Cơ bản của công nghệ ổ cứng cơ học không thay đổi nhiều kể từ khi ổ cứng đầu tiên được giao hàng bằng xe nâng. Ngày nay, sự tinh chỉnh và đổi mới trong ổ cứng hiện đại đã tiến bộ vượt bậc so với những hệ thống sơ khai, đặc biệt về thu nhỏ kích thước.
CMR (ghi từ tính truyền thống) và SMR (ghi từ tính chồng chéo) đại diện cho hai cách khác nhau để đóng gói những bit dữ liệu vi mô vào vỏ ổ HDD. Nếu hiểu cách hoạt động của từng loại, bạn có thể chọn loại ổ phù hợp nhất với nhu cầu.
Cơ bản của ổ cứng cơ học
Ổ cứng đĩa cơ học (HDD) là thiết bị lưu trữ sử dụng các đĩa quay (platters) được phủ vật liệu từ tính để lưu dữ liệu. Các đầu đọc/ghi (read/write heads) là các cánh tay điện từ nhỏ lơ lửng trên bề mặt đĩa để truy cập và thao tác dữ liệu.
Khi ghi dữ liệu, đầu đọc/ghi từ hóa các vùng nhỏ trên bề mặt đĩa để biểu diễn dữ liệu. Ngay khi ổ cứng tắt nguồn, các vùng từ hóa này vẫn giữ điện tích và có thể dùng để truy xuất dữ liệu sau. Khi ổ cứng bật nguồn, đĩa quay và đầu đọc/ghi di chuyển đến vị trí thích hợp để truy cập dữ liệu.
Có hai loại ổ cứng cơ học: ổ CMR và ổ SMR.
Công nghệ CMR dùng các đường dẫn (tracks) riêng biệt để lưu dữ liệu trên đĩa từ. Mỗi track là một vòng tròn đồng tâm trên đĩa, và đầu đọc/ghi có thể truy cập bất kỳ track nào độc lập. Điều này cho phép tốc độ đọc/ghi nhanh, vì đầu có thể nhảy nhanh giữa các track để truy cập dữ liệu khác nhau.
Ổ SMR chồng chéo các track trên đĩa từ để cho phép lưu trữ dung lượng cao. Sự chồng chéo này gọi là "shingling" vì giống như cách lợp ngói mái nhà.
Để ghi dữ liệu vào ổ SMR, đầu ghi phải trước hết xóa dữ liệu hiện có trong track chồng chéo, làm chậm hơn ghi vào ổ CMR. Ngoài ra, đầu phải di chuyển tuần tự qua các track thay vì nhảy giữa chúng, ảnh hưởng đến hiệu suất.
Ưu và nhược điểm của ổ CMR
Cả hai loại ổ đều có ưu nhược điểm riêng. Xét ưu điểm của ổ CMR trước:
- Ổ CMR cho phép đầu đọc/ghi nhảy nhanh giữa các track, cải thiện tốc độ truyền so với các loại ổ khác.
- Ổ CMR phù hợp cho các tác vụ cần truy cập dữ liệu nhanh: chơi game, chỉnh sửa video, truyền dữ liệu.
- Ổ CMR phổ biến, có nhiều dung lượng và kích thước khác nhau.
- Khôi phục dữ liệu trên ổ CMR thường dễ hơn ổ SMR vì các track không chồng chéo, mỗi track đọc độc lập.
Nhược điểm của ổ CMR:
- Ổ CMR thường có mật độ lưu trữ thấp hơn, không chứa được nhiều dữ liệu trong cùng không gian vật lý như SMR.
- Không hiệu quả về chi phí như SMR, vì cần nhiều không gian vật lý hơn để lưu cùng lượng dữ liệu.
- Ổ CMR có thể không phù hợp cho tình huống ghi/xóa dữ liệu nhiều, vì hiệu suất có thể không tốt bằng SMR trong những trường hợp đó.
Đây là những khái quát chung. Hiệu suất cụ thể của ổ CMR hoặc SMR phụ thuộc nhiều yếu tố: hãng sản xuất (Samsung, Toshiba, Western Digital, Seagate), mẫu (Ironwolf Pro, Red Plus, Red Pro, Barracuda...) và khối lượng công việc. Do đó, quan trọng là tham khảo thông số kỹ thuật của từng ổ cụ thể thay vì chỉ tập trung vào yếu tố này.
