Những chiếc SSD sử dụng bóng bán dẫn gọi là “floating gate” để lưu trữ từng bit [giá trị 0 hoặc 1]. Nói một cách đơn giản thì bên trong bóng bán dẫn này sẽ có 1 lớp phân cách [insulating layer] mà mạch điện trong SSD sẽ phải đẩy electron chạy qua đó. Lớp phân cách này sẽ giữ các electron lại và tạo ra điện tích. Số lượng electron bị giữ lại sẽ quyết định bóng bán dẫn đó đang thể hiện giá trị 0 hay 1.
Để đổi bit và chuyển bóng bán dẫn sang trạng thái còn lại, electron sẽ được đẩy ra khỏi lớp phân cách. Nhìn chung thì đây là một thiết kế rất hữu dụng, do cách mà electron được giữ lại bên trong bóng bán dẫn sẽ giúp SSD lưu những dữ liệu mà nó đang chứa ngay cả khi bị ngắt điện; bằng không là toàn bộ dữ liệu trong máy tính của bạn sẽ mất hết mỗi khi tắt nguồn.
Tuy nhiên, nhược điểm của nó là việc ép các electron chạy qua lớp phân cách với mức điện áp cao sẽ khiến bóng bán dẫn bị hao mòn theo thời gian. Dần dần, nó sẽ bị hao mòn đến mức xảy ra tình trạng rò rỉ electron, và dữ liệu theo đó cũng “không cánh mà bay” luôn. Tuy nhiên, trước khi điều này xảy ra thì bộ điều khiển của SSD sẽ chuyển ổ cứng về trạng thái chỉ đọc [read only]. Nghĩa là bạn sẽ không thể ghi thêm dữ liệu vào SSD nhưng vẫn có thể lấy dữ liệu từ trong đó ra.
RAM lưu trữ dữ liệu bằng tụ điện
Trái ngược với SSD, RAM sử dụng tụ điện để lưu dữ liệu. Nhiệm vụ của chúng là giữ hoặc không giữ điện tích bên trong, tương đương giá trị 0 hoặc 1. Nôm na thì những tụ điện này sẽ là phiên bản tí hon của những chiếc tụ điện hình trụ mà bạn thường nhìn thấy trong bộ nguồn hoặc trên bo mạch chủ. Điều này có nghĩa là chúng sẽ cần được cấp điện liên tục để hoạt động, còn nếu mất điện thì những chiếc tụ này sẽ không thể giữ điện tích được nữa. Đây là lý do vì sao RAM được gọi là bộ nhớ khả biến [volatile memory], và khi tắt máy thì dữ liệu trên RAM sẽ không còn gì nữa.
Tuy nhiên, nhược điểm của SSD lại chính là ưu điểm của RAM. Vì RAM không có lớp phân cách bên trong tụ điện nên gần như không có chuyện hao mòn, từ đó giúp RAM có tuổi thọ lâu hơn nhiều so với SSD. Điều này cũng giải thích nguyên nhân vì sao có nhiều kit RAM được bảo hành trọn đời, còn SSD thì không.
Không cần quá lo lắng về tuổi thọ chip nhớ của SSD
Tuy SSD có tuổi thọ nhất định nhưng bạn cũng không cần phải quá lo lắng về việc chip nhớ SSD bị hao mòn đâu nhé. Hầu hết SSD ngày nay đều được thiết kế để chịu được số lần đọc/ghi rất lớn, đó là chưa kể chúng còn được trang bị tính năng gọi là “wear leveling”.
Giải thích dễ hiểu thì tính năng này sẽ cho phép bộ điều khiển SSD phân chia việc đọc/ghi dữ liệu đồng đều cho tất cả “cell” trong chip nhớ SSD, thay vì chỉ tập trung đọc/ghi vào một số “cell” nhất định từ năm này qua tháng nọ khiến chúng mau hư hơn những “cell” còn lại. Khả năng cao là bạn sẽ ráp một bộ PC mới hoặc thay SSD với dung lượng lớn hơn trước cả khi SSD mà bạn đang sử dụng “băng hà” đấy.
RAM vẫn có thể bị hỏng bởi những nguyên nhân khác
Còn đối với RAM, mặc dù các môđun lưu dữ liệu ít bị hao mòn qua các lần đọc/ghi, chúng vẫn có khả năng bị “đột tử” đấy nhé. Chỉ là nguyên nhân khiến RAM bị hỏng sẽ bắt nguồn từ những lý do khác, chẳng hạn như là quá nhiệt, chập điện hoặc bị “nhồi” quá nhiều điện khi ép xung,…
Tạm kết
Trên đây là bài giải thích về cơ chế hoạt động của SSD và RAM, cũng như lý do vì sao RAM thường có tuổi thọ lớn hơn SSD. Mong rằng bài viết sẽ giúp ích cho bạn trong quá trình sử dụng máy tính hàng ngày.
