Ổ cứng thể rắn ( SSD^(SSDs) ) đang nhanh chóng trở thành bộ lưu trữ máy tính ưa thích cho các hệ điều hành và ứng dụng. Bạn sẽ tìm thấy chúng trong máy tính xách tay, điện thoại, máy tính bảng và thậm chí cả bảng điều khiển mới nhất.

Với hiệu suất và độ bền tuyệt vời, những ổ đĩa này đang thực sự gây chú ý, nhưng chính xác thì SSD là gì? 

Cách hoạt động của Ổ đĩa cứng^{(Hard Disk Drives)} truyền thống ( HDD^(HDDs) )

Để hiểu điều gì làm cho SSD^(SSDs) trở nên khác biệt, chúng ta cần quay ngược đồng hồ một thời gian ngắn và nhìn vào Ổ đĩa cứng^{(Hard Disk Drives)} ( HDD^(HDDs) ) truyền thống. Ổ cứng HDD^(HDD) là loại ổ đĩa tiêu chuẩn mà bạn thường thấy trong hầu hết các máy tính cho đến gần đây.

Bên trong ổ cứng^(HDD) , bạn sẽ tìm thấy một hoặc nhiều đĩa quay được gọi là "đĩa cứng". Mỗi đĩa được chia thành các rãnh và các cung. Các đĩa thường được làm từ nhôm hoặc thủy tinh và được phủ bằng vật liệu từ tính.

Bề mặt của đĩa chứa hàng tỷ khu vực riêng lẻ mà mỗi khu vực đại diện cho một bit dữ liệu. Khu vực có thể được từ hóa hoặc khử từ, đại diện cho một hoặc một số không.

Khi đĩa quay di chuyển với tốc độ hàng nghìn vòng mỗi phút, các đầu đọc-ghi nhỏ bé gắn với cánh tay xoay sẽ trôi nổi một sợi tóc phía trên đĩa đọc từ hoặc ghi vào ổ đĩa.

Ổ^(Hard) đĩa cứng là thiết bị cực kỳ phức tạp với nhiều bộ phận chuyển động nhỏ, chính xác và dễ vỡ. Đó là một điều kỳ diệu hiện đại mà họ làm việc tốt như họ làm. 

Cách hoạt động của ổ cứng thể rắn (SSD)

SSD có nhiều điểm chung với các thiết bị bán dẫn như CPU^(CPUs) ​​và RAM hơn là ổ đĩa cứng. SSD^(SSDs) và HDD^(HDDs) đều hoạt động như một thiết bị lưu trữ, nhưng SSD^(SSDs) hoạt động theo một cách rất khác.

Bên trong một ổ SSD^(SSD) điển hình , bạn sẽ chỉ tìm thấy chip máy tính. Có chip điều khiển của SSD , quản lý cách thức và vị trí dữ liệu được lưu trữ, nhưng phần lớn SSD bao gồm các chip nhớ flash.

Bộ nhớ flash^(Flash) là bộ nhớ "không thay đổi". Bộ nhớ dễ bay hơi^(Volatile) , như RAM , không tồn tại khi tắt nguồn — dữ liệu được lưu trữ ở đó sẽ biến mất. Ngược lại, với bộ nhớ không bay hơi (như SSD^(SSDs) hoặc ổ USB^(USB) ), dữ liệu của bạn vẫn tồn tại ngay cả khi tắt nguồn. Đây là lý do tại sao ổ USB^(USB) còn được gọi là “ổ đĩa flash”!

Các ổ SSD^(SSDs) hiện đại (và hầu hết các ổ USB^(USB) flash và thẻ nhớ) sử dụng một loại bộ nhớ flash được gọi là bộ nhớ flash NAND . Nó được đặt tên theo một trong những loại cổng logic mà bạn có thể tạo ra trong vi mạch. Trong bộ nhớ NAND , có các “ô” có thể chứa các mức điện tích khác nhau. Bằng cách đo mức sạc trong ô nhớ, bạn có thể biết liệu nó đại diện cho một hay một số không. Để thay đổi nội dung của ô, bạn chỉ cần thay đổi mức điện tích bên trong ô đó.

Có nhiều biến thể khác nhau trong công nghệ trong thế giới của bộ nhớ NAND . Ví dụ: bạn có thể đã thấy một số SSD Samsung^{(Samsung SSDs)} có nhãn “ V-NAND ” hoặc NAND “dọc ”^{(” NAND)} . Tại đây, các ô nhớ được xếp chồng lên nhau theo chiều dọc, cho phép có nhiều dung lượng lưu trữ hơn trong cùng một dấu chân silicon. 3D NAND của Intel cũng là công nghệ tương tự. 

Các loại SSD và Giao diện

SSD^(SSDs) có nhiều dạng và loại bộ nhớ flash NAND . Điều này quyết định hiệu suất tối đa của ổ SSD^(SSD) cũng như giá cả của nó.

Các loại bộ nhớ flash

Tất cả đèn flash NAND không giống nhau về mật độ và hiệu suất dữ liệu. Bạn sẽ nhớ lại từ cuộc thảo luận của chúng tôi ở trên rằng SSD^(SSDs) lưu trữ dữ liệu dưới dạng điện tích bên trong các ô nhớ. 

