Công nghệ SSD^(SSD) đã trở thành xu hướng chủ đạo. Các ổ cứng thể rắn, tốc độ nhanh này là một tính năng phổ biến trên các máy tính tầm trung. Ngay cả thế hệ tiếp theo của Playstation cũng sẽ có ổ SSD^{(feature an SSD)} thay vì ổ cứng truyền thống hơn.

Nói chung đây là một điều tốt. SSD^(SSDs) thể hiện một bước nhảy vọt về hiệu suất so với ổ cứng truyền thống. Tuy nhiên, chúng cũng mang theo một số lưu ý về cách sử dụng và bảo trì đặc biệt. Hầu hết người dùng đọc phần này có thể đã có ổ SSD^(SSD) trong hệ thống của họ hoặc gần như chắc chắn sẽ có một ổ SSD trong hệ thống tiếp theo của họ.

Vì vậy, đã đến lúc thích hợp để giải nén một trong những vấn đề quan trọng nhất, nhưng vẫn bị hiểu nhầm, duy nhất đối với công nghệ SSD . Chúng ta đang nói về sự hao mòn của SSD . ^(SSD)Kẻ giết người trong truyền thuyết của ổ đĩa đã khiến nhiều người sớm áp dụng công nghệ này thức trắng vào ban đêm.

Trước khi chúng ta có thể giải quyết sự hao mòn của SSD thực sự là gì, chúng ta cần nói sơ qua về sự khác biệt của ^(SSD)SSD^(SSDs) so với những ổ cứng mà chúng ta đều biết và yêu thích.

SSD^(SSDs) và ổ cứng truyền thống ^{(Traditional Hard)}khác nhau^(Differ) như thế nào

Ổ cứng cơ học truyền thống bao gồm các đĩa cứng được phủ một vật liệu từ tính đặc biệt. Đĩa quay với tốc độ hàng nghìn vòng mỗi phút, trong khi đầu đọc / ghi trượt trên bề mặt của chúng trên một túi khí mỏng hơn sợi tóc người.

Những ổ cứng đầu tiên quá lớn, chúng cần một chiếc máy bay để giao hàng^{(needed an airplane for delivery)} - trong khi chỉ chứa một vài MB dữ liệu. Ngày nay, ổ cứng di động 4TB dễ dàng nằm gọn trong túi của bạn. Những ổ này rẻ, dung lượng lớn và khá đáng tin cậy so với lúc đầu.

Tuy nhiên, công nghệ ổ cứng cơ học không có hy vọng theo kịp sự tiến bộ của các thành phần máy tính trạng thái rắn như CPU^(CPUs) , RAM và bộ nhớ flash. Platters chỉ có thể quay quá nhanh, các đầu đọc / ghi chỉ có thể di chuyển khi các định luật vật lý cho phép các vật thể có khối lượng lớn như vậy.

Ổ đĩa trạng thái rắn không có bộ phận chuyển động. Tất cả đều là mạch bán dẫn. Các electron có thể di chuyển qua các chip silicon nhanh hơn nhiều^(much) so với bất kỳ thành phần cơ học nào từng có thể làm được. Đó^(Which) là lý do tại sao ngay cả ổ SSD rẻ nhất cũng sẽ đánh bại hoàn toàn ổ cơ học về hiệu suất.

Vì chúng không có bộ phận cơ khí nên chúng cũng ít mong manh hơn về mặt vật lý và ít bị hỏng hóc hơn rất nhiều. Mặt khác, chỉ sử dụng ổ SSD^(SSD) sẽ làm giảm tuổi thọ của nó và nếu bạn sử dụng chúng sai cách, việc rút ngắn đó có thể khá nghiêm trọng. Vì vậy những gì đang xảy ra?

Tại sao SSD bị mòn?

Trước^(First) hết, việc đọc dữ liệu từ SSD không có bất kỳ ảnh hưởng đáng kể nào đến tuổi thọ của nó. Thay vào đó, hành động ghi vào ô nhớ flash sẽ làm suy giảm nó. Mỗi ô nhớ trong SSD có một thành phần oxit. Hai lớp một hoặc một hóa chất khác trộn với oxy. Các electron bị giữ lại giữa các lớp oxit đó.

Trạng thái của một ô nhất định là gì, phụ thuộc vào mức sạc. Nói cách khác, có bao nhiêu electron bị giữ lại giữa các lớp oxit. Mỗi khi trạng thái đó bị thay đổi, các lớp oxit bị mòn đi, cuối cùng mất khả năng chứa electron. Điều này có thể làm cho trạng thái không thể đọc chính xác. Ghi^(Write) vào một ô quá nhiều lần và cuối cùng nó trở nên tồi tệ.

Các loại công nghệ SSD và độ bền

Mặc dù tất cả các ổ SSD^(SSDs) đều bị mòn khi ghi, nhưng không phải tất cả chúng đều có khả năng chịu đựng như nhau. Có nhiều thiết kế ô nhớ khác nhau, thay đổi lượng thông tin có thể được lưu trữ trong một ô.

