terabyte
Banned
|
SSD hay ổ cứng thể rắn là một khái niệm quen thuộc đối với chúng ta. Hầu như ai cũng biết nó là tập hợp của các chip nhớ NAND được điều khiển bởi một controller nhưng mọi việc có thật sự đơn giản như vậy? Bài viết này sẽ giúp bạn khám phá những bí ẩn nằm sâu bên trong một cách dễ hiểu nhất.
Không phải ngẫu nhiên mà nhắc tới SSD là nhắc tới chip nhớ flash NAND. Đơn giản vì đó chính là nguồn gốc tốc độ khủng khiếp mà hiện nay các ổ cứng thể rắn đạt được.
Nguyên lý hoạt động của NAND
Dữ liệu máy tính được lưu ở dạng nhị phân ( 0 và 1). Nói một cách đơn giản, thì hãy xem dữ liệu là một dãy đèn, cái nào sáng thể hiện số 1, tắt là số 0. Đối với ổ cứng thường, các rãnh lồi lõm trong đĩa từ đảm nhận việc lưu trữ được đọc bởi một đầu kim. NAND sử dụng các cell –có nhiệm vụ tương tự như bóng đèn - được sắp xếp như hình phía trên. Với “word line” là cổng vào của nguồn điện và “bit line” là cổng ra. Mỗi hàng word line được gọi là page – trang dữ liệu.
Khi truy cập dữ liệu trên page, dòng diện sẽ được truyền từ wordline của page đến từng cell. Cell tích điện ( đèn sáng) sẽ cho dòng diện tiếp tục chạy qua cho đến hết bit line, kết quả thu được sẽ là 0. Cell không tích điện sẽ ngăn dòng điện chạy qua bit line, kết quả thu được sẽ là 1. Thông tin được đọc trực tiếp từ dòng điện chứ không thông qua trung gian như HDD kiến tốc độ tăng lên đáng kể.
Bộ nhớ thông thường có trung bình từ 32 tới 256 bitline và 4096 tới 65536 wordline để tạo thành 1 block. Mỗi hàng(wordline) trong block chính là một page –trang dữ liệu. Trên thực tế số lượng page sẽ nhiều hơn một chút để chứa các thông tin sửa lỗi.
NAND trong lưu trữ: đọc từng page – xóa từng block
Một ổ cứng chế tạo với công nghệ 20-25nm quản lý dữ liệu theo từng page, mỗi page có thể chứa 8192 byte dữ liệu. Trong khi đó, hệ điều hành quản lý theo cluster – những mảnh nhỏ cấu tạo nên một file - có kích thước từ 4096 hoặc 8192 byte. Sự đồng nhất này giúp tốc độ xử lý toàn hệ thống trở nên nhanh hơn.
SSD chỉ có khả năng đọc, xóa chứ không thể ghi đè dữ liệu
Để mình giải thích hình trên nhé! Bắt đầu từ hình ngoài cùng bên trái phía dưới, để thay đổi dữ liệu, đầu tiên thông tin được cập nhật (change) được viết lên một page mới hoàn toàn (new page). Phần cũ (stale page) không bị xóa mà sẽ bị ẩn đi, tương tự như bạn xóa file vô thùng rác vậy. Khi tiếp tục thêm dữ liệu (new stuff) vượt quá khả năng chứa của block, SSD sẽ xử lý bằng 2 bước.
Bước 1: Đưa dữ liệu vào bộ nhớ đệm và sắp xếp lại như ở hai hình phía trên.
Bước 2: Xóa toàn bộ block rồi chép lại dữ liệu đã sắp xếp.
Việc này lý giải việc các ổ SSD cũ hay chép quá đầy sẽ giảm tốc độ trong một số trường hợp nhất định.
Không phải cell nào cũng như nhau: MLC và SLC
Điểm đặc biệt của các cell trong SSD là không chỉ có khả năng lưu điện mà còn ở từng mức độ khác nhau. Từ đó khái niệm MLC và SLC ra đời. SLC – single-layer cell – là loại cell chỉ chứa một mức điện nhất định giúp giảm lỗi cũng như độ bền - điểm yếu nhất so với HDD. Chỉ có những loại SSD chuyên dụng cho doanh nghiệp mới sử dụng loại này và có giá thấp nhất tới $3000 cho 200GB. MLC – multi-layer cell- có khả lưu nhiều mức điện giúp tăng dữ liệu lưu được trên cùng một cell đổi lại là sự phức tạp và nhiều vấn đề nan giải về độ bền. Các SSD thông dụng đều sử dụng MLC.
Bạn muốn biết vì sao ổ SSD có độ bền kém hơn HDD và nguyên nhân dẫn đến cái chết của chúng thì hãy đọc phần 2 nhé!
Theo arstechnica
Chỉnh sửa lần cuối:
<
