terabyte
Banned
|
Do phần này rất nặng về tính kỹ thuật nên một số phần mình quyết định dùng ví dụ tương đương dễ hiểu hơn để mô tả chứ không đưa chi tiết. Mục tiêu chính là giúp bạn hình dung được các bí ẩn trong SSD mà không phải choáng ngợp trước quá nhiều thông tin chuyên ngành. Nếu hứng thú về chuyên sâu , bạn có thể yêu cầu mình bổ sung.
Thoái hóa theo thời gian
Thông qua phần 1, các bạn đã được giải thích nguồn gốc tốc độ của SSD. Tuy nhiên, trong cuộc sống không có gì là hoàn hảo. NAND vừa là sức mạnh nhưng cũng chính là con dao hai lưỡi cắt vào độ bền ổ cứng.
Như đã biết qua phần trước, các cell của SSD có tác dụng như bóng đèn chớp tắt phát ra tín hiệu tượng trưng cho dữ liệu mà nó lưu giữ. Mỗi bóng nèn có một cục pin riêng, khi nạp điện vào (cell tích điện) thì đèn sáng và tắt khi xả. Cũng giống như pin điện thoại, nó sẽ chai dần đi đến lúc không thể nạp hay xả được nữa. Lúc này, trạng thái cuối cùng của bóng đèn sẽ tồn tại mãi mãi.
Cuối vòng đời của mình, SSD sẽ giữ lại vĩnh viễn thông tin cuối cùng mà nó lưu trữ. Dữ liệu vẫn có thể truy cập bình thường (theo nguyên lý hoạt động ở phần 1) nhưng không thể thay đổi cũng như thêm vào được.
Nhanh và nhỏ là con đường trái chiều với bền
Bạn thường nghe SSD được chế tạo bởi công nghệ 25nm hay mới đây nhất là 19nm. Con số này mô tả kích thước của 1 cell. Bóng đèn (cell) càng nhỏ thì thời gian cần để nạp điện vào pin ( tích điện cell) càng ít, giúp tăng tốc độ và giảm điện năng tiêu thụ. Đồng thời nó cũng giúp giá thành phẩm. Tuy nhiên, cell nhỏ tức là pin nó chứa cũng sẽ nhỏ hơn, chai nhanh hơn dẫn đến giảm tuổi thọ.
Kết cục không thể tránh khỏi thì không có nghĩa là các nhà sản xuất buông xuôi. Họ tìm cách kéo dài tuổi thọ SSD bằng:
Controller – bộ điều khiển có thể xem như là một máy tính thu nhỏ quyết định cách dữ liệu sẽ được ghi như thế nào lên NAND. Cấu tạo chính của SSD bao gồm một controller và nhiều chip nhớ NAND.
Như đã nói ở trên, khi sử dụng các NAND sẽ liên tục bị thoái hóa, nếu chép theo thứ tự thì những chip đầu tiên sẽ thoái hóa trước gây mất dần dung lượng. Do đó, controller đảm nhận nhiệm vụ chia đều dữ liệu giúp các chip thoái hóa một cách đồng đều. Điều này không những giúp kéo dài tuổi thọ mà còn đẩy tốc độ lên một tầm cao mới. Tốc độ SSD tỉ lệ thuận với số lượng chip NAND. Điều này giải thích một điều mà người sắm SSD thường không để ý ( hay bị thông số tham khảo của nhà sản xuất đánh lừa) là SSD dung lượng càng cao thì tốc độ càng nhanh.
Hình trên là phương thức hoạt động của RAID- tạm hiểu là hệ thống hoạt động song song giữa các ổ cứng riêng biệt. Dữ liệu ghi vào được chia ra và đánh số 1 tới 3 với P là phần chứa các thông tin bảo mật hay phục hồi. Các thông tin này sẽ được ghi song song vào 2 hàng chip như trong hình. Khi đọc, 8 chip sẽ cùng xuất theo 4 luồn đẩy tốc độ gấp 4 lần với thông tin trùng sẽ được controller loại bỏ. Nếu lỡ 1 chip bị lỗi thì dữ liệu cũng không mất.
Một điều cần lưu ý là tốc độ ghi của SSD tuy cao nhưng thực tế không đạt đến mức độ như các nhà sản xuất quảng cáo. Để khắc phục việc này, SSD được trang bị RAM- tương tự như trong máy tính- để lưu các thông tin trong lúc chờ controller ghi vào NAND. Ổ cứng sẽ thông báo tới máy là dữ liệu đã được ghi lại nhưng thực tế là không phải vậy. Khi đang chép dữ liệu mà bị mất điện mà bạn có thể mất nhiều file hơn dự đoán.
Thà thừa còn hơn thiếu
|
Sự thoái hóa của NAND khiến nhiều nhà sản xuất phải đau đầu. So với thông số chính thức, thực tế số lượng chip NAND sẽ được trang bị nhiều hơn. Ví dụ như bạn mua ổ 120GB nhưng thực tế là 128GB, cá biệt một số SSD chuyên dụng có dung lượng thật gấp đôi so với thông số. Khi dung lượng bị hao mòn, phần dư này sẽ bù vào giúp giữ nguyên thông số. Phần dư chỉ ẩn với hệ điều hành nên SSD vẫn có thể truy cập nó. Bạn có thể chép vượt dung lượng đối với SSD mới một cách dễ dàng.
Garbage collection - Dọn dẹp định kì
Như bạn đã biết, do không có khả năng chép đè dữ liệu, SSD thường để lại những thông tin cũ (stale page) trong block. Lâu ngày sẽ khiến ổ cứng bị đầy và giảm hiệu năng. Chế độ dọn dẹp sẽ lựa thời điểm rảnh rỗi xóa bớt stale page và sắp xếp lại block. SSD sẽ luôn nhanh như mới kéo theo một trong những nguyên nhân lớn nhất giết chết SSD.
Write amplification – khi tốc độ giết chết tuổi thọ
Hãy nghĩ đến cái âm-li, âm thanh bạn đưa vào là một có thể xuất ra tới mười. Tương tự như vậy, để thay đổi 1 bit dữ liệu, NAND đôi lúc phải ghi tới 2MB. Càng thay đổi nhiều, càng phải ghi nhiều thì càng rút ngắn tuổi thọ. Nhưng nếu không thay đổi, tốc độ và dung lượng sẽ giảm.
Việc controller chia đều dữ liệu giúp các NAND chip thoái hóa một cách đồng bộ vô tình khiến cho các chip ít dữ liệu sẽ bị sử dụng với tần suất cao hơn, dữ liệu luân chuyển qua lại giữa chúng cũng tăng theo.
Để hạn chế Write amplification, controller sẽ chỉ sử dụng garbage collection khi cần thiết chứ không quá lạm dụng.
Lời cuối
Nhược điểm SSD mang lại đáng lo ngại không kém gì ấn tượng mà ưu điểm nó đem tới. Ổ cứng thể rắn 60GB thông thường có tuổi thọ trung bình khoảng 5 tới 7 năm với tần suất chép dưới 5GB/ ngày. Đó không hẳn là một con số ấn tượng nhưng vẫn có thể chấp nhận được. SSD hiện nay đang ở vị trí như LCD ngày trước. Kết quả thì bạn cũng biết như thế nào phải không?
Theo arstechnica