Ưu và nhược điểm của ổ SMR
Ổ SMR mang lại những ưu điểm và đánh đổi riêng. Điểm mạnh của công nghệ SMR:
- Ổ SMR thường có dung lượng lưu trữ cao hơn ổ CMR cùng kích thước. Phù hợp cho người cần nhiều không gian: bộ sưu tập media lớn hoặc backup.
- Ổ SMR thường rẻ hơn ổ CMR cùng kích thước, hấp dẫn cho người muốn tối đa dung lượng với ngân sách hạn hẹp.
Mặt tiêu cực:
- Để ghi dữ liệu trên ổ SMR, đầu ghi phải xóa dữ liệu cũ trong track chồng chéo. Điều này chậm hơn ghi trên ổ CMR, đặc biệt với file lớn.
- Đầu phải di chuyển tuần tự qua các track để truy cập dữ liệu thay vì nhảy giữa chúng. Điều này ảnh hưởng hiệu suất cho tác vụ cần truy cập nhanh: game, chỉnh sửa video, truyền dữ liệu.
- Một số hệ thống (như một số distro Linux) có thể không tương thích với ổ SMR. Cần kiểm tra thông số hệ thống trước khi mua ổ SMR.
Ổ SMR là lựa chọn tốt cho người cần nhiều không gian lưu trữ và sẵn sàng hy sinh tốc độ ghi và hiệu suất để đổi lấy giá rẻ hơn. Điều này làm ổ SMR trở thành lựa chọn hấp dẫn cho lưu trữ lượng lớn dữ liệu (archiving).
Loại nào tốt hơn cho trường hợp cụ thể: CMR hay SMR?
Không thể khẳng định chung CMR hay SMR tốt hơn, vì phụ thuộc vào trường hợp sử dụng và ưu tiên của bạn.
Ổ CMR thường cung cấp tốc độ đọc/ghi nhanh hơn ổ SMR. Điều này quan trọng cho tác vụ cần hiệu suất cao: game, chỉnh sửa video, truyền dữ liệu. Tuy nhiên, chênh lệch hiệu suất có thể không đáng kể cho các tác vụ khác: lưu trữ file chung hoặc tính toán hàng ngày.
SSD (Ổ trạng rắn) tốt hơn hẳn ổ CMR cho mục đích đó. Chúng tôi mạnh mẽ khuyên mọi người dùng SSD làm ổ hệ điều hành và ứng dụng chính. Không chỉ vì hiệu suất thuần túy mà còn vì tiêu thụ điện năng hiệu quả, đặc biệt khi rảnh rỗi mà đĩa phải quay liên tục để phản hồi nhanh.
Ổ SMR thường có dung lượng cao hơn ổ CMR cùng kích thước. Phù hợp cho người cần nhiều không gian: bộ sưu tập media lớn hoặc backup. Nếu bạn tìm ổ cứng ngoài để lưu dữ liệu, tốt nhất nên tìm mẫu SMR.
Ổ SMR thường rẻ hơn nhiều so với ổ CMR cùng dung lượng, hấp dẫn cho người muốn tối đa không gian lưu trữ với ngân sách hạn hẹp.
Đối thủ thứ ba: PMR
PMR là viết tắt của "Perpendicular Magnetic Recording" (Ghi từ tính vuông góc). Trong ổ PMR, các hạt từ trên đĩa được sắp xếp vuông góc với bề mặt đĩa, thay vì song song như công nghệ cũ. Điều này cho phép mật độ dữ liệu cao hơn và lưu trữ nhiều dữ liệu hơn trên đĩa. PMR là công nghệ phổ biến nhất trong ổ cứng ngày nay.
CMR tương tự PMR nhưng với ít lớp hạt từ hơn trên đĩa. Điều này dẫn đến mật độ lưu trữ thấp hơn PMR và thường cho phép tốc độ đọc/ghi nhanh hơn.
Nói cách khác, ổ PMR giống như trung gian giữa CMR và SMR. Chúng là lựa chọn tốt khi bạn không cần tốc độ của CMR hay dung lượng tuyệt đối của SMR, mà muốn điểm cân bằng giữa hai cực. Ví dụ, ổ PMR có thể phù hợp cho thiết lập NAS gia đình (Network-attached Storage) nơi giới hạn công nghệ Wi-Fi khiến tốc độ tối đa không quá quan trọng.