Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và chức năng của ổ cứng laptop

Ổ cứng – “Bộ não lưu trữ” của laptop

Ổ cứng là một phần không thể thiếu trong mỗi chiếc laptop. Nó đảm bảo việc lưu trữ toàn bộ những thông tin, dữ liệu của bạn. Ngoài ra ổ cứng còn chi phối tốc độ khởi động máy, tốc độ chép xuất dữ liệu của máy, độ an toàn của dữ liệu cá nhân trên máy. Bất cứ các thao tác phần mềm trên máy tính của bạn thì nhanh hay chậm đều phụ thuộc vào cấu tạo phần cứng của ổ cứng tốt hay không. Cùng Mega tìm hiểu về ổ cứng trong bài viết dưới đây.

 Ổ cứng – “Bộ não lưu trữ” của laptop

1. Khái niệm ổ cứng

Hiện nay có hai loại ổ cứng chính được nhà sản xuất trang bị trong laptop và PC. Đó là ổ cứng HDD và SSD.

Ổ cứng HDD được sử dụng khá phổ biến, nó là viết tắt của từ Hard Disk Drive. Đây là loại ổ cứng truyền thống, được nhiều người dùng cho máy tính/ PC. Ổ cứng HDD có nhiều tốc độ quay khác nhau đáp ứng nhu cầu của khách hàng. Một số tốc độ quay của ổ cứng HDD hiện nay như 5400 rpm, 7200 rpm, 10000 rpm, 15000 rpm. Số vòng quay càng cao thì ổ cứng hoạt động sẽ càng nhanh và hiệu quả hơn.

SSD (Solid State Drive) là một loại phương tiện lưu trữ dữ liệu liên tục trên bộ nhớ flash trạng thái rắn. Ổ SSD được tạo nên từ hai thành phần chính đó là bộ điều khiển flash và chip nhớ flash NAND.

Ổ cứng SSD không chỉ cải thiện về sức mạnh tốc độ so với phiên bản ổ cứng HDD truyền thống. SSD còn có giúp người dùng cải thiện nhiệt độ, độ an toàn dữ liệu và cả về điện năng tiêu thụ.

2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Về cấu tạo của ổ cứng HDD khá giống một chiếc “đĩa than” trên máy nghe nhạc cổ điển. Nó có kết cấu đĩa tròn bằng nhôm hoặc các vật liệu phủ từ tính. Ở giữa ổ đĩa đó là thiết kế động cơ quay làm nhiệm vụ đọc và ghi lại dữ liệu từ máy tính. Ngoài ra, trên ổ cứng cũng có nhiều bo mạch điện tử để điều khiển đầu đọc/ ghi dữ liệu một cách chính xác và thực hiện giải mã thông tin. 

Cấu trúc dữ liệu của ổ cứng HDD được phân chia thành Track, Sector và Cluster.

Track: Các đầu đọc/ghi trong quá trình quay sẽ tạo ra các vòng tròn khác nhau trên đĩa được gọi là track. Các vòng tròn này sẽ không cố định và có thể thay đổi bằng low level – format. Đặc biệt khi đĩa cứng bị hỏng, track có thể được tái cấu trúc lại nhằm khắc phục lỗi.

Sector: Mỗi track lại được chia thành những đường hướng tâm tạo thành các sector. Sector là đơn vị chứa dữ liệu nhỏ nhất.

Cluster: Cluster là đơn vị lưu trữ nhiều sector hoặc chỉ 1 sector duy nhất. Khi lưu dữ liệu vào ổ cứng, các dữ liệu ghi vào hàng chục, hoặc hàng trăm cluster liền kề hoặc không liền kề nhau.

Đối với ổ SSD với công nghệ tiến tiến hơn sẽ không còn lưu dữ liệu vào những lá đĩa và sử dụng công nghệ cơ học nữa. Thay vào đó, dữ liệu sẽ được lưu trên các chip NAND Flash.

Cấu tạo của NAND Flash bao gồm nhiều transitor đặc biệt có tên gọi là floating gate transitor, khác với transisitor dùng trong bộ nhớ DRAM vốn phải làm mới nhiều lần mỗi giây, NAND Flash được thiết kế để giữ nguyên trạng thái của nó kể cả khi không được cấp nguồn.

