Tìm hiểu các loại ổ đĩa SSD
Nhiều người tin rằng SSD là sự thay thế gần đây trong công nghệ máy tính, nhưng trong thực tế chúng đã ở dưới hình thức này hay hình thức khác từ thập niên 195, thậm chí trước khi các máy tính cá nhân tồn tại.
Virtual SSD (RAMdisk)
Mặc dù hầu hết mọi người nghĩ về ổ đĩa vật lý khi thảo luận về các SSD, những ổ đĩa này có cả dạng vật lý lẫn dạng ảo. Một SSD ảo (Virtual SSD) đầu tiên được gọi là RAMdisk bởi vì nó dùng một phần của RAM hệ thống để vận hành như một ổ đĩa. Lợi thế là hiệu suất đọc/ghi tuyệt vời (xét cho cùng nó là RAM), trong khi mặt hạn chế là tất cả dữ liệu bị mất khi hệ thống tắt nguồn hay khởi động lại. RAM được dùng cho RAMdisk không dùng được cho hệ điều hành và các ứng dụng.
Phần mềm RAMdisk có sẵn cho các máy tính cá nhân từ ngay sau khi máy tính cá nhân đầu tiên được ra mắt cuối năm 1981. IBM bao gồm mã nguồn vào chương trình RAMdisk (sau này được gọi là VDISK.SYS) sách hướng dẫn PC DOS 2.0 tháng 3 năm 1983, như thành phần của giáo trình ghi các trình điều khiển thiết bị (sự hỗ trợ trình điều khiển thiết bị bắt đầu được thực thi trong DOS 2.0). IBM sau đó phát hành VDISK.SYS như thành phần của PC DOS 3.0 vào tháng 8 năm 1984. Microsoft đầu tiên bao gồm chương trình RAMdisk (được gọi là RAMDR.IVE.SYS) với MS-DOS 3.2 (phát hành năm 1986). Các phiên bản RAMDRIVE.SYS đi với Windows, lên đến Windows 7.
Tuy nhiên chúng không được cài đặt tự động và không được lập thành tài liệu. Những chương trình RAMdisk trên cơ sở DOS- hay Windows hữu ích cho việc tạo ra các SSD tốc độ cao dùng RAM hiện hữu.
Physical SSD
Một thời gian ngắn sau khi phát hành máy tính cá nhân IBM năm 1981. Vài công ty đã phát triển và cho ra các SSD vật lý có chức năng như sự thay thế trực tiếp các ổ đĩa cứng. Nhiều trong số chúng dùng RAM động hay trình quy ước. Với một bộ sạc tùy chọn cho nguồn điện dự phòng, trong khi những cái khác dùng nhiều hình thức lai của bộ nhớ không mất dữ liệu, do vậy không đòi hỏi chút nguồn điện để lưu giữ dữ liệu. Cho thí dụ, Intel cho ra bộ nhớ “bubble” vào cuối thập niên 1970, được dùng trong vài sản phẩm SSD. Bộ nhớ Bubble thậm chí có trong Grid Compass năm 1982, một trong những máy tính xách tay đầu tiên được phát hành. Mặc dù SSD dùng bất kỳ loại công nghệ bộ nhớ nào, khi nghĩ về các SSD hiện đại, mọi người nghĩ đến những cái đang dùng Flash memory. Các SSD trên cơ sở Flash gần đây xuất hiện nhiều trong các hệ thống máy tính xách tay như là ThinkPad X300, được giới thiệu vào tháng 2 năm 2008 với một SSD 64GB như một tính năng tiêu chuẩn trong một so model.
