25 điều thú vị về ổ cứng có thể bạn chưa biết

Tất cả các máy tính lớn và nhỏ đều có ổ cứng các loại và hầu hết chúng ta đều biết rằng đó là một phần của phần cứng lưu trữ phần mềm, âm nhạc, video và thậm chí cả hệ điều hành. Nhưng có lẽ có nhiều điều về ổ cứng mà bạn không biết, hãy cùng khám phá 25 điều thú vị sau nhé.

• Hướng dẫn lắp ổ cứng thứ hai cho máy tính

1. Ổ cứng đầu tiên trên thế giới có tên là 350 Disk Storage Unit, do IBM phát hành vào tháng 9 năm 1956. Nó có dung lượng 3,75MB và kích thước của một chiếc tủ lạnh.

2. Khi ổ cứng này được thương mại hóa, nó được thuê với giá 1.000 USD một tháng và mua với giá khoảng 35.000 USD. Giá mỗi bộ nhớ là khoảng 8.500 USD/MB, tương đương với mức trung bình 5 cent/GB ngày nay, đắt gấp 170 triệu lần. Với mức giá đó, một thiết bị lưu trữ với 256 megabyte sẽ có giá 200.000 đô la.

3. Trong khi sự chênh lệch giá cả làm cho các ổ cứng ngày nay có vẻ như có một bước nhảy vọt trong khám phá khoa học, nhưng trên thực tế, các ổ cứng hiện đại rất giống với ổ cứng cũ, chúng chứa một số lượng phiến đĩa (platter), ở đó thông tin được đọc bởi đầu đọc/ghi.

4. Nhưng ngày nay bộ lưu trữ đã phát triển như thế nào? Hầu hết những người am hiểu công nghệ sẽ cho bạn biết rằng ổ cứng HDD đánh đổi tốc độ lấy dung lượng lưu trữ và ổ cứng SSD đánh đổi dung lượng lưu trữ lấy tốc độ tốc độ dữ liệu. Mặc dù điều này hoàn toàn đúng nhưng ổ đĩa có dung lượng lớn nhất ngày nay lại thuộc về SSD. Samsung PM1633a là ổ cứng dung lượng lớn nhất 16TB được phát hành vào tháng 5 năm 2017.

5. Nhiều người trong số bạn có thể đã nghe nói về định luật Moore, cứ hai năm một lần, sức mạnh máy tính và không gian lưu trữ của hệ thống tăng gấp đôi. Thật không may, định luật Moore đã ngừng hoạt động với ổ cứng HDD, vì công nghệ này đang đạt đến giới hạn vật lý của nó. Có một số phương pháp để sửa chữa, nhưng những tiến bộ nhanh chóng đã chuyển sang cho SSD.

6. Phiến đĩa ổ cứng được làm từ vật liệu đắt tiền, chẳng hạn như bạch kim vì tính chất nhiệt của nó, cũng như rutheni vì tính chất từ. Tuy nhiên, đừng cố gắng cầm đồ các phiến đĩa ổ cứng vì các vật liệu đắt tiền này chỉ tạo thành một lớp cực nhỏ trên đầu phiến đĩa nhôm hoặc đĩa thủy tinh.

7. Trái với những gì bạn thường được nghe nói, ổ cứng không kín khí. Tuy nhiên, chúng có bộ lọc để ngăn bụi xung quanh có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến dữ liệu của bạn.

8. Các ổ cứng truyền thống có giới hạn công suất vì không khí và các yêu cầu về điện năng hạn chế số lượng phiến đĩa mà một ổ đĩa có thể chứa được. Các quy trình khí động học khác nhau khiến việc đẩy nhiều phiến đĩa vào một ổ cứng trở nên khó khăn, trong khi các nguyên tắc khác cùng với yêu cầu điện năng gây khó khăn trong việc các phiến đĩa quay trên 15k RPM.

9. Ổ cứng cũng bị giới hạn bởi không gian trên phiến đĩa dành cho đầu đọc/ghi để có thể đọc thông tin. Một vùng được mã hoá từ tính của phiến đĩa quá nhỏ có thể dẫn đến dữ liệu không được đọc.

10. Mặc dù tất cả những điều này có vẻ làm cho tương lai của ổ cứng HDD trở nên ảm đạm, nhưng cũng có những giải pháp sáng tạo cho những vấn đề này, chẳng hạn như công nghệ Helioseal. Ổ cứng Ultrastar He12 helium của WD thay thế không khí bên trong vách ngăn bằng heli, do đó tăng giới hạn số lượng phiến đĩa có thể vừa trong một case, khiến bộ lưu trữ 12TB trở nên nhỏ gọn hơn.

