Bit rot là gì? Vì sao để ổ cứng lâu ngày có thể làm mất dữ liệu

Lưu trữ đám mây ngày càng tốn kém, nên nhiều người chọn cách chép ảnh, video hay dữ liệu quan trọng vào ổ cứng rồi cất đi, chờ vài năm sau mở lại. Nghe thì có vẻ an toàn, nhưng thực tế đây lại là một ý tưởng khá tệ. Nếu bạn đang làm vậy, có lẽ đã đến lúc nên cắm điện cho ổ cứng ấy chạy lại càng sớm càng tốt. Lý do nằm ở một khái niệm ít người để ý: bit rot – kẻ sát thủ thầm lặng của dữ liệu số.

Ở mức cơ bản nhất, bit rot (tên gọi chính xác là sự suy giảm hay mục rữa dữ liệu) mô tả quá trình vật lý khiến thiết bị lưu trữ xuống cấp theo thời gian, kéo theo việc dữ liệu bên trong bị hỏng. Dù công nghệ đã tiến rất xa, dữ liệu cuối cùng vẫn chỉ là các bit 0 và 1. Với ổ cứng cơ, những bit này được ghi lại bằng cách từ hóa các vùng cực nhỏ trên đĩa quay: một hướng từ tính đại diện cho số 1, hướng ngược lại đại diện cho số 0.

Theo thời gian, các miền từ tính này có thể dần mất định hướng do bản chất vật lý của từ trường, và quá trình này còn bị đẩy nhanh bởi môi trường xung quanh. Khi một bit tự “lật” từ 0 sang 1 hoặc ngược lại mà hệ điều hành không hề yêu cầu, bit rot đã xảy ra. Và chỉ một thay đổi cực nhỏ như vậy cũng có thể gây hậu quả nghiêm trọng.

Điều nguy hiểm ở chỗ, bit rot diễn ra hoàn toàn trong im lặng. Không có tiếng kêu lạch cạch hay cần đọc bị gãy như khi ổ cứng hỏng cơ học. Trên bề mặt, hệ thống vẫn thấy tệp tin tồn tại, dung lượng không đổi, ngày tạo vẫn y nguyên. Nhưng bên trong, cấu trúc dữ liệu đã bị thay đổi. Nếu lỗi rơi vào phần không quan trọng của một file văn bản, bạn có thể chỉ thấy xuất hiện một ký tự lạ. Nhưng nếu bit bị lỗi nằm trong phần header của ảnh hoặc khung hình quan trọng của video, cả file có thể trở nên không thể mở được. Máy tính cố đọc dữ liệu, gặp mã vô nghĩa và chỉ trả về thông báo lỗi hoặc một hình ảnh vỡ nát. Nó giống như mực trên trang giấy phai dần theo năm tháng, đến lúc đọc lại thì chữ không còn nhận ra được – và mọi thứ diễn ra mà bạn hoàn toàn không hay biết.

Vậy hiện tượng này có phổ biến không? Thực tế, bit rot thường bị hiểu nhầm với hỏng hóc phần cứng hoàn toàn, trong khi nó gần như là điều không thể tránh khỏi nếu xét trên đủ dài về mặt thời gian. Câu hỏi không phải là có xảy ra hay không , mà là khi nào .

Với ổ cứng từ tính – loại phổ biến nhất để lưu trữ ảnh cũ – dấu hiệu từ tính dùng để giữ dữ liệu không tồn tại vĩnh viễn. Ổ cứng hiện đại có tích hợp cơ chế sửa lỗi (ECC) để phát hiện và khắc phục các sai lệch nhỏ, nhưng hệ thống này chỉ hoạt động khi ổ được cấp điện và đang đọc dữ liệu. Khi ổ cứng bị rút điện và bỏ quên trong ngăn kéo nhiều năm liền, các cơ chế bảo vệ này “ngủ đông”, cho phép sự suy giảm từ tính tích tụ dần mà không được kiểm soát. Đó là lý do bit rot thường xuất hiện ở những ổ cứng lâu ngày không sử dụng, chứ không phải các ổ chạy liên tục.

Mức độ suy giảm còn phụ thuộc nhiều vào chất lượng ổ cứng và môi trường lưu trữ. Nhiệt độ cao và độ ẩm lớn là hai yếu tố khiến bit rot diễn ra nhanh hơn, vì chúng thúc đẩy quá trình phân rã hóa học của lớp bảo vệ và làm các hạt từ tính mất ổn định.

Không chỉ ổ cứng cơ mới gặp vấn đề này. SSD, vốn lưu dữ liệu bằng điện tích trong các transistor, thậm chí còn dễ mất dữ liệu hơn khi để lâu không cấp nguồn. Điện tích rò rỉ dần theo thời gian, khiến dữ liệu hỏng nhanh hơn cả sự suy giảm từ tính ở ổ cứng truyền thống.

Dù tia vũ trụ hay bức xạ nền đôi khi cũng có thể gây lật bit, thủ phạm phổ biến nhất vẫn đơn giản là sự “lão hóa” tự nhiên của vật liệu. Mỗi ổ cứng đang nằm yên trong tủ lúc này đều đang âm thầm trải qua quá trình đó.

Vậy bạn có nên lo lắng không? Nếu mục tiêu là lưu giữ album gia đình trong hàng chục năm, câu trả lời chắc chắn là có. Vấn đề nằm ở cách nhiều người đối xử với lưu trữ số theo kiểu “cất đi rồi quên luôn”. Ổ cứng không phải là hộp thời gian. Nó không giống giấy không axit hay bia đá, mà cần được “chăm sóc” định kỳ.

Nếu bạn đang dựa vào một ổ cứng ngoài duy nhất, chưa từng cắm lại từ năm 2015, thì khả năng một số file đã bị hỏng là hoàn toàn có cơ sở thống kê. Không tồn tại cái gọi là ổ cứng “hoàn hảo” miễn nhiễm với bit rot. Giải pháp khôn ngoan là lưu nhiều bản sao trên các loại phương tiện khác nhau và thỉnh thoảng kiểm tra chúng. Trong môi trường chuyên nghiệp, việc này được gọi là data scrubbing : đọc lại dữ liệu và đối chiếu checksum để đảm bảo tính toàn vẹn.

Nếu không muốn hoặc không thể làm phức tạp như vậy, thì ít nhất bạn cũng nên cắm điện cho ổ lưu trữ một hoặc hai lần mỗi năm, mở thử các file quan trọng. Việc này giúp firmware của ổ cứng có cơ hội làm mới dữ liệu và sửa các lỗi nhỏ. Chỉ cần đừng để ổ cứng nằm im nhiều năm liền rồi kỳ vọng mọi thứ vẫn nguyên vẹn.