Chào Mừng Bạn Đến Với CNCVNN.com!
1. Hãy đọc qua Nội Quy Diễn Đàn trước khi tham gia thảo luận.
2. Hướng dẫn đăng bài lên Diễn đàn.
LƯU Ý
CÁC BẠN ĐĂNG BÀI QUẢNG CÁO NHỚ ĐĂNG ĐÚNG VÀO MỤC
RAO VẶT - QUẢNG CÁO.
ĐĂNG SAI CHUYÊN MỤC, ĐĂNG 1 NỘI DUNG NHIỀU LẦN
SẼ BỊ XOÁ BÀI VÀ TÀI KHOẢN.
-------------------o0o------------------- Diễn Đàn mong nhận được những ý kiến đóng góp của tất cả các thành viên.

Ổ cứng HDD, sử dụng sao cho đúng cách, tối ưu hiệu năng, kéo dài tuổi thọ HDD

Trao đổi học tập kiến thức căn bản nhất về điện tử
Trả lời
Hình đại diện của người dùng
JERRY CNC
Site Admin
Bài viết: 44
Ngày tham gia: CN Tháng 4 01, 2018 10:36 pm
Liên hệ:

Ổ cứng HDD, sử dụng sao cho đúng cách, tối ưu hiệu năng, kéo dài tuổi thọ HDD

#1

Gửi bài gửi bởi JERRY CNC » T.Ba Tháng 5 14, 2019 4:14 pm

Ổ cứng là một thành phần quan trọng trong máy tính, tất cả dữ liệu của người dùng (hệ điều hành, dữ liệu cá nhân) đều được lưu trữ trong ổ cứng và chúng luôn được truy xuất thường xuyên. Vì thế, các nhà sản xuất phần cứng luôn không ngừng tìm tòi và phát triển từ thế hệ ổ cứng thông thường HDD (Hard Disk Drive) cho các máy tính để bàn (desktop), các máy tính xách tay (laptop) đến thế hệ ổ cứng mới hơn SSD (Solid State Disk/Solid State Drive) giúp cải thiện rất nhiều về khả năng truy xuất dữ liệu, bảo vệ dữ liệu, kích cỡ và tuổi thọ của ổ cứng.

Tuy ngày nay trên thị trường đã xuất hiện thế hệ ổ cứng mới SSD tốc độ cao và giá cả cũng được cải thiện nhưng HDD vẫn đóng 1 vai trò quan trọng trong nhiều thế hệ máy tính khác nhau với những ưu điểm về giá thành cũng như dung lượng lưu trữ lớn.

HDD (Hard Disk Drive) là gì?

HDD (Hard Disk Drive) là ổ cứng truyền thống, dữ liệu được lưu trữ trên bề mặt các phiến đĩa tròn (Platters) làm bằng nhôm, thủy tinh hoặc gốm được phủ vật liệu từ tính. Trung tâm của ổ đĩa là một động cơ quay (Spindle), để đọc/ghi dữ liệu các nhà sản xuất đã sử dụng các bộ điều khiển truyền động (Actuator) kết hợp với các tay truyền động (Actuator Arm) điều khiển đầu đọc nhỏ (Slider and Read/Write Head) và các cơ này được điều khiển bởi một bộ vi mạch nhỏ ở ngoài, chúng điều khiển đầu đọc ghi đúng vào vị trí trên các đĩa từ (platters) khi đĩa đang quay ở tốc độ cao, đồng thời giải mã các tính hiệu từ tính thành dữ liệu mà máy tính có thể hiểu được. Ổ đĩa cứng HDD cũng là loại bộ nhớ "non-volatile" giống như ổ cứng thể rắn SSD nhưng có cấu trúc hoàn toàn khác. Cấu trúc dữ liệu của ổ cứng HDD được phân chia thành Track (rãnh từ), Sector (cung từ), Cluster (liên cung).

- Track (rãnh từ): Các vòng tròn đồng tâm trên một mặt đĩa dùng để xác định các vùng lưu trữ dữ liệu riêng biệt trên mặt đĩa, mặc định các track này cũng không cố định khi được sản xuất, chúng sẽ được thay đổi lại vị trí khi được định dạng ở cấp thấp (low format) nhằm tái cấu trúc lại cho phù hợp khi đĩa bị hư hỏng (bad block) do sự xuống cấp của phần cơ. Tập hợp các track cùng bán kính của các mặt đĩa khác nhau sẽ tạo thành các trụ (cylinder), chúng ta có 1024 cylinders trên một đĩa cứng (đánh số từ 0 đến 1023). Vì vậy, một ổ cứng sẽ có nhiều cylinder vì có nhiều đĩa từ khác nhau.