Thiết kế mạnh mẽ nhất được gọi là SLC hoặc bộ nhớ ô cấp đơn . ^{(single level cell)}Điều này chỉ lưu trữ một bit dữ liệu duy nhất trong một ô, làm cho nó trở thành nhị phân. Do đó, khá dễ dàng để phân biệt giữa mức điện tích biểu thị trạng thái này hay trạng thái khác, ngay cả sau khi đã xảy ra khá nhiều hao mòn.

Thiết kế MLC^(MLC) và TLC , đa cấp và ba cấp, lưu trữ tương ứng hai và ba bit trên mỗi ô. Các ô của chúng có nhiều cấp độ và do đó nhiều trạng thái khác nhau phải được đọc. Vì biên giữa các trạng thái tế bào khác nhau hẹp hơn, nên dù chỉ một lượng nhỏ bị mài mòn cũng có thể gây ra các vấn đề về dung lượng electron khiến chúng ta không thể nhớ lại trạng thái chính xác.

Vì vậy, chúng ta chỉ nên sử dụng SLC , phải không? Vấn đề là SLC cực kỳ đắt trên cơ sở mỗi gigabyte. Nó nhanh và mạnh mẽ, nhưng không quá dày đặc. Hầu hết các ổ SSD^(SSD) cao cấp trong máy tính ngày nay đều sử dụng MLC và TLC đang trở nên phổ biến hơn nhờ dung lượng lớn hơn với mức giá tốt.

Vì vậy, bạn phải lo lắng đến mức nào về sự thiếu bền bỉ của những sản phẩm rẻ hơn này trong thực tế?

Độ bền SSD trong thực tế

Câu trả lời cho câu hỏi đó ngày nay là "không nhiều lắm". Trong những ngày đầu của SSD^(SSDs) máy tính , bạn có thể phá hủy một ổ SSD chỉ trong vài giờ bằng cách đập nó với các yêu cầu ghi. Ngày nay, bạn có thể mong đợi các ổ đĩa đa cấp có độ bền ghi nhiều hơn mức mà người dùng thông thường cần.

Có một vài lý do giải thích cho điều này, nhưng nó xuất phát từ bản thân các ổ đĩa là hệ điều hành hiện đại và thông minh hơn nhiều khi biết cách sử dụng ổ cứng SSD đúng cách.

Ví dụ: SSD^(SSDs) hiện nay sử dụng một kỹ thuật được gọi là san lấp mặt bằng hao mòn^{(wear-leveling)} . Tế bào trải rộng trong suốt này ghi xung quanh toàn bộ đĩa để quá trình mài mòn diễn ra đồng đều. Nếu không, một số tế bào sẽ chết nhanh hơn nhiều so với những tế bào khác.

Vì vậy, bạn có thể mong đợi độ bền viết là bao nhiêu? Thế hệ ổ đĩa mới nhất, chẳng hạn như ổ Samsung 950 Pro 512GB^{(Samsung 950 Pro 512GB drive)} có độ bền ghi 400TB. Tuy nhiên, nhiều người vẫn đang sử dụng các ổ đĩa cũ phổ biến như 850 EVO . Ổ đĩa đó được đánh giá là 'chỉ' 150TB.

Các cuộc kiểm tra tra tấn^{(Torture tests)} cho thấy cách đánh giá này là rất thận trọng. Trong cuộc sống thực, mô hình ổ đĩa đó đã mất tới 9100TB ghi trước khi bỏ bản ghost. Vì vậy, con số 150TB chỉ là điểm mà nhà sản xuất sẽ không tôn trọng bảo hành nữa.

Tuy nhiên, ổ đĩa dành cho người tiêu dùng không nên được sử dụng cho bất kỳ công việc nào mà quá trình ghi trên đĩa diễn ra liên tục. Chúng không tốt cho việc sử dụng máy chủ hoặc làm ổ đĩa cào đa phương tiện nặng. Tuy nhiên, đối với việc sử dụng bình thường hàng ngày của người tiêu dùng, viết về độ bền là điều bạn sẽ không bao giờ phải mất thời gian suy nghĩ.

Mua một thương hiệu ổ đĩa tốt^{(Buy a good brand of drive)} và bằng cách nào đó, hãy sao lưu thường xuyên dữ liệu quan trọng của bạn.

Everything You Need To Know About SSD Wear & Tear

In what sееms like a very sudden move, SSD technology has gone mainstream. These fast, solid-state drіves are a common feature on even mid-range computers. Even the next generation оf Playstation will feature an SSD instead of a more traditional hard drive.

In general this is a good thing. SSDs represent a major leap in performance over traditional hard drives. However, they also bring some special usage and maintenance considerations with them. Most users reading this probably have an SSD in their system already or will almost certainly get one in their next system.