11. Nói về lưu trữ nhỏ gọn, hãy nhớ rằng ổ cứng đầu tiên có kích thước bằng một chiếc tủ lạnh. Khi so sánh với ổ cứng lưu trữ hiện đại, ổ cứng 350 Disk Storage Unit chiếm khoảng 10 tỷ lần không gian trên mỗi MB so với ổ cứng trung bình hiện nay.

12. Hầu hết các dữ liệu được lưu hành trong các mạng xã hội và các nền tảng video. Ví dụ, Facebook lưu trữ khoảng 300PB (petabytes) trong trung tâm dữ liệu của họ vào năm 2013, có nghĩa bây giờ con số này đã tăng lên rất nhiều. YouTube, được ước tính đã có 15 năm lịch sử video được tải lên hàng ngày, lưu trữ khoảng 500PB dữ liệu vào năm 2015.

13. Những con số này mới chỉ là ước tính thô, theo luật Moore, số lượng dữ liệu được lưu giữ bởi các ngành công nghiệp tăng gấp đôi mỗi 1,2 đến 2 năm một lần.

14. Tất cả các thông tin này đều được lưu trữ trong các trung tâm dữ liệu, các cơ sở lớn chứa từng hàng từng hàng ổ cứng và máy chủ. Và trong khi bạn cảm thấy dùng một chiếc máy tính không mất nhiều điện năng, nhưng một trung tâm dữ liệu lớn có thể tiêu thụ điện năng nhiều như cung cấp cho một thành phố nhỏ.

15. Ngày nay, chúng ta có rất nhiều không gian cho các trung tâm dữ liệu, việc xây dựng ở những nơi ít người ngờ tới như dưới nước có thể mang lại một số lợi ích bất ngờ. Ví dụ như trong thử nghiệm trung tâm dữ liệu dưới nước của Microsoft vào năm 2015, một cái nắp lớn chứa đầy các máy chủ đã bị chìm trong đại dương. Điều này có thể giúp làm mát hệ thống cũng như tăng tốc độ truyền dữ liệu vì một nửa thế giới sống bên cạnh bờ biển. Dự án tháp dữ liệu của Iceland cũng dự định sử dụng thiên nhiên để làm mát các trung tâm dữ liệu của mình.

16. Trong danh sách này, tất cả các số liệu đều được hiển thị bằng byte, tuy nhiên, đôi khi bạn có thể nhận thấy số lượng dữ liệu được đo bằng bit. Bit và byte không giống nhau! Một bit là số 1 hoặc số 0, trong khi một byte gồm 8 bit, đưa vào một chuỗi các tín hiệu nhận dạng cho máy tính. Điều này có nghĩa là 1TB (terabyte) thông tin, ví dụ cũng có thể được đo thành 8Tb (terabits), nhưng các bit được sử dụng chủ yếu để đo băng thông cho các giao diện.

17. Mọi người vẫn thường nói một gigabyte bằng 1.000 megabyte, nhưng điều đó không đúng. Vì máy tính sử dụng hệ thống đánh số nhị phân nên 1GB không phải là 1000MB mà là 1024MB (hoặc 2^10).

• Các đơn vị đo lường cơ bản trong máy tính

18. Các dữ liệu tệp tin không biến mất hoàn toàn khi bạn xóa chúng. Máy tính chỉ định không gian nơi các tệp đó có thể được sử dụng lại nhưng không thể truy cập chúng trên máy tính, chúng có thể được phục hồi bằng một số phương pháp truy xuất dữ liệu rất tinh vi. Vì vậy, nếu bạn muốn xóa hoàn toàn một cái gì đó, hãy sử dụng phần mềm để quét ổ đĩa hoặc đập vỡ ổ cứng.

19. Tuy nhiên, cách tuyệt nhất để xoá dữ liệu của bạn là đặt dưới một nam châm siêu mạnh. Nam châm có thể làm hỏng hoặc phá huỷ hoàn toàn dữ liệu trên ổ cứng vì thông tin được lưu giữ bằng cách từ hóa các phần nhỏ của bề mặt phiến đĩa ổ đĩa.