- Sector (cung từ): Mỗi track lại được chia thành những các đường hướng tâm tạo thành các sector (cung từ). Sector là đơn vị chứa dữ liệu nhỏ nhất. Theo chuẩn thông thường thì một sector có dung lượng 512 byte. Số sector trên các track từ phần rìa đĩa vào đến tâm đĩa là khác nhau, các ổ đĩa cứng đều chia ra hơn 10 vùng và trong mỗi vùng có tỷ số sector/track bằng nhau.

- Cluster (liên cung): Cluster là một đơn vị lưu trữ gồm một hoặc nhiều sectors. Khi lưu dữ liệu vào ổ cứng, các dữ liệu được ghi vào hàng chục, hoặc hàng trăm clusters liền kề hoặc không liền kề nhau. Nếu không có sẵn các cluster liền nhau, hệ điều hành sẽ tìm kiếm cluster còn trống ở gần và ghi tiếp dữ liệu lên đĩa. Quá trình cứ tiếp tục như vậy cho đến khi toàn bộ dữ liệu được lưu trữ hết.


Hình ảnh

Hình ảnh


Phân mảnh là gì? Vì sao phải giải phân mảnh?

Ổ đĩa cứng của chúng ta bao gồm các phiến đĩa từ tính bên trong. Trên mỗi đĩa như thế có nhiều vòng tròn chứa dữ liệu, gọi là track. Mỗi track lại được chia tiếp thành những đoạn nhỏ hơn, gọi là sector. Sector là đơn vị nhỏ nhất dùng để lưu dữ liệu trên HDD, và với định dạng NTFS phổ biến hiện nay là một sector có khả năng chứa được tối đa 4KB. Ví dụ, bạn có một file Word dung lượng 40KB thì Windows sẽ sử dụng 10 sector để chứa nó, cứ như vậy mà nhân lên.


Hình ảnh

10 sector này đôi khi sẽ nằm cạnh nhau, và file của bạn lưu xuống HDD sẽ nằm gọn trên 10 sector này. Nhưng sau đó bạn mở file ra, chèn thêm 1 tấm ảnh vào rồi nhấn save tiếp, tức là dung lượng file của chúng ta giờ đã tăng lên. Lúc này, hệ điều hành sẽ xem thử xem sector nằm liền kề có còn trống hay không, nếu trống và đủ dung lượng để chứa phần dôi ra thì nó ghi vào.

Nhưng không may là trong hầu hết các trường hợp, đoạn trống liền kề này không đủ để chứa phần dung lượng mới tăng thêm của file. Chính vì thế, hệ điều hành sẽ phải cắt file thành nhiều khúc nhỏ và kiếm sector trống nằm ở khác để lưu xuống. Bạn sẽ không thấy được quy trình nói trên, thứ mà bạn thấy vẫn chỉ là 1 file duy nhất, 1 file hoàn chỉnh, nhưng khi nó lưu trên HDD thì nó nằm ở hai vị trí khác nhau, thậm chí là ở 2 phiến đĩa khác nhau.

Giờ bạn lại mở file này ra để xem. Lúc này, hệ điều hành phải "huy động" đầu đọc của HDD đến loạt 10 sector đầu tiên, sau đó lại mất thêm thời gian tìm và đọc tiếp phần còn lại đang nằm rải rác đâu đó trên phiến đĩa. Rõ ràng công đoạn này sẽ mất thời gian hơn so với việc đọc các sector nằm liên tục nhau. Đây là lý do mà tình trạng phân mảnh khiến hệ thống của chúng ta chậm hơn so với trước.


Hình ảnh

Để giải quyết vấn đề này, người ta đưa ra các công cụ giải phân mảnh (defragmentation). Những công cụ này sẽ cố gắng sắp xếp các sector đang bị phân bổ rải rác của cùng 1 file nằm lại sát nhau nhất có thể. Trong trường hợp lý tưởng, 1 file nằm ở 2-3 nơi có thể được di chuyển về 1 nơi duy nhất trên các sector nằm liên tục. Vậy là đầu đọc của HDD sẽ hoạt động hiệu quả hơn, nhanh hơn, tốc độ mở file và truy xuất của chúng ta từ đó cũng nhanh hơn.

