LỊCH SỬ CHIẾC SSD

1/ Khởi đầu thấp kém:

Bạn có nhớ những chiếc MP3 Trung Quốc giá rẻ dung lượng chỉ khoảng chục MB xuất hiện các đây nhiều năm? Đó chính là khởi đầu của SSD đắt tiền ngày nay. Hãy tự hỏi bản thân mình, ngày ấy bạn sắm chúng liệu có biết dữ liệu bên trong là bộ nhớ flash hay không? Trừ những người trong ngành, có lẽ câu trả lời sẽ là không, hay đúng hơn là chẳng thèm quan tâm đến thứ rẻ tiền ấy thật sự là gì.


Vâng, SSD đã khởi đầu một cách vô danh như thế, mọi người vẫn dùng nhưng chẳng quan tâm nó là gì.

2/ Nhưng nắm bắt được cơ hội:

Hãng đã tạo cơ hội cho bộ nhớ flash, tiền thân của SSD, chính là Apple, hay đúng hơn là chiếc iPod huyền thoại của họ.

Năm 2001, Apple cho ra mắt iPod thế hệ đầu tiên. Chiếc máy nghe nhạc này sử dụng HDD 1.8” do Toshiba sản xuất cùng với việc loại bỏ thiết bị kết nối không dây giúp nó có thân hình nhỏ gọn nhất so với các đối thủ. Dĩ nhiên, vì vậy mà dung lượng nhỏ và không có khả năng đồng bộ không dây.

Máy MP3 nổi tiếng nhất lúc ấy là Creative Nomad. Thân hình to lớn của chiếc máy này có khả năng chứa ổ cứng dung lượng lớn hơn nhiều so với iPod và dĩ nhiên là số chức năng cũng vượt trội hơn hẳn.

Sự chênh lệch này đã dẫn đến một trong những câu nhận xét nổi tiếng nhất trong lịch sử internet:

CmdrTaco chính là Rob Malda, biên tập và cũng là nhà sáng lập của trang Slashdot. Câu trên có hàm ý là iPod không thể đồng bộ hóa không dây (chức năng mà cho tới tận ngày hôm nay mới được tích hợp) và bộ nhớ nhỏ hơn Nomad nên nó là một thiết bị tồi.

Dĩ nhiên, thực tế đã chứng minh điều hoàn toàn ngược lại. iPod thành công rực rỡ đã mở đầu cho sự trở lại của Apple (thời đó đang sa sút trầm trọng). Điều này là dấu hiệu đầu tiên của việc flash và các thiết bị nhỏ gọn sẽ thống trị thị trường sau này.

3/Và dựa vào định luật Moore:

Nếu không phải là người tìm hiểu về công nghệ, chắc hẳn bạn sẽ chẳng biết ông ấy là ai. Gordon E. Moore, nhà đồng sáng lập của Intel là người đã thể hiện định luật này trên giấy vào năm 1965.

Theo bản vẽ trên giấy, mỗi năm, số lượng thành phần trong mạch điện tử đều tăng lên gấp đôi kể từ năm phát minh 1958 cho đến 1965. Ông dự đoán rằng xu hướng này sẽ kéo dài thêm 10 năm nữa. Thực tế, định luật này đã đúng cho đến tận ngày ngày nay.

Trong cùng một diện tích, mỗi năm trôi qua số lượng transistor (bóng bán dẫn) đều tăng lên gấp đôi. Đối với khả năng lưu trữ của thiết bị động, HDD đã là sự lựa chọn trong một thời gian dài. Từ 1.85” năm 2001 của iPod rồi 0.85” được Toshiba giới thiệu năm 2004, cho đến tận 2005, tất cả các thiết bị di động gần như sẽ được trang bị HDD. Samsung cùng nhiều nhà sản xuất hàng đầu khác đã huy động tất cả nguồn lực lên kế hoạch chế tạo các HDD siêu nhỏ (Microdrive)

4/Chinh phục từ các thiết bị di động:

Năm 2007, Apple một lần nữa trở thành cứu tin của SSD. iPhone, siêu phẩm đã và đang thống trị thị trường điện thoại thông minh ra ra mắt với bộ nhớ hoàn toàn bằng flash NAND. Sự thành công rực rỡ của nó không những đưa bộ nhớ flash lên đỉnh cao mà xóa sổ gần hoàn toàn sự hiện hữu của HDD trong thiết bị di động.