NAND Flash được cơ cấu tổ chức theo hình lưới, gồm nhiều page và block. Mỗi page gồm nhiều cell hợp thành, và nhiều page sẽ tạo thành một block.

3. Phân biệt sự khác nhau giữa HDD và SSD

Sự khác biệt chính giữa SSD và ổ cứng HDD chính là tốc độ đọc và ghi của SSD nhanh hơn rất nhiều lần so với HDD. HDD là thiết bị lưu trữ truyền thống sử dụng đĩa cơ học và đầu đọc / ghi chuyển động để truy cập dữ liệu nên tốc độ sẽ khá chậm. Trong khi đó ổ cứng SSD là một loại thiết bị mới hơn, nhanh hơn, lưu trữ dữ liệu trên các chip nhớ có thể truy cập tức thì.

 Ổ cứng SSD

Về hình thức, ổ cứng HDD thông thường sẽ sản xuất theo kích thước tiêu chuẩn là 2.5 inch và 3.5 inch. Trong khi đó ổ SSD có thể đa dạng kích thước và nhiều hình dạng hơn.

Độ bền của ổ cứng HDD rất dễ bị hỏng hóc vì cấu tạo cơ học phải hoạt động thường xuyên. Ngoài ra còn do tác nhân vật lý như hay môi trường khắc nhiệt, nhiệt độ cao ảnh hưởng đến độ bền của HDD. Trong khi đó ổ SSD nhỏ gọn và có độ bền cao hơn rất nhiều. Không bị ảnh hưởng bởi các tác nhân vật lý và việc sửa chữa cũng rất dễ dàng.

 Giá thành của ổ cứng SSD và HDD cũng có sự khác biệt

Một sự khác biệt khá lớn của 2 ổ cứng này chính là giá thành của ổ SSD đắc hơn rất nhiều so với ổ HDD. Đơn cử như việc mua 1 Gigabyte dữ liệu ổ cứng SSD chúng ta phải bỏ ra từ 15.000 – 20.000 đồng, trong khi đó ở HDD 1GB chỉ tốn có khoảng 2.000 đồng.

4. Tại sao SSD lại hữu ích cho laptop

Ổ SSD ít tiêu tốn năng lượng hơn, nhờ vậy thời lượng pin sẽ tiết kiệm hơn. Trong khi máy tính xách tay giá thấp hơn vẫn đi kèm với ổ cứng truyền thống HDD vì đó là một cách để các nhà sản xuất giảm thiểu chi phí của họ. Hiện nay, hầu hết các laptop từ tầm trung đến cao cấp đều đi kèm với ổ SSD để mang đến trải nghiệm tốt hơn cho người dùng.

 Ổ cứng SSD hữu ích cho laptop

Đặc biệt, đối với trường hợp nếu bạn làm rơi chiếc laptop thì khả năng cao ổ cứng HDD sẽ nhanh chóng hỏng hóc khiến bạn khó lấy lại dữ liệu cũ. Trong khi đó ổ SSD nhỏ gọn, có khả năng chống sốc và có độ bền cao hơn nhiều. Do đó tình trường hỏng hóc ổ cứng do làm rơi máy tính ở SSD sẽ ít hơn nhiều.

Hơn hết, một chiếc laptop có thể sử dụng ổ cứng HDD và SSD cùng lúc. Điều này sẽ giúp cho bạn giảm chi phí đi rất nhiều so với sử dụng mỗi SSD và hiệu năng cao hơn so với ổ HDD. SSD sẽ đảm nhiệm việc hoạt động và lưu trữ hệ điều hành, ổ HDD sẽ đảm nhiệm lưu trữ các tài liệu, video và hình ảnh,…

5. Các SSD hiện nay

Các loại SSD hiện nay

SSD PCIe và NVMe : PCI Express (PCIe) thường được sử dụng để kết nối card đồ họa, card mạng hoặc các thiết bị ngoại vi hiệu suất cao khác. Giao diện này cung cấp cho bạn băng thông cao và độ trễ thấp, lý tưởng khi bạn cần giao tiếp cực nhanh giữa SSD và CPU / RAM của mình. Các ổ SSD sử dụng loại kết nối này dựa trên tiêu chuẩn Nonvolatile Memory Express (NVMe), cung cấp đầu ra đầu vào mỗi giây (IOPS) cao hơn và độ trễ thậm chí thấp hơn so với SATA. NVMe tự hào có thông lượng thô lên đến 16 GBits mỗi giây, nhờ có nhiều kênh song song, chạy với tốc độ lên đến 4.000 MB mỗi giây.

