Lịch sử ra đời và phát triển của ổ cứng SSD và HDD

Vậy SSD và HDD là gì? Lịch sử ra đời, tồn tại và phát triển của chúng? Chúng ta hãy cùng nhau tìm hiểu trong bài viết này.

SSD là gì?

SSD (Solid State Drive) là một loại ổ cứng thể rắn, được các chuyên gia về phần cứng nghiên cứu và chế tạo nhằm cạnh tranh với các ổ cứng HDD truyền thống, cải thiện về sức mạnh tốc độ, nhiệt độ, độ an toàn dữ liệu và cả về điện năng tiêu thụ. Là loại ổ cứng được cấu thành từ nhiều chip nhớ Non-volatile memory chip (chip nhớ không thay đổi), ổ cứng SSD ghi và lưu dữ liệu trong các chip flash, nhờ vậy việc truy xuất dữ liệu gần như được diễn ra ngay tức khắc cho dù ổ cứng có bị phân mảnh sau một thời gian sử dụng.

Ổ cứng SSD.

Xem thêm: Những quan niệm sai lầm về ổ cứng SSD

Có hai loại chip nhớ được sử dụng nhiều nhất trong chế tạo ổ SSD: Bộ nhớ NAND SLC (Single-Level Cell) – ô nhớ một cấp thường được các doanh nghiệp sử dụng vì giá thành cao hơn (3 USD/GB) và NAND MLC (Multi-Level Cell) – ô nhớ đa cấp được người dùng thông thường sử dụng (~1 USD/GB). Trong đó, các chip SLC chỉ lưu giữ 1 bit/transistor (0 hoặc 1), còn chip MLC lại chứa 2 bit/ transistor (00, 01, 10 và 11). Vì vậy, lượng dữ liệu lưu trữ của chip MLC nhiều gấp hơn đôi chip SLC, nhưng tốc độ đọc trung bình lại chậm hơn hai lần (2x) và tốc độ ghi sẽ chậm hơn ba lần (3x) trên một tế bào bộ nhớ NAND.

Bên cạnh khả năng truy xuất dữ liệu tốc độ cao, ổ cứng thể rắn SSD còn có độ bền tốt. Hiện tại, mỗi chip MLC có thể ghi/xóa 10.000 lần, còn tuổi thọ của chip SLC lên đến 100.000 lần. Ngoài ra, các nhà phát triển phần cứng cũng đã chế tạo thành công loại chip NAND TLC (Triple-Level Cell) nhưng hiện nay vẫn có rất ít sản phẩm sử dụng chip này xuất hiện trên thị trường phổ thông. Tuy TLC là loại chip có khả năng lưu trữ cao hơn hết (3 bit/transistor) nhưng lại thuộc loại kém bền nhất, chỉ đạt tối đa 1000 lần ghi/xóa tức kém hơn loại SLC 100 lần (hiện có ở laptop Samsung 840) và cũng không được người dùng ưa chuộng.

HDD là gì?

HDD (Hard Disk Drive) là ổ cứng truyền thống, dữ liệu được lưu trữ trên bề mặt các phiến đĩa tròn (Platters) làm bằng nhôm, thủy tinh hoặc gốm được phủ vật liệu từ tính. Trung tâm của ổ đĩa là một động cơ quay (Spindle), để đọc/ghi dữ liệu các nhà sản xuất đã sử dụng các bộ điều khiển truyền động (Actuator) kết hợp với các tay truyền động (Actuator Arm) điều khiển đầu đọc nhỏ (Slider and Read/Write Head) và các cơ này được điều khiển bởi một bộ vi mạch nhỏ ở ngoài, chúng điều khiển đầu đọc ghi đúng vào vị trí trên các đĩa từ (platters) khi đĩa đang quay ở tốc độ cao, đồng thời giải mã các tính hiệu từ tính thành dữ liệu mà máy tính có thể hiểu được. Ổ đĩa cứng HDD cũng là loại bộ nhớ “non-volatile” giống như ổ cứng thể rắn SSD nhưng có cấu trúc hoàn toàn khác. Cấu trúc dữ liệu của ổ cứng HDD được phân chia thành Track (rãnh từ), Sector (cung từ), Cluster (liên cung).

Ổ cứng HDD.

Track (rãnh từ): Các vòng tròn đồng tâm trên một mặt đĩa dùng để xác định các vùng lưu trữ dữ liệu riêng biệt trên mặt đĩa, mặc định các track này cũng không cố định khi được sản xuất, chúng sẽ được thay đổi lại vị trí khi được định dạng ở cấp thấp (low format) nhằm tái cấu trúc lại cho phù hợp khi đĩa bị hư hỏng (bad block) do sự xuống cấp của phần cơ. Tập hợp các track cùng bán kính của các mặt đĩa khác nhau sẽ tạo thành các trụ (cylinder), chúng ta có 1024 cylinders trên một đĩa cứng (đánh số từ 0 đến 1023). Vì vậy, một ổ cứng sẽ có nhiều cylinder vì có nhiều đĩa từ khác nhau.

Sector (cung từ): Mỗi track lại được chia thành những các đường hướng tâm tạo thành các sector (cung từ). Sector là đơn vị chứa dữ liệu nhỏ nhất. Theo chuẩn thông thường thì một sector có dung lượng 512 byte. Số sector trên các track từ phần rìa đĩa vào đến tâm đĩa là khác nhau, các ổ đĩa cứng đều chia ra hơn 10 vùng và trong mỗi vùng có tỷ số sector/track bằng nhau.