Các nhà sản xuất đã nhận thấy rằng HDD không thể tiếp tục thu nhỏ lại được nữa. Một mặt khác, dù thiết kế tốt tới đâu, việc di chuyển vẫn là kẻ thù lớn nhất đối với các linh kiện chuyển động bên trong. Một HDD tốt nhất cũng không thể bền bằng flash khi bị tác động bên ngoài.

Ngày nay trừ laptop, bộ nhớ flash gần như là sự lựa chọn duy nhất cho thiết bị di dộng. Từ máy MP3 cho tới ultrabook, ta có thể dễ dàng tìm thấy bộ nhớ flash với dung lượng cao.

5/Cho tới hệ điều hành:

Một điều mà chúng ta dễ dàng nhận thấy là dù rất phổ biến, phải chờ cho đến khi Apple trình diễn khả năng ấn tượng của Macbook Air 2011 thì bộ nhớ flash mới chính thức trở thành SSD như ta biết ngày nay.

Trước khi SSD ra đời, việc chống phân mảnh ổ cứng giúp cho Windows có tốc độ cao hơn. Rồi công nghệ phát triển, hệ điều hành trở nên thông minh và có khả năng chống phân mảnh tự động ngay từ khi nó bắt đầu xuất hiện. Điển hình như ở Windows 7, bạn sẽ rất ít khi gặp hiện tượng HDD bị phân mảnh quá nhiều.

Ngoài hệ điều hành Windows, tranh cãi nổ ra về file hệ thống HFS+ của USENET, sau này là Mac OSX có cần thiết phải chống phân mảnh hay không. Câu trả lời từ phía Apple khá mơ hồ với hàm ý là không nhưng đôi lúc vẫn phải làm. Mac OSX 10.3 ra đời với khả năng chống phân mảnh giới hạn trong 2 chế độ. Chế độ đầu tiên là chuyển các file bị phân mảnh hơn 8 phần có dung lượng dưới 20 MB vào vùng không bị. Chế độ thứ 2 là chuyển những file thường sử dụng tới vùng nhanh nhất của HDD.

Các file hệ thống của Linux/GNU là ext3 và ext4 cũng như HFS+ là có thể chống phân mảnh bằng tay, tuy nhiên do có khả năng quản lý tốt nên việc này không cần làm thường xuyên.

Chống phân mảnh ổ cứng (defragment disk) là một hoạt động cấp độ hệ thống. Tình trạng phân mảnh xảy ra do HDD luôn chép file vào chỗ trống, không cần biết là nó liền mạch với phần trước hay không. Trong thời gian sử dụng, dữ liệu bên trong ổ cứng sẽ bị thay đổi khiến nhiều lỗ hổng xuất hiện, càng nhiều thì ổ đĩa sẽ càng phân mảnh. Khi đọc một file bị phân mảnh, kim đọc sẽ phải dò toàn ổ cứng để kiếm đủ dữ liệu, điều này khiến HDD đã chậm lại càng chậm hơn.

Với SSD thì khác, Trên thực tế, càng chống phân mảnh thì SSD của bạn sẽ càng chết nhanh. May mắn là Windows 7 sẽ vô hiệu hóa chức năng chống phân mảnh tự động khi phát hiện bạn kết gắn SSD. Mac OSX cũng tương tự, ít nhất là đối với SSD được Apple cho phép, file “.hotfiles.btree” sử dụng cho phương pháp phân mảnh thứ 2 sẽ bị xóa trên SSD của Mac. Linux/GNU không có chế độ chống phân mảnh tự động.

Những hệ điều hành cũ như Windows XP hay Vista thì là một chuyện khác, bạn chỉnh sửa trong registry để tắt chế độ chống phân mảnh tự động. Không những vậy, do 2 hệ điều hành này luôn cố gắn chuyển file thường sử dụng ra vùng nhanh nhất của ổ đĩa, các trang dữ liệu của SSD bị thay đổi liên tục khiến tuổi thọ giảm mà hiệu năng cũng đi xuống. Bạn lại phải điều chỉnh trong registry.

