Kinh nghiệm sử dụng ổ cứng SSD bền bỉ hơn

Hiểu rõ các chuẩn bộ nhớ và nguyên tắc hoạt động của ổ SSD có thể sẽ giúp người dùng sử dụng ổ SSD bền bỉ hơn.

Chuẩn bộ nhớ phổ biến của ổ cứng SSD là gì?

Khi các loại ổ cứng thể rắn (SSD) đã trở nên phổ biến trên thị trường, người dùng có thêm nhiều sự lựa chọn với giá bán ngày một cạnh tranh, ổ cứng SSD chuẩn TLC với ưu thế về chi phí thấp mà hiệu năng cao đang dần thay thế các ổ cứng SSD sử dụng chip nhớ MLC.

Ổ cứng SSD hiện có nhiều chuẩn bộ nhớ khác nhau.

Chuẩn bộ nhớ NAND TLC vốn đã ra đời từ sớm, song chúng chỉ được ứng dụng chủ yếu trong các mẫu USB, thẻ nhớ,… Khi công nghệ ngày một tiến bộ hơn, SSD cũng bắt đầu thay đổi chính mình khi sử dụng chuẩn bộ nhớ NAND TLC.

TLC không lạ lẫm với các chuyên gia iPhone, khi iPhone 6 đã bắt đầu sử dụng chip nhớ TLC. Từ đó, gây ra một làn sóng làm thay đổi thị trường. Với sự thay đổi của các trình điều khiển, iPhone 6S sau này cũng được trang bị chip nhớ TLC nhưng với bộ nhớ đệm lớn hơn.

Có 4 loại kiến trúc công nghệ chip nhớ NAND flash, đầu tiên là SLC, tiếp đến là MLC, rồi đến TLC và cuối cùng là QLC. Điểm khác nhau cơ bản của chúng nằm ở khả năng chứa được bao nhiêu bit trên mỗi cell (phân vùng bộ nhớ).

Sơ đồ các chuẩn kiến trúc bộ nhớ NAND Flash.

Thực tế, các ổ cứng SSD sử dụng chip nhớ NAND SLC bị giới hạn khả năng lưu trữ trên mỗi cell khá nhiều, không có lợi thể và khả năng lưu trữ dung lượng lớn. Từ đó, dẫn đến việc đội giá thành, chi phí sản xuất cao, các ứng dụng chính của SLC SSD bị giới hạn và chỉ được sử dụng trong quân sự hay doanh nghiệp. Do chi phí của SLC SSD quá cao, thậm chí các doanh nghiệp cũng đang bắt đầu chuyển dần sang các SSD chuẩn MLC thay vì SLC.

Đối với các ổ SSD MLC, nó đã trở thành chuẩn bộ nhớ chủ đạo cho ổ cứng SSD từ năm 2008 - 2015 và rất được người tiêu dùng yêu thích. Nhưng với sự phát triển của công nghệ chip nhớ NAND flash, TLC cho phép các cell lưu trữ với dung lượng bộ nhớ lên tới 3 bit/cell, có nghĩa là mật độ lưu trữ sẽ cao hơn trong khi chi phí sản xuất và giá thành sản phẩm SSD TLC thấp hơn hai chuẩn đi trước. Người ta còn gọi TLC bằng tên gọi “3-bit MLC”.

Mẹo sử dụng ổ SSD bền bỉ hơn

Thành phần quan trọng cấu tạo nên SSD chính là chip nhớ NAND flash, và chính các chip nhớ này ảnh hưởng đến tuổi thọ của ổ SSD. Dựa trên cấu trúc chip nhớ NAND flash, dữ liệu tồn tại khi được lưu trữ trong các ô dữ liệu chồng lên nhau trong các lớp cách điện.

Chu kỳ ghi và xóa dữ liệu diễn ra liên tục, các dữ liệu này cần phải đi qua 1 lớp cách điện và điện tích đi qua sẽ phân hủy dần lớp cách điện đó. Sau một số lượng chu kỳ nhất định, lớp cách nhiệt này sẽ mất hoàn toàn. Đó là lý do tồn tại khái niệm P/E (ghi/xóa) dữ liệu, tuổi thọ của một ổ SSD dựa vào chu kỳ đó.

Đối với hầu hết những người dùng đang đặt câu hỏi về độ bền của TLC, mối quan tâm của họ chính là việc tuổi thọ của TLC ngắn hơn MLC. Điều này khá rõ ràng bởi TLC có khả năng ghi 3 bit/cell, và nó cần tới 8 mức trạng thái điện áp, so với SLC là 2 mức (1 bit/cell) và MLC là 4 mức (2 bit/cell), các mức điện áp càng cao thì lớp cách điện phân hủy càng nhanh.

Từ những điều rút ra ở trên, có thể thấy SLC, MLC hay TLC đều có một tuổi thọ dự kiến nhất định. Miễn là NAND flash hoạt động liên tục, sớm hay muộn ngưỡng tuổi thọ cuối cùng sẽ được chạm tới. Có thể hiểu đơn giản: Giống như một mảnh giấy, nó chỉ có thể bị một cục tẩy xóa đi xóa lại trong một số lần nhất định.

Một số người có thể hỏi tại sao không sử dụng ổ đĩa cơ truyền thống (HDD), trong khi các ổ cứng truyền thống không có những hạn chế về chu kỳ P/E nói trên?

Câu trả lời là: Kết cấu cơ khí của ổ cứng HDD truyền thống chính là rào cản khiến tốc độ của chúng chỉ bằng 1/5 so với SSD. Chúng rất nặng và cồng kềnh, lại gây tiếng ồn, có thể dễ dàng bị hư hỏng khi va đập mạnh. Trong khi đó, ổ SSD nhanh hơn, nhẹ hơn, êm hơn, và khả năng chống va đập tốt hơn… Từ đó, SSD trở thành xu hướng chủ đạo trên thị trường lưu trữ hiện nay.

Không quan trọng việc lưu trữ bằng SSD hay HDD, SSD luôn là một ý tưởng tốt để sao lưu dữ liệu một cách thường xuyên. Ngoài ra, nếu muốn kéo dài tuổi thọ của SSD, ngoài việc tránh sử dụng các chương trình đòi hỏi SSD làm việc liên tục, cũng nên cài đặt phần mềm chăm sóc ổ cứng để mở rộng giới hạn tuổi thọ cho SSD.

Với thị phần SSD ngày một tăng cao, thời gian đã xóa đi những hoài nghi về tuổi thọ của nó. Năm ngoái, một số ít các nhà sản xuất đã thử nghiệm các mẫu SSD TLC, nhưng họ chưa nhận được sự tín dụng của người dùng. Tuy nhiên, với sự tiến bộ của công nghệ NAND flash, SSD TLC chắc chắn sẽ trở thành xu hướng chủ đạo trong năm nay.

Plextor SSD TLC sắp ra mắt, chu kỳ P/E lên tới 2.000 lần. (Ảnh đồ họa: Plextor)

Ngay thời điểm hiện tại, Plextor đang rục rịch chuẩn bị tung ra thị trường loạt SSD TLC đầu tiên với chu kỳ P/E lên tới 2.000 lần, cao hơn gấp đôi so vơi mức P/E trung bình của TLC thông thường (500 - 1.000 lần), đảm bảo được tuổi thọ dài lâu cho sản phẩm.