Ổ cứng thể rắn (SSD) đã cách mạng hóa lưu trữ máy tính. Mỗi năm xuất hiện thế hệ mới, và các thuật ngữ như PCIe SSD, M.2, NVMe thường xuất hiện ở phân khúc cao cấp. SSD có ưu điểm lớn so với ổ từ truyền thống, nhưng cũng có những đánh đổi.
Ưu điểm của PCIe SSD so với ổ SATA
Các giao thức trên bo mạch chủ hoạt động ở tốc độ khác nhau. Giống như các thành phần bên trong giao tiếp nhanh hơn thiết bị USB, các giao thức nội bộ cũng có giới hạn băng thông riêng.
SATA là giao thức chính kết nối ổ cứng với bo mạch chủ đã nhiều năm. Nó hoạt động tốt, và với ổ từ cơ học, SATA không thể hết băng thông. Nhưng công nghệ SSD có thể. SATA dùng dây cáp nội bộ từ ổ đến cổng trên bo mạch chủ – không trực tiếp lắm nhưng vẫn làm việc tốt và cho phép đặt ổ linh hoạt.
PCIe là giao thức tốc độ cao dành cho các thành phần như card màn hình cần băng thông khổng lồ. Thiết bị PCIe cắm trực tiếp vào bo mạch chủ và truyền dữ liệu đến CPU nhanh hơn, trực tiếp hơn. Với PCIe, SSD bị giới hạn bởi khả năng đọc/ghi của chính nó chứ không phải bởi khả năng truyền dữ liệu.
PCIe SSD nhanh hơn SATA bao nhiêu?
Phiên bản SATA hiện tại là SATA III. Tốc độ lý thuyết tối đa 6 Gb/s, tương đương ~600 MB/s truyền dữ liệu thực tế.
PCIe phức tạp hơn. Có PCIe 1.0, 2.0, 3.0. Phiên bản 3.0 mới nhất, nhưng nhiều bo mạch chủ vẫn dùng 2.0.
Nếu bo mạch chủ PCIe 3.0, phải tính đến "lane" (làn đường). Kết nối PCIe chia thành các lane. Thường có khe 4 lane, 8 lane, 16 lane, nhận diện bằng kích thước trên bo mạch chủ. Khe 16 lane lớn nhất dành cho card màn hình.
PCIe 3.0 đạt 1 GB/s mỗi lane lý thuyết, nghĩa là khe x16 lên đến 16 GB/s. Rất nhanh cho ổ cứng. PCIe SSD thường dùng 4 hoặc 8 lane, nhưng tiềm năng vẫn vượt xa SATA.
Đó là con số lý thuyết. Hiệu năng thực tế thấp hơn, nhưng lợi thế vẫn rõ rệt.
Ví dụ: Samsung 860 EVO (SATA) đọc tối đa 550 MB/s, ghi 520 MB/s. Samsung 960 EVO (PCIe x4) đọc 3.2 GB/s, ghi 1.7 GB/s – nhanh gấp 5-6 lần.
NVMe và M.2
Hai thuật ngữ thường đi kèm ổ PCIe: NVMe và M.2.
M.2 là dạng kích thước (form factor) PCIe thiết kế riêng cho SSD. M.2 nhỏ gọn hơn PCIe tiêu chuẩn, chỉ nhận thiết bị M.2 (chỉ có ổ cứng).
M.2 được thiết kế để SSD dùng giao thức PCIe mà không chiếm khe PCIe của card màn hình. M.2 cũng phổ biến trên laptop vì nằm phẳng trên bo mạch chủ, tiết kiệm không gian.
NVMe (Non-Volatile Memory Express) là giao thức được thiết kế riêng cho ổ PCIe để truyền thông cực nhanh. Mục tiêu của NVMe là làm cho SSD hoạt động gần giống RAM nhất có thể, vì RAM dùng công nghệ tương tự và nhanh hơn SSD.