Nếu một ô chỉ lưu trữ một bit dữ liệu, nó được gọi là SLC hoặc bộ nhớ ô đơn cấp^{(single-level cell memory)} . Bộ nhớ MLC^(MLC) (ô đa cấp) và TLC (ô ba cấp) lưu trữ tương ứng hai và ba bit dữ liệu trên mỗi ô. Bộ nhớ QLC^(QLC) (ô cấp bốn) có bốn bit trên mỗi ô.

Bạn có thể lưu trữ càng nhiều bit dữ liệu trong một ô, thì SSD của bạn càng rẻ hoặc càng nhiều dữ liệu bạn có thể nhét vào cùng một không gian. Điều này nghe có vẻ là một ý tưởng tuyệt vời, nhưng nhờ cách hoạt động của SSD^(SSDs) , ổ đĩa nhanh chết hơn khi sử dụng phương pháp lưu trữ đa bit. Bộ nhớ SLC là loại ^(SLC)NAND có hiệu suất tốt nhất và bền nhất với tuổi thọ cao. Tuy nhiên, nó cũng đắt nhất cho đến nay và chỉ được tìm thấy trong các ổ đĩa cao cấp.

Do đó, hầu hết các ổ SSD^(SSDs) tiêu dùng đều sử dụng MLC hoặc TLC và sử dụng các phương pháp đặc biệt để kéo dài tuổi thọ hữu ích của chúng nhiều nhất có thể. Chúng tôi sẽ đề cập vấn đề mòn SSD một chút sau trong bài viết này dưới những nhược điểm của công nghệ.^(SSD)

Yếu tố hình thức SSD

SSD^(SSDs) có nhiều dạng khác nhau. “Hệ số hình thức” chỉ đơn giản là hình dạng vật lý của thiết bị và tiêu chuẩn kết nối mà nó tuân theo. Vì SSD^(SSDs) ban đầu được thiết kế để thay thế ổ cứng HDD^(HDDs) nên những thiết bị đầu tiên dành cho máy tính để bàn của người tiêu dùng được thiết kế để cắm vào vị trí của ổ cứng trước đây.

Đây là lúc thiết kế SSD SATA 2,5 inch^{( 2.5-inch SATA SSD)} xuất hiện trong hình ảnh. Bạn chỉ cần lấy ổ cứng máy tính xách tay 2,5 inch hiện tại của mình ra và cắm một trong các ổ SSD^(SSDs) này vào.

Ổ cứng SSD^(SSD) bên trong vỏ này không cần hết chỗ, nhưng nó có ý nghĩa hoàn hảo vì máy tính xách tay và hầu hết các máy tính để bàn hiện đại đã có khay ổ 2,5 inch và đầu nối SATA trên bo mạch chủ của chúng. Bạn cũng có thể mua bộ điều hợp cho phép bạn đặt ổ đĩa 2,5 inch vào khoang 3,5 inch của máy tính để bàn.

Ngoài việc chiếm dung lượng không cần thiết, các ổ 2,5 inch này bị giới hạn ở 600 MB/s vì đó là giới hạn của giao diện SATA 3 .

Tiêu chuẩn mSATA (mini-SATA) giải quyết vấn đề về dung lượng. mSATA về mặt vật lý có hình dạng, kích thước và đầu nối giống như tiêu chuẩn thẻ PCI Express Mini , nhưng hai loại thẻ này không tương thích về mặt điện.

Chuẩn m SATA hiện đã được thay thế bằng chuẩn M.2. SSD M.2^{(M.2 SSDs)} có thể là SATA hoặc PCIe , tùy thuộc vào thẻ và sự kết hợp của bo mạch chủ.

Thẻ M.2 cũng có thể là hai mặt với các thành phần ở cả hai mặt và chúng có độ dài khác nhau. Điều quan trọng là phải đảm bảo rằng bo mạch chủ của máy tính của bạn tương thích với SSD M.2^{(M.2 SSD)} mà bạn muốn sử dụng với nó!

SSD NVMe^{(NVMe SSDs)} sử dụng tiêu chuẩn Non-Volatile Memory Express , đây là cách máy tính có thể truy cập bộ nhớ SSD bằng ^(SSD)PCIe thường được sử dụng cho cạc đồ họa. PCIe có băng thông lớn hơn nhiều so với SATA , cho phép bộ nhớ ^(SATA)SSD nhanh chóng phát huy hết tiềm năng của nó.

Ưu điểm của SSD

Có nhiều lý do khiến SSD^(SSDs) nhanh chóng trở thành tiêu chuẩn trong công nghệ lưu trữ. Mặc dù một số rắc rối khi mọc răng sớm đã khiến chúng không còn tồn tại trong thế giới máy tính thông thường trong một thời gian, nhưng giờ đây chúng đã đến lúc chúng tôi có thể giới thiệu chúng cho bất kỳ ai. Ngay cả những bảng điều khiển trò chơi điện tử mới nhất^{(latest video game consoles)} hiện nay cũng sử dụng SSD . Dưới đây là những điểm mạnh chính đã khiến SSD^(SSDs) trở nên phổ biến hiện nay.

SSD nhanh

Ổ cứng cơ học nhanh nhất trên toàn cầu, Seagate Mach.2 Exos 2X14 , có thể đạt tốc độ truyền liên tục 524 MB/s . Tốc độ này rất nhanh tương đương với ổ SSD SATA 3 , nhưng ổ cơ thông thường mà bạn tìm thấy trong các máy tính ngày nay có thể đạt được khoảng từ 100 MB/s đến 250 MB/s nếu bạn đang xem xét phân khúc cao cấp của thị trường. .