Cluster (liên cung): Cluster là một đơn vị lưu trữ gồm một hoặc nhiều sectors. Khi lưu dữ liệu vào ổ cứng, các dữ liệu được ghi vào hàng chục, hoặc hàng trăm clusters liền kề hoặc không liền kề nhau. Nếu không có sẵn các cluster liền nhau, hệ điều hành sẽ tìm kiếm cluster còn trống ở gần và ghi tiếp dữ liệu lên đĩa. Quá trình cứ tiếp tục như vậy cho đến khi toàn bộ dữ liệu được lưu trữ hết.

Xem thêm: Nên chọn ổ cứng HDD hay SSD

Lịch sử ra đời, tồn tại và phát triển của HDD và SSD

Công nghệ ổ cứng HDD có lịch sử tương đối lâu đời (từ khi máy tính bắt đầu xuất hiện). Có rất nhiều hình ảnh nổi tiếng của ổ cứng IBM 350 RAMAC (1956) sử dụng 50 chiếc đĩa rộng 24-inch chỉ để lưu trữ 3.75MB. Điều này có nghĩa là kích thước của một tập tin MP3 128Kbps trung bình sẽ được lưu trữ bằng một ổ cứng lớn như hai chiếc tủ lạnh.

Ổ cứng siêu to khổng lồ dung lượng 5mb.

Vào thời điểm đó, IBM 350 chỉ được dùng bởi chính phủ và các doanh nghiệp nhưng đã sớm lỗi thời vào năm 1969. Sau đó, các hình thức ổ cứng PC được tiêu chuẩn hóa trong những năm đầu thập niên 1980 với các máy tính để bàn loại 5,25-inch, 3,5-inch và ổ đĩa máy tính xách tay loại 2,5-inch. Các giao diện cáp nội bộ đã thay đổi từ Serial đến IDE sau đó là SCSI và cuối cùng là SATA trong những năm qua, nhưng về cơ bản chúng đều có điểm chung là kết nối ổ cứng với bo mạch chủ của máy tính để dữ liệu của bạn có thể được xử lý.

Ổ đĩa 2.5-inch và 3,5-inch hiện nay sử dụng giao diện SATA gần như độc quyền (ít nhất là trên hầu hết các máy tính cá nhân và máy tính Mac). Khả năng lưu trữ của ổ cứng từ đó cũng đã phát triển từ MB đến TB, tăng lên con số hàng triệu lần. Hiện tại ổ cứng HDD 3,5-inch có sức chứa tối đa là 10 TB và các ổ cứng 2,5-inch chứa tối đa 3 TB.

Trái ngược với HDD, ổ cứng SSD chỉ có lịch sử xuất hiện vài năm trở lại đây. Những bộ lưu trữ dữ liệu luôn là sự say mê với rất nhiều người dùng kể từ những ngày đầu xuất hiện máy tính cá nhân. Và bộ nhớ flash hiện tại chính là sự phát triển cao cấp của ổ cứng. Những con chip trong bộ nhớ flash này lưu trữ dữ liệu của bạn và nhưng lại không yêu cầu bạn phải cung cấp điện năng liên tục để giữ lại dữ liệu đó.

Các thế hệ bộ nhớ flash đầu tiên mà chúng ta gọi là ổ cứng SSD bắt đầu nhờ vào sự nổi lên của các dòng netbook vào cuối những năm 2000. Mãi cho đến năm 2007, ổ cứng SSD dung lượng 1GB mới bắt đầu được sử dụng và tiếp theo đó là hàng loạt máy Asus Eee PC 700 sử dụng ổ cứng SSD 2GB lưu trữ chính. Các ổ SSD này khi gắn trên các thiệt bị cấu hình thấp những năm 2000 được hàn vĩnh viễn với bo mạch chủ.

Theo thời gian, các loại netbook, Ultrabook, máy tính và máy tính xách tay siêu di động khác bắt đầu cần nhiều dung lượng lưu trữ hơn, vì vậy dung lượng của SSD cũng được tăng, và cuối cùng là được chuẩn hóa trên các ổ cứng 2,5-inch. Bằng cách này, bạn có thể tháo một ổ cứng 2,5-inch ra khỏi máy tính xách tay hoặc máy tính để bàn và thay thế nó dễ dàng với ổ SSD.

Các loại ổ cứng SSD

Ngày nay, các dạng ổ cứng khác đã xuất hiện nhiều hơn, như thẻ mSATA SSD miniPCIe, M.2 SSD và ổ SSD DIMM giống với ổ cứng trong Apple MacBook Air, nhưng hiện tại nhiều ổ SSD vẫn được xây dựng dựa vào kích thước 2,5-inch. Các ổ cứng SSD 2,5-inch có dung lượng lớn nhất là 4TB, nhưng theo thời gian chắc chắn sẽ ngày một tăng lên, từng bước thay thế hoàn toàn ổ đĩa HDD.

Hi vọng với bài viết “Lịch sử ra đời và phát triển của ổ cứng SSD và HDD” sẽ giúp bạn hiểu thêm về ổ cứng SSD và ổ cứng HDD thường.

Có thể bạn quan tâm:

• Những điều cần biết khi mua ổ cứng máy tính.
•  Mẹo nhận biết và khắc phục ổ cứng laptop bị lỗi