Việc chọn ổ SSD không chỉ đơn giản là dung lượng và giá tiền, mà còn một số yếu tố đáng quan tâm khác. Mời bạn cùng Sforum tìm hiểu kỹ hơn về loại thiết bị lưu trữ này trong bài viết cẩm nang build PC hôm nay.
Ngày nay, ổ cứng SSD đã trở nên cực kỳ phổ biến và là lựa chọn hàng đầu của người sử dụng máy tính khi cần build một dàn PC mới, bất kể là để làm việc hay chơi game. Khi nâng cấp các hệ thống cũ, chúng ta cũng luôn cân nhắc việc nâng cấp ổ cứng từ HDD lên SSD, chứ không chỉ là thêm RAM, đổi card như trước. Tuy nhiên việc chọn lựa một SSD có phần phức tạp hơn bạn nghĩ, nên Sforum thực hiện bài viết này để giúp đỡ bạn đọc chọn được ổ cứng tốt nhất cho mình.
Phân loại theo định dạng
Khi chọn mua SSD, điều đầu tiên bạn cần biết là máy tính của mình có thể gắn được dạng ổ nào. Dù hiện tại hai chuẩn ổ cứng SSD phổ biến nhất là M.2 và 2.5 inch, vẫn còn có hai dạng SSD khác ít được biết đến hơn một chút.
SSD 2.5 inch
Đây là định dạng phổ biến nhất và dễ dàng lắp vào bất kỳ dàn PC, laptop nào. Nó có hình dạng tương tự một ổ HDD truyền thống và cũng dùng kết nối SATA, nên cách lắp đặt hoàn toàn không có gì khác biệt. Một số hãng chu đáo bán kèm khay chuyển 2.5 inch sang 3.5 inch để bạn lắp các SSD này vào những khe ổ HDD bình thường.
Đây là định dạng mới và đang ngày càng trở nên phổ biến hơn trong những năm gần đây, với kích thuớc chỉ lớn hơn thanh kẹo chewing gum. Tuy nhiên để có thể sử dụng loại SSD này, bạn cần sử dụng một mainboard có trang bị sẵn khe M.2. Đại đa số mainboard đời mới có một khe M.2, số ít có 2 khe. Ngoài ra M.2 còn được chia làm nhiều độ dài khác nhau.
mSATA
Đây là cách viết tắt của Mini SATA. Các ổ cứng định dạng này trông khá giống với M.2 và được thiết kế để sử dụng cho các thiết bị có kích thước nhỏ, thiếu thốn không gian.
U.2
Định dạng này không khác biệt nhiều so với ổ SSD 2.5 inch, nhưng dày hơn một chút. Nó không sử dụng cổng kết nối SATA mà dùng PCIe với tốc độ rất cao. Loại ổ cứng này được trang bị cho các máy trạm cao cấp, server hay những hệ thống siêu máy tính cần dung lượng lớn, tốc độ cao và bền bỉ.
Xem thêm: Ổ cứng HDD và SSD là gì, khác nhau như thế nào
Hai loại chip nhớ SSD
Dù là theo định dạng nào, tất cả ổ cứng SSD đều lưu trữ dữ liệu trên các chip nhớ flash. Có nhiều loại chip nhớ khác nhau, với sự khác biệt về tốc độ, độ bền rõ rệt. Việc chọn SSD sử dụng loại chip nhớ đáp ứng được nhu cầu của bạn sẽ giúp tiết kiệm không ít kinh phí về lâu dài.
- Chip NOR: Ưu thế của chip NOR là tốc độ cao khi đọc dữ liệu ngẫu nhiên [random data access]. Tuy nhiên giá thành sản xuất chip NOR cao hơn và dung lượng thấp hơn nên thường được dùng hạn chế trong các thiết bị điện tử để chứa các mã lệnh. Bạn có thể tìm thấy chip NOR trong các thiết bị y khoa và cả trong thiết bị thông minh.
- Chip NAND: So với chip NOR, loại chip NAND có ưu thế khi đọc dữ liệu tuần tự [serial data access], đọc / xóa / ghi nhanh và chi phí thấp hơn. Do đó, loại chip này thường được dùng trong SSD của các thiết bị tiêu dùng hay kho dữ liệu của các tổ chức lớn. Bạn có thể tìm thấy chip NAND trong thẻ nhớ, thanh USB, smartphone, ổ SSD,…
Bốn loại chip NAND trong SSD
Do ưu điểm giá thành rẻ và dung lượng cao, chip NAND là loại được dùng phổ biến cho các thiết bị máy tính. Đại đa số ổ cứng SSD được dùng trên thị trường sử dụng loại chip nhớ này để cân bằng giữa giá cả và dung lượng. Tuy nhiên nó còn được chia ra làm nhiều loại nhỏ, với ưu nhược điểm riêng.