Các ổ SSD M.2 PCIe^{(M.2 PCIe SSDs)} điển hình , chẳng hạn như những ổ cứng được tìm thấy trong máy tính xách tay tầm trung, cung cấp 2,5 đến 3,5 GB/s . Các ổ SSD M.2 PCIe^{(M.2 PCIe SSDs)} mới nhất đang đạt gần 8 GB/s , đây là một lượng dữ liệu đáng kinh ngạc. Tốc độ ghi tuần tự^(Sequential) thường chậm hơn một chút so với tốc độ đọc, nhưng dữ liệu đang bay với tốc độ khủng khiếp theo cả hai hướng.

Nó không chỉ là về tốc độ truyền. Ổ cứng cơ học cần thời gian quay đĩa cứng và di chuyển đầu ổ đĩa vào đúng vị trí. Tìm đúng vị trí trên đĩa cho một yêu cầu dữ liệu được gọi là “thời gian tìm kiếm”. Đối với SSD^(SSDs) , số độ trễ đó thực sự bằng 0. 

SSD ngay lập tức có thể đọc dữ liệu từ bất kỳ vị trí nào trong các ô nhớ của nó và thậm chí có thể thực hiện song song. Bất kể bạn cắt nó theo cách nào, SSD^(SSDs) vẫn ở trong một vũ trụ hiệu suất khác với thậm chí là những ổ cứng cơ học tốt nhất, bất kể bạn cắt nó theo cách nào.

Khi nâng cấp ổ cứng HDD^(HDD) của máy tính lên ổ SSD^(SSD) , bạn có thời gian khởi động nhanh hơn nhiều và khả năng phản hồi của hệ thống rất linh hoạt. Đơn giản^(Simply) vì CPU của bạn không bao giờ phải đợi dữ liệu từ các ổ lưu trữ của bạn. Đó là một cách tuyệt vời để mang lại cho hệ thống Windows cũ một cuộc sống mới.

SSD bền

SSD^(SSDs) có độ bền tương đương với bất kỳ thành phần trạng thái rắn nào khác như CPU ​​hoặc RAM không có bộ phận chuyển động. Trừ khi một đợt tăng điện phá hủy chúng, chúng sẽ chạy vô thời hạn hoặc ít nhất là miễn là máy tính vẫn hữu ích với bạn. Bộ nhớ flash^(Flash) cũng có khả năng chống va đập rất tốt, không giống như ổ cứng dễ bị phá hủy nếu bị rơi, đặc biệt là khi đĩa đang quay.

Độ bền này khiến chúng trở nên hoàn hảo cho máy tính xách tay và đó là lý do tại sao những chiếc ultrabook như Apple MacBook Air , i Mac và các thành viên khác của dòng máy tính Mac đều có ^(Mac)ổ SSD^(SSDs) tích hợp hiệu suất cao .

“ Độ bền^(Durability) ” trong trường hợp này không đề cập đến hiện tượng mòn SSD , hiện tượng mà chúng tôi đang đề cập trong danh sách các nhược điểm bên dưới.^(SSD)

SSD không bị phân mảnh^{(Suffer From Fragmentation)}

Phân^(Data) mảnh dữ liệu là một vấn đề thực sự trên ổ cứng^(HDDs) . Nó xảy ra khi dữ liệu mới được ghi vào không gian có sẵn đầu tiên trên ổ đĩa. Vì vậy, một tệp nhất định hoặc một tập hợp các tệp liên quan có thể có dữ liệu của chúng nằm rải rác khắp vùng đĩa vật lý của ổ đĩa.

Điều này phá hủy tốc độ đọc tuần tự và tăng thêm nhiều thời gian tìm kiếm vì các đầu ổ đĩa bay khắp nơi để tìm tất cả các phần của tệp. SSD^(SSDs) , do bản chất của chúng, không bị phân mảnh. Không phải là các tệp không bị phân mảnh. Nó chỉ là nó không quan trọng bởi vì không có bộ phận chuyển động và không có thời gian để nói về. 

Chống phân mảnh chỉ tạo ra sự hao mòn không cần thiết cho ổ đĩa. Nếu bạn muốn biết thêm một chút về phân mảnh SSD , hãy đọc Bạn có nên phân mảnh ổ SSD không?^{(Should You Defrag an SSD?)}

Ổ cứng SSD hoạt động êm ái

Ổ cứng rất ồn! Tiếng ồn ào của động cơ, tiếng rít của đĩa, tiếng lách cách của các đầu ổ đĩa di chuyển qua lại - đó là tiếng ồn cơ bản đối với người dùng máy tính trong nhiều thập kỷ.

^(SSDs)Ngược lại, SSD không gây ra tiếng ồn. Điều này có vẻ như là một lợi thế nhỏ, nhưng các thành phần máy tính ồn ào sẽ gây khó chịu. Trong một số trường hợp sử dụng, chẳng hạn như máy tính được sử dụng để ghi âm, mức âm thanh là rất quan trọng. Đã có những ổ cứng đắt tiền với thiết kế và giá gắn đặc biệt đã cố gắng hạn chế tiếng ồn của ổ cứng^(HDD) , nhưng với ổ SSD^(SSDs) , vấn đề hoàn toàn được giải quyết.