Cách hoạt động của Windows

Để quản lý ổ đĩa, Windows cần phải biết định dạng file system của ổ hay phân vùng đó. Hiện tại phổ biến nhất là NTFS, sau đó đến FAT32 cũ hơn. Khi bạn lưu một file nào đó lên phân vùng FAT, dữ liệu sẽ được lưu ở đoạn sector gần nơi bắt đầu đĩa nhất. Khi bạn lưu file thứ hai, file này sẽ nằm ngay kế sector kết thúc của file đầu tiên. Do giữa hai file này không có chỗ trống dự phòng, nếu bạn chỉnh sửa file số 1 khiến nó tăng dung lượng lên thì chắc chắn Windows sẽ phải đi kiếm sector khác để lưu, vậy là bị phân mảnh.


Hình ảnh

Trong khi đó, định dạng NTFS thì thông minh hơn. Nó tạm ra những sector trống với vai trò là vùng đệm xung quanh các file mà bạn đã lưu xuống để lỡ bạn có chỉnh sửa gì thì vẫn còn chỗ cho file phình ra. Tất nhiên, sự thông minh này cũng chỉ ở một mức độ nào đó nên NTFS vẫn bị phân mảnh theo thời gian mặc dù tình trạng không nghiêm trọng như FAT. Nếu bạn hay kiểm tra công cụ defragment của Windows 7 thì thường thấy báo là 0% bị phân mảnh, tức là rất tốt, và mọi chuyện lại còn diễn ra hoàn toàn tự động nữa chứ. Lần cao nhất mà mình thấy là bị 5% phân mảnh, ngay cả khi đó chiếc laptop của mình vẫn chạy ngon và không gặp vấn đề gì.

Trong các bản Windows cũ, từ XP trở về trước, chúng ta thường chạy giải phân mảnh bằng công cụ có sẵn của Windows và buộc phải chạy thủ công. Từ Windows 7 trở về sau, Windows đôi khi sẽ chạy giải phân mảnh tự động ở background và không cho chúng ta biết (thường vào khoảng 1 giờ sáng thứ Tư hàng tuần). Nó cứ âm thầm làm việc để hạn chế việc bị phân mảnh ở mức nhiều nhất có thể. Bản thân Windows cũng được trang bị các thuật toán mới hơn để tình trạng phân mảnh luôn được giữ ở mức hạn chế nhất.

Một số thói quen sử dụng gây hại cho ổ cứng HDD

- Laptop không shutdown (thoát) sau khi sử dụng mà chỉ dập màn hình xuống rồi mở lại trong lần sử dụng sau.
- Ngắt nguồn đột ngột máy tính mà không thông qua shutdown, ví dụ: mất điện đột ngột, đè nút nguồn trên máy để thoát tắt máy mà không qua shutdown trên windows.
- Sử dụng máy tính trong khi di chuyển, đặc biệt là các dòng máy laptop thường mang tính cơ động cao nhưng chỉ nên sử dụng khi đặt laptop lên 1 vị trí cố định thăng bằng tốt để tránh ảnh hưởng đến kim đọc và bề mặt đĩa HDD.
- Treo máy tính quá lâu nhưng không sử dụng...


Làm thế nào để nâng cao tuổi thọ cũng như hiệu năng cho sử dụng cho HDD

- Với Windows XP: giải phân mảnh định kì, có thể là 1-2 tháng một lần
- Với Windows 7, 8, 10: giải phân mảnh đã chạy tự động, trừ khi bạn cảm thấy máy quá chậm hay tỉ lệ phân mảnh rất cao thì hãy chạy defragment.
- Nên nâng cấp lên các phiên bản Windows đời cao 7, 8, 10 (cân nhắc lựa chọn Windows phù hợp với cấu hình máy để tránh chi phí phát sinh tốn kém cho việc nâng cấp máy).
- Lắp thêm UPS, là thiết bị lưu trữ điện tạm thời cung cấp điện nuôi máy tính dự phòng trường hợp mất điện đột ngột.
- Lắp thêm tản nhiệt hoặc đặt máy tính ở vị trí khô ráo hạn chế tiếp xúc vùng nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp.
- Tránh các thói quen sử dụng gây hại cho ổ cứng như đã nêu ở phần trên.
- Backup dữ liệu lên các nguồn đám mây hoặc các thiết bị lưu trữ ngoại vi, gì thì gì tuổi thọ của các dòng HDD trung bình chỉ khoảng 3 năm là die, nên việc backup dữ liệu luôn là việc cần thiết tránh những khó khăn khi thay đổi hoặc sữa chữa nâng cấp.



Trả lời

Quay về “Điện tử căn bản”