Tóm lại một cách đơn giản, không nên sử dụng SSD cho các hệ điều hành cũ hơn Windows 7. và linux/GNU

tại sao SSD dễ hỏng

Thoái hóa theo thời gian
NAND vừa là sức mạnh nhưng cũng chính là con dao hai lưỡi cắt vào độ bền. Các cell của SSD có tác dụng như bóng đèn chớp tắt phát ra tín hiệu tượng trưng cho dữ liệu mà nó lưu giữ. Mỗi bóng nèn có một cục pin riêng, khi nạp điện vào (cell tích điện) thì đèn sáng và tắt khi xả. Cũng giống như pin điện thoại, nó sẽ chai dần đi đến lúc không thể nạp hay xả được nữa. Lúc này, trạng thái cuối cùng của bóng đèn sẽ tồn tại mãi mãi.

Cuối vòng đời của mình, SSD sẽ giữ lại vĩnh viễn thông tin cuối cùng mà nó lưu trữ. Dữ liệu vẫn có thể truy cập bình thường nhưng không thể thay đổi cũng như thêm vào được.

Nhanh và nhỏ là con đường trái chiều với bền
Bạn thường nghe SSD được chế tạo bởi công nghệ 25nm hay mới đây nhất là 19nm. Con số này mô tả kích thước của 1 cell. Bóng đèn (cell) càng nhỏ thì thời gian cần để nạp điện vào pin ( tích điện cell) càng ít, giúp tăng tốc độ và giảm điện năng tiêu thụ. Đồng thời nó cũng giúp giá thành phẩm. Tuy nhiên, cell nhỏ tức là pin nó chứa cũng sẽ nhỏ hơn, chai nhanh hơn dẫn đến giảm tuổi thọ.

Kết cục không thể tránh khỏi thì không có nghĩa là các nhà sản xuất buông xuôi. Họ tìm cách kéo dài tuổi thọ SSD bằng: Controller – bộ điều khiển có thể xem như là một máy tính thu nhỏ quyết định cách dữ liệu sẽ được ghi như thế nào lên NAND. Cấu tạo chính của SSD bao gồm một controller và nhiều chip nhớ NAND. 

Như đã nói ở trên, khi sử dụng các NAND sẽ liên tục bị thoái hóa, nếu chép theo thứ tự thì những chip đầu tiên sẽ thoái hóa trước gây mất dần dung lượng. Do đó, controller đảm nhận nhiệm vụ chia đều dữ liệu giúp các chip thoái hóa một cách đồng đều. Điều này không những giúp kéo dài tuổi thọ mà còn đẩy tốc độ lên một tầm cao mới. Tốc độ SSD tỉ lệ thuận với số lượng chip NAND. Điều này giải thích một điều mà người sắm SSD thường không để ý ( hay bị thông số tham khảo của nhà sản xuất đánh lừa) là SSD dung lượng càng cao thì tốc độ càng nhanh.
Như bạn đã biết, do không có khả năng chép đè dữ liệu, SSD thường để lại những thông tin cũ (stale page) trong block. Lâu ngày sẽ khiến ổ cứng bị đầy và giảm hiệu năng. Chế độ dọn dẹp sẽ lựa thời điểm rảnh rỗi xóa bớt stale page và sắp xếp lại block. SSD sẽ luôn nhanh như mới kéo theo một trong những nguyên nhân lớn nhất giết chết SSD.

Write amplification – khi tốc độ giết chết tuổi thọ

Hãy nghĩ đến cái âm-li, âm thanh bạn đưa vào là một có thể xuất ra tới mười. Tương tự như vậy, để thay đổi 1 bit dữ liệu, NAND đôi lúc phải ghi tới 2MB. Càng thay đổi nhiều, càng phải ghi nhiều thì càng rút ngắn tuổi thọ. Nhưng nếu không thay đổi, tốc độ và dung lượng sẽ giảm.

Việc controller chia đều dữ liệu giúp các NAND chip thoái hóa một cách đồng bộ vô tình khiến cho các chip ít dữ liệu sẽ bị sử dụng với tần suất cao hơn, dữ liệu luân chuyển qua lại giữa chúng cũng tăng theo.

Để hạn chế Write amplification, controller sẽ chỉ sử dụng garbage collection khi cần thiết chứ không quá lạm dụng.

nguồn: http://www.hdvietnam.com/diendan/62-thiet-bi-luu-tru-va-truyen/386844-bi-cua-ssd-phan-2-khi.html