Đây là lý do tại sao bây giờ chúng ta có thể có một chiếc máy tính như Apple M1 MacBook Air , không có quạt và không có ổ cứng cơ học. Toàn bộ máy tính ở trạng thái rắn và do đó không gây ra bất kỳ tiếng ồn nào!

SSD nhỏ và tiết kiệm điện

SSD chiếm ít dung lượng hơn so với HDD^(HDDs) và chúng cần ít năng lượng hơn để hoạt động. Điều đó có nghĩa là chúng ta có thể có máy tính, máy tính bảng, điện thoại thông minh và các thiết bị điện tử khác nhỏ hơn và mỏng hơn yêu cầu ổ lưu trữ nhanh không bay hơi.

SSD có thể chuyển sang chế độ ngủ gần như hoàn toàn khi không sử dụng và, không giống như HDD^(HDDs) , chúng có thể chuyển sang chế độ hiệu suất cao gần như ngay lập tức. Nhìn^(Taken) chung, mức tiêu thụ năng lượng của SSD đặc biệt quan trọng để có được tuổi thọ pin tốt hơn từ máy tính di động và các thiết bị khác sử dụng chúng. Các thiết bị cơ điện đơn giản chỉ cần nhiều năng lượng hơn các thiết bị ở trạng thái rắn để hoạt động.

SSD có thể thu nhỏ kích thước cài đặt

SSD^(SSDs) có thể làm giảm kích thước cài đặt của một số ứng dụng, đặc biệt là trò chơi điện tử^{(video games)} . Khi các ứng dụng dựa vào việc truyền dữ liệu vào bộ nhớ nhanh chóng, các nhà phát triển có thể sao chép thông tin ở nhiều vị trí trên đĩa HDD . Điều này làm giảm thời gian tìm kiếm vì các đầu ổ đĩa luôn gần với một bản sao dữ liệu mà nó cần. Đó là một thủ thuật thông minh, nhưng nó phải trả giá bằng không gian lưu trữ.

Các ứng dụng được thiết kế cho SSD^(SSDs) hoàn toàn không cần làm điều này. Vì SSD hầu như không có độ trễ và có thể đọc dữ liệu từ bất kỳ đâu trên ổ ngay lập tức, nên chỉ cần một bản sao dữ liệu.

Các bảng điều khiển như PlayStation 5 đã cho thấy SSD^(SSDs) có thể thu nhỏ kích thước cài đặt đến mức nào, đặc biệt là kết hợp với nén, điều này mang lại lợi thế tiếp theo cho chúng ta.

SSD có thể được tăng tốc

Nếu bạn nghĩ rằng SSD^(SSDs) đã quá nhanh, bạn có thể tăng tốc những ổ này để đạt được một số hiệu suất thực sự tốc độ cao. Tất cả là nhờ công nghệ nén. Dữ liệu được lưu trữ trên SSD ở dạng nén nhiều. Khi thông tin được yêu cầu, nó sẽ được giải nén theo thời gian thực, giúp khuếch đại hiệu quả tốc độ truyền dữ liệu thô của SSD .

Điểm duy nhất là bạn cần một bộ xử lý mạnh để giải nén, nhưng ổ SSD^(SSDs) hiện không có bộ xử lý như vậy. Hóa ra là GPU^(GPUs) rất xuất sắc khi thực hiện loại công việc này, vì vậy việc sử dụng các API^(APIs) phần mềm ( Giao diện lập trình ứng dụng^{(Application Programmer Interface)} ) như DirectStorage của Microsoft và RTX IO của Nvidia^{(Nvidia’s RTX IO)} , các thế hệ GPU gần đây có thể tăng tốc không chỉ đồ họa 3D mà còn cả hiệu suất SSD .

Nhược điểm của SSD

Ổ cứng SSD^(SSDs) có nhiều thuộc tính mong muốn, nhưng công nghệ này không hoàn hảo. Một số khía cạnh của quyền sở hữu SSD không hoàn toàn dễ chịu như chúng tôi mong muốn.

SSD đắt hơn

Ổ cứng HDD^(HDD) đã giảm giá rất nhiều và đã làm tăng lượng dữ liệu mà chúng có thể lưu trữ đến mức mật độ điên cuồng. Kết quả là một gigabyte dữ liệu HDD có giá thấp hơn nhiều so với thậm chí là flash NAND rẻ nhất.

Giá SSD^(SSD) đã giảm liên tục trong vài năm qua, nhưng mọi người nói chung vẫn đang sử dụng SSD^(SSDs) tương đối nhỏ trong phạm vi 256GB đến 512GB. Ổ cứng SSD^(SSDs) được dành riêng cho các ứng dụng và hệ điều hành, trong khi ổ cứng HDD^(HDDs) vẫn có khả năng lưu trữ chung cho các tệp phương tiện hoặc ứng dụng không được hưởng lợi từ tốc độ SSD .

Tin tốt là, giống như tất cả các công nghệ bán dẫn, mật độ bóng bán dẫn và quy trình sản xuất có xu hướng hiển thị theo cấp số nhân dẫn đến chi phí thấp hơn và nhiều không gian hơn. Hiện tại, hầu hết các ngân sách đều yêu cầu sự kết hợp giữa ổ lưu trữ SSD và HDD .