Suốt từ đó các SSD đầu tiên có mặt trong các máy tính và laptop trong đầu thập niên 1980, nhiều người nghĩ rằng chúng sẽ thay thế ổ cứng. Đã gần 30 năm từ khi tôi nghe dự đoán đó, nó vẫn không thành sự thật. SSD trên cơ sở Flash có một điểm chính ngăn ngừa nó thay thế lưu trữ từ tính trong hầu hết các thị trường hay các ứng dụng thích hợp rất ít ỏi: giá thành. So với các ổ cứng hiện đại, các SSD khá là mắc. Cho đến gần đây chúng vẫn thấp hơn đáng kê về dung lượng và chậm, đặc biệt khi ghi. Với những cải tiến trong dung lượng và tốc độ mới đây, cuối cùng SSD trơ thành sự thay thế khả thì đối với ổ cứng cho những ứng dụng nơi giá thành không quan trọng bằng tốc độ và độ bền. Hầu như các SSD hiện đại dùng giao diện SATA (SerialATA) để kết nối vào PC, giống như một ổ đĩa cứng tiêu chuẩn đối với hệ thống.
Như đề cập bên trên, các SSD sử dụng công nghệ flash NAND (Not AND). Hai loại phụ của công nghệ này được dùng trong thương mại: SLC (single-level cell) và MLC (multilevel cell). SLC flash lưu giữ 1 bit trong một ô, trong khi MLC chứa 2 hay nhiều bit trong một ô. MLC gấp đôi (hay nhiều lần) mật độ, do đó thấp hơn về chi phí, nhưng điều này lại đi với bất lợi về tốc độ. Các SSD có sẵn dùng một trong hai công nghệ, với các phiên bản SLC cho tốc độ cao hơn, dung lượng thấp hơn và chi phí cao hơn. Như bạn có thể mong đợi, điều này có nghĩa rằng các phiên bản MLC cho tốc độ thấp hơn, nhưng dung lượng cao hơn và chi phí thấp hơn. Hầu hết các sản phẩm chủ đạo dùng công nghệ MLC, trong khi nhiều sản phẩm cao cấp chuyên dụng dùng SLC.
Một vấn đề chính với Flash memory là nó làm hao mòn. Các ổ SLC flash thông thường có tốc độ 100.000 vòng Ghi/Xóa (W/E: Write/Erase), trong khi các ổ MLC flash biình thường có tốc độ chỉ 10,000 vòng W/E. Khi được dùng để thay thế ổ cứng tiêu chuẩn, điều này trở thành một vấn đề bởi vì các vùng cụ thể của một ổ cứng được ghi rất thường xuyên, trong khi các vùng khác có thể được ghi chỉ vài lần trong thời gian sống của ổ đĩa. Để làm giảm sự hao mòn này, các SSD kết hợp với các thuật toán làm san bằng hao mòn phức tạp (wear-leveling algorithm) mà thực chất làm thay đổi hay luân phiên việc sử dụng các ổ vì vậy không có ổ đơn hay nhóm ổ được dùng nhiều hơn cái kia. Thêm nữa, các ổ dự trữ được cung cấp để thay thế những cái hao mòn, do vậy kéo dài tuổi thọ của ổ đĩa. Xem xét các mô hình sử dụng của nhiều loại người dùng khác nhau, các ổ SSD thường được thiết kế kéo dài ít nhất 5 năm theo sử dụng được đòi hỏi nhất. Khi dung lượng SSD gia tăng, khả năng thuật toán làm san bằng hao mòn trải rộng dữ liệu vào trong số các ổ có sẵn.
Lưu ý rằng do cách SSD vận hành nội bộ, khái niệm phân đoạn tệp là phi vật chất và chạy một chương trình chắp liền (defragmenting program) trên SSD sẽ không là gì ngoài thúc đẩy nó hao mòn nhanh hơn. Không giống như các ổ đĩa từ tính, phải di chuyển đầu từ để truy xuất dữ liệu được ghi đến các vùng vật lý khác nhau trên đĩa. SSD đọc dữ liệu từ những vùng khác nhau của bộ nhớ không có bất kỳ chậm trễ nào. Khái niệm sự định vị một tệp tin trở thành việc phải bàn với việc san bằng hao mòn, trong đó thậm chí các tệp tin thể hiện khi tiếp cận với hệ thống tệp tin thực sự được rải ngẫu nhiên vào trong số các chip nhớ và ổ bộ nhớ trong SSD. Do điều này, các SSD sẽ không bị chấp liền (defrag) giống như các ổ đĩa từ tính truyền thống.