So the time is right to unpack one of the most important, yet misunderstood, issues unique to SSD technology. We’re talking about SSD wear and tear. The mythical killer of drives that has kept many an early adopter of this technology awake at night.

Before we can tackle what SSD wear and tear actually is though, we need to briefly talk about how SSDs are different from the hard drives we all know and love.

How SSDs & Traditional Hard Drives Differ

The traditional mechanical hard drive consists of platters coated in a special magnetic material. The platter spins at thousands of revolutions per minute, while read/write heads skate across their surfaces on a pocket of air thinner than a human hair.

The first hard drives were so big, they needed an airplane for delivery – while only holding a few single megabytes of data. These days a 4TB portable hard drive easily fits in your pocket. These drives are cheap, capacious and pretty reliable compared to how things were at the outset.

Yet, mechanical hard drive technology has no hope of keeping up with the advancement of solid state computer components such as CPUs, RAM and flash memory. Platters can only spin so fast, read/write heads can only move as the laws of physics allow objects with that much mass to do.

Solid state drives have no moving parts. It’s all semiconductor circuitry. Electrons can move through silicon chips much, much faster than any mechanical components ever could. Which is why even the cheapest SSD will completely obliterate a mechanical drive in performance.

Since they have no mechanical parts, they are also much less physically fragile and far less prone to failure. On the other hand, simply using an SSD will shorten its lifespan and if you use them in the wrong way, that shortening can be quite dramatic. So what’s going on?

Why Do SSDs Wear Out?

First of all, reading data from an SSD doesn’t have any appreciable effect on its lifespan. Instead, it’s the act of writing to the flash memory cell that degrades it. Each memory cell within an SSD has an oxide component. Two layers of one or another chemical mixed with oxygen. Electrons are trapped between those oxide layers.

What a given cell’s state is, depends on the charge level. In other words, how many electrons are trapped between the oxide layers. Every time that state is changed, the oxide layers wear down, eventually losing their ability to contain electrons. This can make the state impossible to read correctly. Write to a cell too many times, and it eventually goes bad.

SSD Technology Types and Endurance

While all SSDs suffer from write wear, they don’t all have the same amount of tolerance for it. There are different memory cell designs, which change how much information can be stored in a single cell.

The most robust design is known as SLC or single level cell memory. This stores only a single bit of data in a cell, making it binary. It is therefore quite easy to distinguish between a charge level that represents one state or another, even after quite a lot of wear has happened.

MLC and TLC designs, multi- and triple- level, store two and three bits per cell respectively. Their cells have multiple levels and therefore many different states that have to be read. Since the margins between different cell states are narrower, even a small amount of wear can cause electron capacity issues that make it impossible to recall the correct state.

So we should only use SLC, right? The problem is that SLC is incredibly expensive on a per-gigabyte basis. It’s fast and robust, but not very dense. Most of the premium SSD drives in computers these days are using MLC, and TLC is becoming more popular thanks to bigger capacities at a good price.

So how much do you have to worry about the lack of endurance of these cheaper products in practice?

SSD Endurance In Practice

The answer to that question today is “not very much at all”. In the early days of computer SSDs you could destroy one in just a few hours by hammering it with write requests. Today you can expect multi-level drives to have way more write endurance than the typical user will ever need.

There are a few reasons for this, but it comes down to the drives themselves being much smarter and modern operating systems knowing how to use SSD drives properly.

For example, SSDs now use a technique known as wear-leveling. This transparently spreads cell writes around the entirety of the disk so that wear happens evenly. Otherwise some cells would die much more quickly than others.

So how much write endurance can you expect? The latest generation of drives, such as the Samsung 950 Pro 512GB drive has a write endurance of 400TB. However, many people are still using popular older drives such as the 850 EVO. That drive is rated for ‘only” 150TB.

Torture tests show that this rating is very conservative. In real life use that model of drive took a whopping 9100TB of writes before giving up the ghost. So the 150TB number is just the point at which the manufacturer won’t honor the warranty any more.

Still, consumer grade drives should not be used for any job where lots of disk writing happens on a constant basis. They’re no good for server use or as heavy media scratch drives. For normal every day consumer use however, write endurance is something you’ll never have to spend any time thinking about.

Buy a good brand of drive and, either way, make regular backups of your mission-critical data.

Trung Văn

About the author

Tôi là một kỹ thuật viên âm thanh và bàn phím chuyên nghiệp với hơn 10 năm kinh nghiệm. Tôi đã làm việc trong thế giới doanh nghiệp, với tư cách là nhà tư vấn và quản lý sản phẩm, và gần đây nhất là kỹ sư phần mềm. Kỹ năng và kinh nghiệm của tôi cho phép tôi làm việc trên nhiều loại dự án khác nhau từ các doanh nghiệp nhỏ đến các công ty lớn. Tôi cũng là một chuyên gia về Windows 11 và đã làm việc trên hệ điều hành mới hơn hai năm nay.

Mọi thứ bạn cần biết về SSD Wear & Tear