SSD có thể mòn

Mặc dù SSD^(SSDs) rất bền và có thể chịu đựng nhiều sự trừng phạt hơn so với HDD^(HDDs) , đồng thời có tuổi thọ hoạt động lâu hơn nhưng chúng vẫn bị mài mòn. Sự hao mòn của SSD^(SSD) xảy ra bởi vì SSD^(SSDs) ghi vào các ô nhớ bị phá hủy. Mỗi khi một bit được ghi vào ô nhớ SSD , nó sẽ mất khả năng sạc chỉ một chút.

Theo thời gian, việc ghi lặp đi lặp lại vào một ô khiến nó không thể hoạt động được. SSD SLC^{(SLC SSDs)} có thể xử lý nhiều lần ghi nhất trước khi chiên một ô nhất định, nhưng các ô MLC , TLC và QLC dễ bị tổn thương hơn, theo thứ tự đó. Ổ cứng SSD^(SSDs) của người tiêu dùng sớm có thể chết một cách đáng báo động, nhưng ngày nay ổ đĩa có các chiến lược như san lấp mặt bằng và cung cấp quá mức để mở rộng độ bền ghi của SSD .

Sự hao mòn của SSD^(SSD) là một chủ đề phức tạp, vì vậy hãy xem Mọi thứ bạn cần biết về SSD Wear & Tear^{(Everything You Need To Know About SSD Wear & Tear)} để có một cuộc thảo luận chuyên sâu.

SSD có thể có tốc độ quay bit nhanh

Tất cả các hình thức lưu trữ dữ liệu cuối cùng không thể chống lại sự thối rữa. ^{(bit rot.)}Điều này xảy ra khi phương tiện lưu trữ xuống cấp đến mức không thể giữ dữ liệu ở dạng có thể đọc được nữa.

Các phương tiện khác nhau bị thối bit vì nhiều lý do khác nhau, nhưng ổ cứng có thể được lưu trữ trong nhiều thập kỷ mà không bị thối bit là một vấn đề. Mặt khác, SSD có thể bị mất dữ liệu chỉ sau một vài năm lưu trữ. ^(SSDs)Điều này xảy ra do sự xuống cấp của lớp cách điện giữ điện tích trong mỗi ô nhớ. Nếu số lượng bị rò rỉ ra ngoài, ô trống và không chứa dữ liệu!

Có vẻ như hiện tượng thối bit xảy ra nhanh hơn nếu SSD^(SSDs) được giữ trong môi trường quá nóng, nhưng dù theo cách nào thì chúng cũng có thể không phải là lựa chọn tốt nhất để lưu trữ dữ liệu trong ngăn kéo ở đâu đó.

Phục hồi dữ liệu SSD là điều khó^{(SSD Data Recovery Is Hard)} có thể thực hiện được

Có một ngành công nghiệp phức tạp được xây dựng dựa trên nghệ thuật khôi phục dữ liệu từ ổ cứng cơ học. Nếu bạn có đủ tiền để chi tiêu, bạn thậm chí có thể khôi phục dữ liệu từ các ổ đĩa đã bị phá hủy, vì một chuyên gia thực sự xây dựng lại ổ đĩa từ các mảnh.

Ở mức độ đơn giản hơn, bạn có thể khôi phục dữ liệu đã vô tình bị xóa vì ổ cứng^(HDDs) không xóa dữ liệu vật lý khi bạn xóa chúng trong Windows hoặc hệ điều hành khác. Thay vào đó, khu vực đó của ổ đĩa chỉ được đánh dấu để ghi đè. Miễn là việc ghi đè vẫn chưa xảy ra, bạn có thể khôi phục nó bằng phần mềm đặc biệt.

Ổ cứng SSD^(SSDs) hầu như không thể khôi phục bất cứ thứ gì nếu ổ bị hỏng hoặc tệp bị xóa. Nếu ổ cứng HDD bị hỏng^{(HDD is damaged)} do dòng điện đột ngột, bạn vẫn có thể xây dựng lại nó bằng thiết bị điện tử của ổ đĩa mới, nhưng vì ổ SSD^(SSD) hoàn toàn là điện, nên tất cả bộ nhớ có thể bị chiên.

Điều đó cũng không giúp được gì khi SSD^(SSDs) có bộ điều khiển phức tạp làm được nhiều việc với hệ điều hành dữ liệu vật lý mà chúng không biết. Ví dụ: lệnh TRIM được sử dụng bởi SSD SATA^{(SATA SSDs)} xóa trước các ô nhớ đã được đánh dấu để xóa để tăng tốc quá trình ghi dữ liệu mới. Vì vậy, thủ thuật phục hồi sẽ không hoạt động với chúng!

Tương lai là trạng thái rắn

Mặc dù SSD^(SSDs) không hoàn hảo nhưng chúng thể hiện một bước nhảy vọt về hiệu suất ổ lưu trữ đến nỗi sự thống trị cuối cùng của chúng trên thị trường lưu trữ dường như không thể tránh khỏi. Theo thời gian, chúng tôi kỳ vọng ngay cả SSD SLC^{(SLC SSDs)} cũng sẽ giảm giá, trong khi các loại SSD kém bền hơn sẽ trở nên thông minh hơn khi hạn chế hao mòn. 

