu với tốc độ tốt hơn khi sử dụng ổ thể rắn SSD.

Dưới đây là một số thông tin bạn cần viết về ổ cứng thể rắn cũng như lời khuyên khi có ý định nâng cấp lên SSD. 

Tuổi thọ

Công nghệ sử dụng trên ổ SSD mang tính bảo mật rất cao, đặc biệt là chip điều khiển. Chip điều khiển là một vi xử lý được tích hợp, điều khiển giao tiếp giữa bộ nhớ flash và máy chủ (thường làmáy tính). Có rất nhiều các nhà sản xuất SSD trong khi đó số công ty sản xuất chip điều khiển chỉ đếm trên đầu ngón tay, như chip SandForce SF-2281 dùng trên Kingston HyperX 3K, SanDisk Extreme, Intel Series 335; còn dòng SSD Vector và Vertex 4 của OCZ thì dùng bộ điều khiển của chính hãng này là IndiLinx; Corsair thì ưu tiên dùng chip LM87800 từ hãng Link A Media, trong khi ổ SSD 840 Pro của Samsung cũng dùng "đồ nhà" là MDX.

 

Các ổ SSD dành cho doanh nghiệp thường sử dụng loại NAND SLC (single-level-cell, ô nhớ một cấp), trong khi ổ SSD cho người dùng thông thường sử dụng các NAND MLC (nhiều cấp). Sự khác biệt giữa hai loại NAND này là số bit nhớ được lưu trên một ô nhớ (cell). Một cấp có nghĩa là sẽ có 1 bit dữ liệu, còn MLC là nghĩa là 2 bit dữ liệu được lưu trên 1 ô nhớ. Còn một loại NAND FLASH nữa là TLC (triple-level cell) nhưng hiện chúng chưa xuất hiện trên các sản phẩm bán ra cho thị trường phổ thông. 

Càng nhiều bit được lưu trữ trên mỗi cell, chiếc SSD càng có dung lượng lớn hơn, và giá bán cũng rẻ hơn do nhà sản xuất có thể cung cấp nhiều die silicon trên mỗi tấm wafer hơn giúp họ giảm bớt được chi phí sản xuất. Tuy nhiên, đổi lại thì tính ổn định của các SSD dùng NAND MLC không cao bằng NAND SLC do chu kỳ ghi xóa của chúng bị giảm đi. 

Theo tính toán, một ổ SSD sẽ có tuổi thọ trung bình từ 10 tới 20 năm thậm chí hơn. Các ô nhớ flash bị hao mòn mỗi khi bạn ghi dữ liệu vào chúng. Ở một mặt nào đó, việc này giống như khi viết lên một tờ giấy bằng bút chì và tẩy xóa. Thí dụ, ổ SSD Vertex 3 120 GB có tỷ lệ chịu ghi là 3.000 chu kỳ. Nếu bạn ghi lên ổ 50GB mỗi ngày, thì tổng số ngày ổ có thể sử dụng được trước khi nó mất độ tin cậy là: (120 x 3.000)/50 = 7.200 ngày, nghĩa là khoảng 20 năm. Nếu bạn ghi trung bình 100GB mỗi ngày, ổ sẽ sử dụng được khoảng 10 năm. 

Công nghệ kéo dài tuổi thọ trên SSD

SSD sử dụng kỹ thuật sắp xếp dữ liệu phân bố đều gọi là wear-leveling (cân bằng hao mòn) nhằm đảm bảo ghi dữ liệu lên tất cả các ô nhớ trong ổ, trước khi ghi lại lên một ô nhớ bất kỳ. Nhờ đó, không có ô nhớ nào bị ghi quá nhiều trong khi một số ô nhớ hầu như chịu ghi rất ít. Bên cạnh đó, SSD còn dùng một số thuật toán tạm thời chuyển các dữ liệu ít thay đổi (như các tập tin hệ điều hành) vào các vùng đã ghi nhiều, để sử dụng các vùng ghi ít hơn cho các dữ liệu thường xuyên thay đổi.

 

Ngoài ra, để tăng cường tuổi thọ cho ổ cứng thể rắn, tất cả các chip NAND sẽ có nhiều bộ nhớ hơn quy định chuẩn khoảng 4%. Phần dự phòng dôi ra này được sử dụng để thay thế các phần bị hao mòn và hỏng hóc. Đó là lý do tại sao một số ổ SSD có dung lượng lưu trữ 120 GB hoặc 240 GB, nhưng thực tế sử dụng có thể là 128 hoặc 256 GB. Nhiều nhà sản xuất đã cung cấp thêm NAND nhằm tăng tuổi thọ của ổ đĩa.

Dung lượng cao hơn, hiệu suất tốt hơn

Các ổ đĩa cứng HDD có tốc độ vòng quay tính theo phút (thường viết tắt là rpm) cố định. Đây là chỉ số chính để đánh giá hiệu suất ổ cứng bên cạnh bộ nhớ đệm. Tốc độ vòng quay càng chậm, ổ cứng càng mất nhiều thời gian hơn khi truy lục dữ liệu. Ổ cứng có tốc độ vòng quay 7.200 rpm hoặc 11.000 rpm sẽ đảm bảo tốc độ làm việc nhanh hơn ổ cứng có số vòng quay 5.400 rpm. Đây là con số mang tính định lượng rất dễ nhận biết để chúng ta cân nhắc khi chọn mua ổ HDD.

