Đĩa cứng: SSD 'song đấu' HDD

SSD có tốc độ nhanh hơn HDD

SSD là dạng đĩa điện tử có cấu tạo từ các vi mạch silicon (silicon microchips), thường được sử dụng với mục đích lưu trữ dữ liệu. Tuy có thiết kế giao tiếp I/O tương tự như ổ cứng HDD nhưng SSD lưu dữ liệu vào bộ nhớ solid-state ở dạng tín hiệu điện tử. 

Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên động (DRAM) và chip nhớ NAND là những linh kiện lưu trữ thường dùng trong nhiều ổ SSD. Các thành phần linh kiện của SSD cấu thành từ transistor như NAND, không có phần cơ hoặc bộ phận dịch chuyển vật lý nên không chỉ giúp làm giảm rủi ro khi sao chép dữ liệu mà còn hỗ trợ ổ SSD tăng tốc độ đọc và ghi nhanh hơn hẳn HDD. Theo đó, ổ SSD cũng chống sốc ổn định và tiêu thụ ít điện năng hơn HDD, có thể được tích hợp vào nhiều thiết bị được dùng trong điều kiện môi trường khắc nghiệt. 

Các nhà phân tích dự báo thị trường SSD toàn cầu sẽ tăng trưởng với tốc độ 33,24% trong giai đoạn 2016-2020 cùng với sự tham gia của một số hãng sản xuất chính như Intel, Micron, Samsung, Seagate, Western Digital hay Toshiba.

Theo dự báo, sở dĩ SSD tăng trưởng nhanh là do nhu cầu về việc quản trị các trung tâm dữ liệu dựa trên nền tảng đám mây. Tuy nhiên, thách thức công nghệ mà ổ SSD sẽ phải đối mặt là độ bền và độ trễ không rõ ràng, nhất là độ trễ khi đọc dữ liệu.

Quá trình bóc tách các ổ cứng dưới đây sẽ giúp bạn có cái nhìn rõ nét hơn về cấu tạo vật lý của 2 dạng ổ lưu trữ thông dụng hiện nay.

HDD: đĩa cứng và đầu đọc

Trong một ổ cứng truyền thống (HDD) như Western Digital 250 GB dành cho PC, công nghệ “then chốt” ở đây là 3 đĩa từ tính quay với tốc độ 7.200 vòng/phút khi ổ đĩa hoạt động. Mỗi đĩa cứng có dung lượng lưu trữ khoảng 80 GB, cho tổng dung lượng 240 GB ở loại ổ cứng này.

Dùng tuốc nơ vít mở tấm chắn của ổ cứng truyền thống, bạn sẽ dễ dàng nhìn thấy cơ cấu điều khiển vị trí đầu đọc từ tính nằm trên mặt đĩa gần khu vực trung tâm. Đầu đọc này di chuyển qua lại để đọc hoặc ghi dữ liệu lên những nơi khác nhau trên đĩa. 

Thay đổi góc nhìn, chúng ta sẽ thấy phần cơ kiểm soát được nối với chip điều khiển ở bên dưới bằng cáp mềm.

Trên thực tế, có đến 3 đầu đọc cho từng đĩa cứng, chỉ cách mặt đĩa vài nanomet ở tốc độ quay 7.200 vòng/phút.

Kết nối với phần cơ là bảng mạch do Foxconn sản xuất. Đây là một bảng mạch nhỏ chứa chip điều khiển gần trung tâm và kết nối dòng dữ liệu qua cổng giao tiếp SATA (kết nối với bo mạch chủ bằng cáp SATA). Ở ổ cứng HDD thì bảng mạch này nằm lộ mặt đáy ra phía ngoài.

Quan sát cận cảnh, chip điều khiển của ổ cứng truyền thống là một bộ xử lý công suất thấp, có chức năng truyền tải dữ liệu liền mạch giữa đĩa cứng và phần còn lại của PC.

“Toàn cảnh” ổ cứng HDD sau khi bóc tách: 

SSD: chip nhớ và bóng bán dẫn 

Trên một bảng mạch ổ SSD OCZ Vertex 4 128GB, những chip hình chữ nhật lớn là các bộ nhớ flash NAND do Micron sản xuất.

Tương tự các ổ cứng truyền thống, các ổ SSD cũng được trang bị chip điều khiển, kết nối dữ liệu đến bộ nhớ NAND và sau đó trở lại PC. OCZ Vertex 4 dùng chip Indilinx Everest 2, hỗ trợ giao tiếp SATA 3.0.

Tuy SATA là giao tiếp có sẵn trên các ổ SSD 2,5 inch nhưng với những bo mạch chủ đời mới thì người dùng sẽ gắn ổ SSD vào khe M.2 luôn chứ không còn cần đến SATA nữa.

Hầu hết các ổ SSD đều dùng hàng trăm MB RAM làm bộ đệm giữa NAND và PC. Ổ SSD này cũng không ngoại lệ khi dùng chip RAM do Hynix cung cấp.

Tính vật lý của ổ SSD khá đơn giản bởi chỉ có chip và bóng bán dẫn (transistor) trên bảng mạch, nhưng lại mang đến khả năng thực thi nhanh cho hệ thống lưu trữ dữ liệu của người dùng. 

So sánh tương quan, cấu tạo vật lý của SSD đơn giản hơn hẳn HDD khi loại trừ hoàn toàn các tấm đĩa cứng và đầu đọc. Nhờ đó, với nhu cầu loại bỏ tiếng ồn khi sử dụng PC như hiện nay thì rõ ràng SSD có ưu thế hơn hẳn HDD.  

Theo PC World VN