- NAND SLC: SLC là viết tắt của "single-level cell", cho biết rằng mỗi ô nhớ [memory cell] của con chip chỉ lưu trữ 1 bit dữ liệu. Điều này giúp cho chip nhớ có tốc độ rất cao và bền bỉ, nhưng dĩ nhiên là giá thành cũng cao.
- NAND MLC: Hay "multi-level cell", nó có các ô nhớ chứa 2 bit dữ liệu. Loại chip nhớ này vẫn có tốc độ cao và bền nhưng giảm được chi phí.
- NAND TLC: Do mỗi ô nhớ chứa 3 bit dữ liệu, nó được gọi là triple-level cell. Việc tăng mật độ dữ liệu tiếp tục giúp giảm chi phí, tăng dung lượng nhưng đồng thời cũng giảm độ bền.
- NAND QLC: Là "quad-level cell", hẳn bạn cũng đoán được mỗi ô nhớ của chip này chứa 4 bit dữ liệu. Đây là loại có giá thành rẻ nhất trong số các chip NAND nhưng đồng thời cũng có dung lượng cao nhất.
Ngoài ra bạn còn có thể nghe đến 3D NAND, nhưng đây là một kiến trúc trong đó người ta chồng các ô nhớ lên nhau, nhằm tăng dung lượng ổ cứng SSD. Giải pháp này được sinh ra để giúp tăng dung lượng và giảm giá thành mà không phải thu nhỏ các ô nhớ quá nhiều, điều khiến chúng trở nên kém tin cậy. Đây là một sáng kiến cho phép sản xuất các ổ SSD tốc độ cao, dung lượng cao, nhưng chi phí cũng khá đắt đỏ.
Với người dùng bình thường, các ổ SSD dùng chip NAND TLC và QLC là đủ đáp ứng nhu cầu sử dụng. Lấy ví dụ SAMSUNG, hãng này sản xuất ba dòng SSD khác nhau là Pro, EVO, và QVO. Trong đó, các ổ SSD chuẩn Pro có giá cao nhất với chip NAND MLC, ổ EVO được trang bị chip TLC, và cuối cùng ổ QVO là chip QLC.
Xem thêm: Lắp card đồ họa nằm ngang hay thẳng đứng tốt hơn?
TLC và QLC
Do đây là hai loại chip phổ biến nhất trên các SSD dành cho người tiêu dùng bình thường, Sforum xin được nói thêm về chúng trong phần này.
Dung lượng
Chip QLC có lợi thế lớn về dung lượng nhờ mật độ dữ liệu cao hơn. Bạn có thể tìm thấy những ổ SSD QLC lên đến 8TB, dù mức giá của chúng cũng trên chục triệu. Trong khi đó thì ổ SSD TLC có dung lượng thấp hơn một bậc.
Độ bền
Các con chip QLC có mật độ dữ liệu cao hơn và vì thế cũng dễ hỏng hơn. Thường tuổi thọ của SSD được đo bằng TBW [terabyte written, tổng số terabyte được ghi]. Quay lại với ví dụ về hai dòng EVO và QVO của Samsung bên trên, ổ 1TB EVO có độ bền 600 TBW còn ổ 1TB QVO chỉ là 360 TBW.
Dĩ nhiên con số này chỉ mang tính tham khảo và báo cho bạn biết là sản phẩm vẫn được bảo hành. SSD hoàn toàn có thể hư hỏng bất ngờ dù chưa tới TBW, hoặc sống dai hơn nhiều so với mức TBW được công bố.
Hiệu năng
Tốc độ đọc – ghi siêu tốc là điều mà người dùng muốn có khi sử dụng SSD. Bạn có thể dễ dàng đoán được rằng ổ dùng chip QLC sẽ chậm hơn hẳn so với TLC [hay các loại ổ dùng chip nhớ NAND khác]. Các nhà sản xuất đôi khi sử dụng giải pháp phần mềm để rút ngắn sự chênh lệch này, ví dụ Samsung có Intelligent TurboWrite giúp ổ QLC của họ có tốc độ ngang với ổ TLC trong khoảng 42GB đầu tiên.
Giá thành
Như Sforum đã nhắc đến bên trên, các ổ SSD sử dụng chip QLC có giá thành thấp hơn so với ổ TLC, MLC hay SLC cùng dung lượng. Đây là một yếu tố khá quan trọng trong việc lựa chọn giải pháp lưu trữ của người dùng bình thường. Tuy nhiên nếu bạn cần sử dụng máy tính để chơi game chuyên nghiệp hay thực hiện render 3D, ổ SSD dùng chip nhớ xịn sẽ là lựa chọn tốt hơn hẳn.