Công nghệ ổ cứng^(Hard) cũng gặp phải nhiều vấn đề trong những ngày đầu, nhưng chúng tôi có cảm giác rằng bất kỳ vấn đề nào mà SSD^(SSDs) vẫn gặp phải sẽ được giải quyết trong thời gian kỷ lục. 

What Is a Solid State Drive (SSD)? Plus, the Pros and Cons

Solid State Drives (SSDs) are quickly becoming the preferred computer storage for operating systems and apps. You’ll find them in the latest laptops, phones, tablets, and even consoles.

With excellent performance and durability, these drives are making a real splash, but what exactly is an SSD? 

How Traditional Hard Disk Drives (HDDs) Work

To grasp what makes SSDs different, we need to briefly turn back the clock and look at traditional Hard Disk Drives (HDDs). An HDD was the standard type of drive you’d find in virtually all computers until recently.

Inside the HDD, you’ll find one or more spinning disks called “platters.” Each platter is divided into tracks and sectors. The platters are usually made from either aluminum or glass and are coated with magnetic material.

The platter’s surface contains billions of individual areas that each represent a single bit of data. The area can be magnetized or demagnetized, representing a one or a zero.

As the spinning platters move at thousands of revolutions per minute, tiny read-write heads attached to swinging arms float a hair’s breadth above the platter reading from or writing to the drive.

Hard disk drives are incredibly complicated devices with many tiny, precise, and fragile moving parts. It’s a modern marvel that they work as well as they do. 

How a Solid State Drive (SSD) Works

SSDs have more in common with semiconductor devices like CPUs and RAM than hard disk drives. SSDs and HDDs both act as storage devices, but SSDs work in a very different way.

Inside a typical SSD, you’ll find only computer chips. There’s the SSD’s controller chip, which manages how and where data is stored, but the bulk of an SSD consists of flash memory chips.

Flash memory is “non-volatile” memory. Volatile memory, like RAM, does not persist when power is turned off—the data stored there disappears. By contrast, with non-volatile memory (like SSDs or USB drives), your data persists even when the power is turned off. This is why USB thumb drives are also referred to as “flash drives”!

Modern SSDs (and most USB flash drives and memory cards) use a type of flash memory called NAND flash memory. It’s named after one of the types of logic gates you can make in a microchip. Within NAND memory, there are “cells” that can hold different electrical charge levels. By measuring the charge level in a memory cell, you can tell whether it represents a one or a zero. To change the contents of a cell, you simply alter the level of charge inside it.

There are many different variations in the technology within the world of NAND memory. For example, you may have seen some Samsung SSDs labeled “V-NAND” or “vertical” NAND. Here the memory cells are stacked vertically, allowing for more storage capacity in the same silicon footprint. Intel’s 3D NAND is also more or less the same technology. 

Types of SSDs and Interfaces

SSDs come in a variety of form factors and NAND flash memory types. This determines the maximum performance of an SSD as well as its price.

Flash Memory Types

All NAND flash isn’t the same for data density and performance. You’ll recall from our discussion above that SSDs store data as electrical charges inside memory cells. 

If a cell only stores a single bit of data, it’s called SLC or single-level cell memory. MLC (multi-level cell) and TLC (triple-level cell) memory store two and three bits of data per cell, respectively. QLC (quad-level cell) memory takes it to four bits per cell.

The more bits of data you can store in a single cell, the cheaper your SSD can be, or the more data you can stuff into the same space. This sounds like a great idea, but thanks to how SSDs operate, drives die more quickly when using a multi-bit storage method. SLC memory is the best-performing and most durable type of NAND with a long lifespan. However, it’s also the most expensive by far and only found in high-end drives.

As such, most consumer SSDs use MLC or TLC and employ special methods to extend their useful lifespans as much as possible. We’ll cover the issue of SSD wear a little later in this article under the disadvantages of the technology.

SSD Form Factors

SSDs come in various form factors. A “form factor” is simply the physical shape of the device and what connection standard it conforms to. Because SSDs were initially designed to replace HDDs, the first devices meant for consumer desktops were intended to slot in where hard drives were before.

This is where the 2.5-inch SATA SSD design comes into the picture. You can simply take out your current 2.5-inch laptop hard drive and plug one of these SSDs in.

The SSD inside this casing doesn’t need all that room, but it made perfect sense since laptops and most modern desktops already have 2.5-inch drive bays and SATA connectors on their motherboards. You can also purchase adapters that let you place a 2.5-inch drive into a desktop’s 3.5-inch bay.

Apart from taking up unnecessary space, these 2.5-inch drives were limited to 600 MB/s since that’s the limit of the SATA 3 interface.

The mSATA (mini-SATA) standard solves the space issue. mSATA was physically the same shape, size, and connector as the PCI Express Mini card standard, but the two types of cards are electrically incompatible.

The mSATA standard has now been replaced by the M.2 standard. M.2 SSDs can be SATA or PCIe, depending on the card and the motherboard combination.

M.2 cards can also be double-sided with components on both sides, and they vary in length. It’s always important to make sure that your computer’s motherboard is compatible with the M.2 SSD you want to use with it!

NVMe SSDs use the Non-Volatile Memory Express standard, which is how the computer can access SSD memory using the PCIe that’s more commonly used for graphics cards. PCIe has much more bandwidth than SATA, allowing fast SSD memory to reach its full potential.