 

Tuy nhiên với ổ SSD, qua thử nghiệm thực tế, trang PCWorld đã rút ra kết luận rằng một ổ đĩa có dung lượng lớn hơn sẽ nhanh hơn so với một ổ đĩa dung lượng nhỏ (trong điều kiện chip điều khiển và chip NAND như nhau). Vậy nguyên nhân tại sao dung lượng lại ảnh hưởng đến hiệu suất của ổ SSD?

Với ổ cứng cơ học HDD, về cơ bản dữ liệu được viết nối tiếp nhau xuống một phiến đĩa và rất ít bị gián đoạn. Trong khi đó, ổ SSD ghi dữ liệu lên đồng thời nhiều NAND cùng một lúc. Ổ càng có nhiều chip NAND thì tốc độ ghi sẽ nhanh hơn.

Ổ cứng SSD không thể tối ưu hóa tốc độ bằng phần mềm

Hiện nay, mainboard đời mới thường hỗ trợ giao tiếp Sata III với băng thông lên đến 6Gbps, các SSD sử dụng chuẩn này có thể đạt tốc độ đọc, ghi lên đến hơn 550MB/giây. Thử nghiệm với những SSD nhanh nhất có thể ghi ở tốc độ gần 5 Gbps.

 

Thực tế rằng bạn không thể tối ưu thêm tốc độ của ổ SSD bằng các phần mềm tiện ích. Các kỹ thuật tối ưu hóa phát triển cho ổ đĩa cứng cơ học không áp dụng cho SSD. Lãng phí chu kỳ ghi để cố gắng tối ưu hóa ổ SSD là việc làm phản tác dụng.

Tăng hiệu suất nhờ lệnh TRIM

Sau một thời gian sử dụng, hiệu suất của SSD sẽ dần suy giảm. Đó là bởi vì bộ nhớ NAND flash không thể ghi đè dữ liệu. Điều đó có nghĩa là nếu muốn ghi vào một ô đã có dữ liệu, trước tiên chip điều khiển cần xóa dữ liệu đã ghi trong ô đó. Khi ghi dữ liệu mới, chip điều khiển cũng đồng thời xóa đi các dữ liệu muốn xóa, gọi là quá trình "gom dữ liệu bỏ đi" (garbage collection).

Lệnh TRIM (đây không phải là từ viết tắt của một cụm từ), cho phép một hệ điều hành được hỗ trợ như Windows 7, 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.

Lời khuyên khi chọn mua ổ cứng SSD

Như đã đề cập ở phần đầu bài viết, SSD sở hữu khá nhiều điểm mạnh so với ổ cứng HDD. Nhưng giá cả đắt đỏ là một trở ngại không nhỏ khi người dùng muốn tiếp cận ổ SSD. Tuy nhiên, nếu có ý định sở hữu loại ổ cứng này, bạn cũng cần lưu ý thêm một số nhược điểm của SSD là dung lượng thấp, tỷ lệ lỗi ghi nhận và hỏng vẫn tương đối cao. SSD có thể “chết” nếu đánh rơi hoặc cập nhật firmware.

 

Do đó, khi có ý định chọn mua một ổ cứng SSD bạn cần lưu ý:

- Chọn mua loại ổ có dung lượng lưu trữ lớn nhất theo tình hình tài chính của bạn. Bạn sẽ nhận được hiệu suất tốt hơn, tỷ lệ thuận với dung lượng.

- Chọn loại ổ bền và tốc độ ổn định. Về cơ bản SSD có 3 loại chính:

+ Loại sử dụng NAND Single Layer Cell (SLC) có tốc độ không quá cao nhưng rất bền, ghi xóa được 100.000 lần.

+ Loại sử dụng NAND Multi Layer Cell (MLC) có tốc độ cao nhưng độ bền thì kém hơn SLC tới 10 lần (chu kỳ P/E chỉ đạt tối đa 10.000 lần). Nhờ giá thành rẻ hơn cả nên MLC đang là loại SSD phổ biến nhất hiện nay.

+ Loại sử dụng NAND Triple Layer Cell (TLC). Loại này có tốc độ cao nhưng lại kém bền nhất, chỉ đạt tối đa 1000 lần ghi xóa, tức kém hơn loại SLC cả trăm lần. Sản phẩm dùng SLC hiện nay có Samsung 840 nhưng không được nhiều người ưa chuộng.

- Nếu bạn đang chạy một hệ điều hành mà không hỗ trợ TRIM, hãy kiểm tra các bản cập nhật từ nhà sản xuất.

- Sử dụng ổ SSD để chạy hệ điều hành và phần mềm ứng dụng. Việc lưu trữ phim, nhạc và các dữ liệu khác nên đặt trên ổ cứng cơ học HDD nhằm hạn chế chu kỳ ghi xóa.

Tham khảo: PCWorld.com