20. Trong khi việc hủy dữ liệu hoàn toàn không phải là một nhiệm vụ dễ dàng, thì việc bảo vệ ổ cứng của bạn bằng mật khẩu sẽ dễ dàng hơn bạn nghĩ. Trong thực tế, bạn có thể thiết lập bất cứ mật khẩu nào bạn muốn bằng cách truy cập vào BIOS. Trước khi tải hệ điều hành, máy tính sẽ cho phép bạn truy cập các tùy chọn khởi động bằng cách nhấn Esc hoặc một trong các phím chức năng. Trong trình đơn BIOS, hãy đi tới phần an ninh để đặt mật khẩu cho ổ cứng. Hãy chắc chắn rằng bạn nhớ nó bởi vì mỗi khi bật máy tính, bạn sẽ phải nhập mật khẩu cho hệ điều hành để khởi động.

21. Các thiết bị điện tử bóng bán dẫn thông thường, bao gồm cả HDD và SSD, sẽ đạt đến giới hạn của nó trong tương lai vì các hiện tượng lượng tử như hiện tượng siêu thuận (superparamagnetism) và xuyên hầm lượng tử (quantum tunneling). Nói tóm lại, cả hai hiện tượng đều có thể làm cho các ô nhớ (memory cell) dữ liệu thay đổi trạng thái của chúng một cách ngẫu nhiên nếu chúng quá nhỏ, ngay cả trên phiến đĩa hoặc trong cổng SSD NAND.

22. Các ổ cứng HHD có thể được thay thế hoàn toàn bằng SSD trong tương lai, nhưng chúng ta vẫn sẽ thấy chúng trong một khoảng thời gian nữa bởi vì giải pháp sáng tạo. Trước chúng ta đã đề cập đến các ổ đĩa helium có thể làm giảm lực cơ học trên đĩa cứng. Tuy nhiên, còn có những công nghệ phức tạp hơn như Shingled Magnetic Recording (SMR), nó cho phép lưu trữ thông tin cũ hơn "bên dưới" thông tin mới để làm cho hệ thống lưu trữ gọn nhẹ hơn.

23. Có một số phương pháp hoàn toàn mới để lưu trữ dữ liệu, một trong những phương pháp được gọi là bộ nhớ 5D lưu trữ thông tin trong một tấm kính. Ưu điểm chính của phương pháp này là độ bền tốt. Người ta ước tính rằng một đĩa thủy tinh 5D nhỏ có thể chứa dữ liệu trong 13,8 tỷ năm ở nhiệt độ trung bình 375 độ F (190 độ C). Mặc dù vẫn khó để tiếp cận dữ liệu với tốc độ hợp lý, nhưng công nghệ này vẫn đang được phát triển, mang lại nhiều điều mong đợi trong tương lai.

24. Trước kia máy tính lượng tử được nhắc đến rất nhiều, nhưng những năm gần đây ít khi được đề cập đến. Tuy nhiên các nghiên cứu về tính toán lượng tử vẫn được tiếp tục với thành công trong cả quá trình xử lý và bước đầu tiên trong hệ thống lưu trữ. Một vài năm trở lại đây, một nhóm nghiên cứu do Andrea Morello dẫn đầu đã trình bày tiến bộ của họ trong việc lưu trữ thông tin trên một nguyên tử. Thông tin được lưu giữ ở các trạng thái lượng tử khác nhau của hạt, trái ngược với toàn bộ "gói" tích tụ của các hạt như trong điện tử bán dẫn. Mặc dù hiện tại có rất nhiều trở ngại trong việc lưu trữ thông tin trong thời gian dài hơn nhưng nhiều công ty khác như Google và Microsoft đang đầu tư vào nghiên cứu. Vì vậy, trong tương lai, chúng ta có thể hy vọng sẽ thể sở hữu được những chiếc siêu máy tính.

25. Lưu trữ lượng tử vẫn chưa đủ? Vậy thì hãy thử bộ lưu trữ toàn ký (hologram storage). Lưu trữ Holo sẽ lưu trữ thông tin tương tự như cách nó được thực hiện bây giờ nhưng các gói hạt sẽ được sắp xếp theo cách để nhiều thông tin có thể được lưu trữ ở một nơi. Điều này vẫn không gây ấn tượng cho bạn? Vậy lưu trữ DNA thì sao? Mặc dù đây có thể là một hình thức lưu trữ dữ liệu thông thường trong tương lai xa nhưng chắc chắn nó là bộ lưu trữ tiềm năng. Các chuyên gia trong lĩnh vực này dự đoán rằng chỉ một vài sợi ADN tinh khiết có thể chứa tất cả các dữ liệu chúng ta đã tạo ra từ trước cho đến nay trong lịch sử nhân loại!