The Advantages of SSDs

There are many reasons why SSDs are rapidly becoming the standard in storage technology. While some early teething troubles kept them out of the mainstream computer world for a while, they are now at the point where we can recommend them to anyone. Even the latest video game consoles now use SSD. Here are the key strengths that have led SSDs towards their current popularity.

SSDs Are Fast

The fastest mechanical hard drive globally, the Seagate Mach.2 Exos 2X14, can reach sustained transfer rates of 524 MB/s. That’s very nearly as fast as a SATA 3 SSD, but the typical mechanical drive you’ll find in computers these days can achieve somewhere between 100 MB/s and 250 MB/s if you’re looking at the high-end of the market.

Typical M.2 PCIe SSDs, such as those found in mid-range laptops, offer 2.5 to 3.5 GB/s. The latest M.2 PCIe SSDs are getting close to 8 GB/s, which is a mind-boggling amount of data. Sequential write speeds are usually a little slower than read speeds, but data is flying at a tremendous pace in both directions.

It’s not just about transfer speeds, either. Mechanical hard drives need time spinning up platters and moving drive heads into place. Finding the right spot on the platter for a data request is known as “seek time”. For SSDs, that latency number is effectively zero. 

SSD can instantly read data from any location within its memory cells and even do it in parallel. No matter which way you slice it, SSDs are in a different performance universe than even the best mechanical hard drives, no matter which way you slice it.

When upgrading a computer’s HDD to an SSD, you experience much faster boot times and very snappy system responsiveness. Simply because your CPU never has to wait for data from your storage drives. It’s a fantastic way to give an old Windows system new life.

SSDs Are Durable

SSDs are about as durable as any other solid-state component such as a CPU or RAM with no moving parts. Unless a power surge destroys them, they should run indefinitely or at least as long as the computer remains useful to you. Flash memory is also very resistant to impact damage, unlike hard drives that are easily destroyed if they fall, especially while the platters are spinning.

This durability makes them perfect for laptops, and it’s why ultrabooks such as the Apple MacBook Air, iMac, and other members of the Mac computer family have high-performance integrated SSDs.

“Durability” in this case doesn’t refer to the phenomenon of SSD wear, which we’re covering under the list of disadvantages below.

SSDs Don’t Suffer From Fragmentation

Data fragmentations are a real problem on HDDs. It happens when new data is written to the first available space on the drive. So a given file or set of related files might have their data scattered all over the physical platter area of the drive.

This destroys sequential read speeds and adds a ton of seek time because the drive heads are flying all over the place to find all the parts of a file. SSDs, due to their very nature, don’t suffer from fragmentation. It’s not that files aren’t fragmented. It’s just that it doesn’t matter because there are no moving parts and no seek time to speak of. 

Defragmenting just puts unnecessary wear on the drive. If you want to know a little more about SSD fragmentation, read Should You Defrag an SSD?

SSDs are Quiet

Hard drives are noisy! The hum of the motor, the whoosh of the disk, the clicking sounds of the drive heads moving back and forth — that’s been the background noise for computer users over the decades.

SSDs, in contrast, make no noise at all. This might seem like a trivial advantage, but noisy computer components are annoying. In some use cases, such as computers used for sound recording, sound levels are critical. There have been expensive hard drives with special mountings and designs that have tried to curb HDD noise, but with SSDs, the problem is completely solved.

This is why we can now have a computer like the Apple M1 MacBook Air, which has no fans and no mechanical hard drive. The entire computer is solid-state and therefore makes no noise whatsoever!

SSD are Small and Power Efficient

SSDs take up way less room than HDDs, and they need much less power to work. That means we can have smaller and thinner computers, tablets, smartphones, and other electronic devices that require fast non-volatile storage drives.

SSDs can go almost entirely to sleep when not in use, and, unlike HDDs, they can switch to high-performance mode almost instantly. Taken as a whole, SSD power consumption is especially important to get better battery life from mobile computers and other gadgets that use them. Electromechanical devices simply need more energy than solid-state devices to operate.

SSDs Can Shrink Installation Sizes

SSDs can reduce the installation sizes of some applications, especially video games. When applications rely on data streaming into memory rapidly, the developers may duplicate information in multiple locations on the HDD platter. This cuts down on seek times because the drive heads are always close to a copy of the data it needs. It’s a clever trick, but it comes at the expense of storage space.

Applications designed for SSDs don’t need to do this at all. Since the SSD has virtually no latency and can read data from anywhere on the drive immediately, only one copy of the data must be present.

Consoles like the PlayStation 5 have already shown how much SSDs can shrink install sizes, especially combined with compression, which brings us to the next advantage.

SSDs Can Be Accelerated

If you thought that SSDs were already plenty fast, you could speed up these drives for some truly high-speed performance numbers. It’s all thanks to compression technology. The data is stored on the SSD in a heavily-compressed form. When the information is requested, it’s decompressed in real-time, effectively amplifying the raw data transfer speeds of the SSD.

The only catch is that you need a powerful processor to decompress, but SSDs currently don’t include such a processor. It turns out that GPUs are excellent at doing this type of work, so using software APIs (Application Programmer Interface) such as Microsoft’s DirectStorage and Nvidia’s RTX IO, recent generations of GPU can accelerate not just 3D graphics but SSD performance as well.