 SSD nhà Kingston

mSATA III, SATA III và SSD truyền thống: Serial Advanced Technology Attachment (SATA) là một giao diện cũ hơn được thiết kế đặc biệt để lưu trữ, với tốc độ lên đến 6 GBit / giây hoặc khoảng 600 MB mỗi giây. SATA đang dần bị NVME loại bỏ, tốc độ này nhanh hơn đáng kể. Tuy nhiên, PC hoặc máy tính xách tay cũ hơn có ổ đĩa cứng sẽ vẫn được hưởng lợi từ việc nâng cấp lên SSD dựa trên SATA.

6. Tốc độ của SSD và HDD

Ổ cứng SSD và HDD rất khác biệt về tốc độ. SSD cực kỳ nhanh trong mọi lĩnh vực, sự khác biệt về tốc độ rõ ràng hơn khi thực hiện các tác vụ nhất định, chẳng hạn như:

• Các thao tác đọc / ghi tuần tự: Sự khác biệt về tốc độ của ổ SSD so với HDD là rõ ràng nhất khi sao chép và di chuyển các tệp lớn. Trên các ổ cứng HDD cũ, quá trình sao chép mất 30-150 MB / giây (MB / s), trong khi hành động tương tự mất khoảng 500 MB / s trên SSD thông thường hoặc thậm chí 3.000-3.500 MB / s trên SSD NVME mới. Điều đó có nghĩa là bạn có thể sao chép một bộ phim 20 GB trong vòng chưa đầy 10 giây bằng SSD, trong khi đĩa cứng sẽ mất ít nhất hai phút.
• Thao tác đọc / ghi “4K”: Hầu hết thời gian, khi bạn chạy Windows (hoặc MacOS), mở chương trình hoặc duyệt web, bạn thực sự đang mở và thao tác hàng nghìn tệp nhỏ hơn, được lưu trữ trong các khối nhỏ dữ liệu (thường có kích thước ở 4K). Đĩa của bạn có thể đọc (và ghi) các khối 4K này càng nhanh thì hệ thống của bạn hoạt động càng nhanh và linh hoạt hơn. Với ổ cứng HDD, tốc độ dao động từ 0,1 đến 1,7 MB / s. Tuy nhiên, SSD và NVME SSD hoạt động ở tốc độ nhanh hơn nhiều 50-250 MB / s ở chế độ đọc / ghi 4K.

 Tốc độ của SSD và HDD

7. Kết luận

Từ những phân tích trên có thể thấy ổ cứng là một bộ phận quan trọng trong mỗi chiếc laptop. Tùy thuộc vào điều kiện kinh tế và nhu cầu làm việc giải trí thì nên chọn những chiếc laptop có ổ cứng phù hợp với mình. Tuy nhiên ổ cứng SSD là nên đặt lên hàng đầu bởi tốc độ nhanh nhạy rõ rệt hơn HDD gấp nhiều lần. Đối với những bạn có tài chính cao thì nên chọn cho mình những em laptop có bộ nhớ SSD từ 512 trở lên để đảm bảo tốc độ laptop và khả năng lưu trữ được cao. Hiện nay, ở mỗi chiếc laptop hầu như đều trang bị cho mình một khe nâng cấp ổ cứng vì vậy bạn cũng có thể mua 1 chiếc laptop có bộ nhớ HDD lớn (1TB) sau đó nếu có tài chính thì tiếp tục nâng cấp SSD giúp máy chạy mượt mà và trơn tru hơn.

Xem thêm >>>

Máy tính không nhận ổ cứng, ổ cứng gắn ngoài - Nguyên nhân và cách khắc phục

Những Điều Cần Biết Về Ổ Cứng SSD

5 dấu hiệu cho thấy ổ cứng máy tính của bạn sắp hỏng

copyright © mega.com.vn