The Disadvantages of SSDs

SSDs have many desirable attributes, but the technology isn’t perfect. Some aspects of SSD ownership aren’t quite as pleasant as we’d like.

SSDs are More Expensive

HDDs have come down in price so much and have increased the amount of data they can store to insane levels of density. The result is that a gigabyte of HDD data costs much less than even the cheapest NAND flash.

SSD prices have fallen precipitously over the last few years, but folks are generally still using relatively small SSDs in the 256GB to 512GB range. SSDs are reserved for applications and operating systems, while HDDs still have mass storage for media files or applications that don’t benefit from SSD speeds.

The good news is that, like all semiconductor technology, transistor density and manufacturing processes are likely to show an exponential trend leading to lower cost and more significant amounts of space. For now, most budgets call for a mix of SSD and HDD storage.

SSDs Can Wear Out

While SSDs are very durable and can stand up to more punishment than HDDs, while also having longer operational lives, they suffer from wear. SSD wear happens because SSDs write to memory cells is destructive. Every time a bit is written to an SSD memory cell, it loses its ability to hold a charge just a little.

Over time, repeated writes to a cell make it inoperable. SLC SSDs can handle the most repeated writes before frying a given cell, but MLC, TLC, and QLC cells are more vulnerable, in that order. Early consumer SSDs could die alarmingly soon, but today drives have strategies such as wear leveling and overprovisioning to extend the write endurance of the SSD.

SSD wear is a complex topic, so have a look at Everything You Need To Know About SSD Wear & Tear for an in-depth discussion.

SSDs Can Have Rapid Bit Rot

All forms of data storage eventually succumb to bit rot. This happens when the storage medium degrades so much that it can no longer hold the data in a readable form.

Different media get bit rot for various reasons, but hard drives can be stored for decades without bit rot being a problem. SSDs, on the other hand, can potentially lose their data after only a few years of storage. This happens due to the degradation of the insulating layer that keeps the charge in each memory cell. If the amount leaks out, the cell is empty and contains no data!

It seems that bit rot happens more quickly if SSDs are kept in an environment that’s too hot, but either way, they probably aren’t the best choice for storing data in a drawer somewhere.

SSD Data Recovery Is Hard to Impossible

There’s a sophisticated industry built around the art of recovering data from mechanical hard drives. If you have enough money to spend, you can even recover data from drives that have been smashed up, as a specialist literally rebuilds the drive from pieces.

On a more mundane level, you can recover data that’s been accidentally deleted because HDDs don’t delete the physical data when you delete them in Windows or another operating system. Instead, that area of the drive is simply marked to be overwritten. As long as the overwriting hasn’t happened yet, you can recover it using special software.

SSDs make it almost impossible to recover anything if the drive is damaged or files are deleted. If an HDD is damaged by an electrical surge, you can still rebuild it with new drive electronics, but since an SSD is entirely electrical, all of the memory could be fried.

It also doesn’t help that SSDs have sophisticated controllers that do a lot of things with physical data operating systems they don’t know about. For example, the TRIM command used by SATA SSDs pre-emptively deletes memory cells that have been marked for deletion to speed up the process of writing new data. So the undelete trick won’t work on them!

The Future Is Solid-State

While SSDs aren’t perfect, they represent such a leap in storage drive performance that their eventual dominance of the storage market seems inevitable. Over time we expect even SLC SSDs to come down in price, while less durable SSD types will become even smarter when it comes to limiting wear. 

Hard drive technology also had its fair share of problems in the early days, but we have a feeling whatever issues SSDs still have will be solved in record time. 

Related posts

• MBR so với GPT: Định dạng nào tốt hơn cho ổ SSD?

• Định dạng tốt nhất cho ổ cứng gắn ngoài là gì? Ưu và nhược điểm của từng loại

• Bạn có nên Defrag một SSD?

• Phải làm gì khi ổ USB của bạn không hiển thị

• Ổ đĩa CD / DVD bị thiếu trong Windows?

• Cách khắc phục máy tính bảng Amazon Fire không sạc được

• Phải làm gì khi màn hình thứ hai của bạn không được phát hiện

• Google Drive không hoạt động trên Chromebook? 11 cách sửa chữa

• Nút màn hình in không hoạt động trong Windows 10? Cách khắc phục

• Lệnh in sẽ không xóa trong Windows? Hơn 8 cách để sửa chữa

• GPT or MBR: Định dạng nào bạn nên sử dụng cho State Drive rắn (SSD)?

• WiFi luôn ngắt kết nối? Đây là cách khắc phục

• Cách sửa lỗi "Scratch Disks Are Full" trong Photoshop

• Nút Tạm dừng YouTube không biến mất? 6 cách để sửa chữa

• 9 bản sửa lỗi khi Microsoft Edge tiếp tục gặp sự cố

• Khắc phục: Máy tính xách tay sẽ không kết nối với Wi-Fi

• Tệp Google Drive bị thiếu hoặc không hiển thị? Đây là Cách Tìm Chúng

• Lỗi không khả dụng của dịch vụ 503 là gì (và cách khắc phục)

• Khắc phục: Đĩa không hệ thống hoặc lỗi đĩa trong Windows

• Khắc phục sự cố “Thiết lập đang chuẩn bị cho máy tính của bạn để sử dụng lần đầu tiên” trên mỗi lần khởi động lại