Các giải pháp lưu trữ cá nhân chiến lược

Phương tiện lưu trữ dữ liệu kỹ thuật số chưa bao giờ rẻ như ngày nay. Các phương tiện lưu trữ hiện nay có giá thành rẻ và vô cùng đa dạng. Bất chấp điều đó, công nghệ lưu trữ vẫn không ngừng phát triển và hoàn thiện hơn. Dưới đây chúng ta bàn về những vấn đề chủ yếu liên quan đến sự phát triển công nghệ trong lĩnh vực lưu trữ cá nhân.

Chúng ta sẽ tập trung vào các phương tiện lưu trữ dạng đĩa, bao gồm cả ổ cứng thông thường và quang học, trong đó bàn cả về các quyết định mua trong ngắn hạn. Cũng lưu ý rằng chúng ta sẽ không đề cập tới công nghệ lưu trữ bằng băng từ bởi hiện nay, đây không phải là sự lựa chọn thông dụng cho các máy PC để bàn mặc dù chúng vẫn được sử dụng nhiều trong môi trường doanh nghiệp.

Về vấn đề kết nối

Việc kết nối ổ lưu trữ đã từng là vấn đề đơn giản. Chỉ cần nối cáp IDE, thiết lập đúng cầu nối jumper (master/slave/CS) và mọi việc hoàn tất. Nếu bạn là một trong số ít người dùng sử dụng SCSI trong máy để bàn, vấn đề có thể phức tạp hơn một chút nhưng không mấy khó khăn đối với bạn khi bạn đã quyết định mua một chiếc PC như vậy.

Thế nhưng, hiện nay, việc cài đặt có vẻ phức tạp hơn. Hãy bàn về các phương pháp kết nối ổ cứng trước khi chúng ta tập trung vào các khía cạnh mang tính công nghệ thực sự.

Giao tiếp ATA tuần tự

Trong nhiều năm, chuẩn kết nối phương tiện lưu trữ là ATA song song (parallel ATA), hay vẫn thường được gọi (một cách không chính xác lắm) là IDE. Vài năm trước, ngành công nghiệp lưu trữ bắt đầu chuyển hướng sang ATA tuần tự (serial ATA - SATA). Kết nối Serial ATA ban đầu, Serial ATA 1.0 hoặc SATA 150, hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu tối đa 150 Mbit/s qua một cổng tuần tự 1,5GHz. SATA truyền tải 1 bit trong mỗi xung, sử dụng phương pháp giải mã 8b10b. Giải mã 8b10b cho phép tốc độ tối đa thực tế là 150 Mbit/s trong khi tốc độ lý thuyết lên tới 187 MBit/s.

SATA hỗ trợ cấu trúc điểm-tới-điểm, tức là mỗi điểm nối cho một thiết bị (khác với hai thiết bị cho một điểm nối của pararrel ATA). Bởi kích thước các điểm nối được giảm đáng kể, do đó có thể dễ dàng thiết kế bốn điểm nối này trên một không gian cho một điểm nối song song.

Hơn nữa, SATA được thiết kế với khả năng nâng cấp. Tốc độ hiện tại của kết nối này chỉ đạt 150 Mbit/s trong khi phiên bản mới nhất có thể đạt 300 Mbit/s. Thậm chí, tốc độ thực hiện có thể cho phép tới 600 Mbit/s (6 GHz).

Tuy nhiên, bạn không cần phải chờ tới phiên bản SATA-II với tốc độ 300 Mbit/s. Các nhà sản xuất chipset đang ứng dụng NCQ (native command queuing) cho giao diện SATA hiện tại. Bên cạnh đó, Maxtor và Seagate đã công bố hỗ trợ NCQ trong các dòng ổ cứng SATA mới nhất của họ.

NCQ cải thiện tốc độ thực hiện của ổ cứng bằng cách cho phép các lệnh có thể lưu tạm trong đĩa cứng trong khi hệ thống lưu trữ phụ chờ đợi các quá trình tiếp theo. Tuy nhiên, NCQ có vai trò không chỉ đơn thuần là bộ đệm lệnh. Nó còn được tích hợp cả tính năng tổ chức thông minh và tái sắp xếp lệnh hướng dẫn có thể điều khiển góc trễ và góc quay của đầu đọc. Như vậy, các lệnh được đưa ra một cách hiệu quả hơn và được thực hiện trong mối tương quan với tình trạng đầu đọc/ghi của đĩa (tuyến tính và góc). Trong khi các ổ đĩa SCSI được dùng nhiều cho các doanh nghiệp đã tích hợp tính năng này, đây là lần đầu tiên một máy tính để bàn tích hợp NCQ vào trong cấu trúc logic lõi.

Western Digital chưa có kế hoạch hỗ trợ NCQ, tuy nhiên hãng này sử dụng cơ chế TCQ (tagged command queuing) trong dòng sản phẩm mới nhất - Raptor Serial ATA. TCQ nhiều nguy cơ quá tải hơn NCQ nên hoạt động kém hiệu quả hơn một chút song vẫn tốt hơn nhiều các ổ cứng không sử dụng cơ chế chờ lệnh. Hiện tại không bộ điều khiển nào có tích hợp sẵn TCQ, do đó, các bảng mạch PCI SATA sẽ thực hiện vai trò này.

Cũng lưu ý rằng người sử dụng máy tính trung bình sẽ không nhận thấy sự khác biệt lớn với sự xuất hiện của cơ chế chờ lệnh. Tuy nhiên, với những ai dùng các phần mềm truy nhập nhiều vào ổ cứng, điều này sẽ đem lại hiệu quả.

Những cải tiến trong công nghệ ổ đĩa

Các nhà sản xuất ổ đĩa đang tập trung nỗ lực tăng mật độ lưu trữ thông tin trên một đơn vị diện tích (bit/cm2) trong các ổ lưu trữ. Điều này gây ra những tác động sau:

- Tốc độ đọc tăng lên bởi số lượng bit thông tin quay dưới một đầu đọc tăng lên khi mật độ tăng lên.
- Giá thành hạ. Một ổ 100 GB đĩa đơn có giá rẻ hơn ổ cứng 80 GB hai mặt lưu trữ.
- Xuất hiện nhiều tính năng mới. ổ Microdrives mới của Hitachi với dung lượng 4 GB chỉ có kích thước 1 inch mỗi chiều. Toshiba cũng chuẩn bị tung ra những sản phẩm lưu trữ chỉ có kích thước 0,85 inch với dung lượng tính bằng GB.

Kích thước và tốc độ quay

Các ổ đĩa cứng máy tính vẫn đang dừng lại ở tốc độ quay 7.200 RPM và còn nhiều người dùng các ổ cứng 5.400 RPM. Western Digital sẽ sớm tung ra thị trường các ổ đĩa SATA 10. RPM song hiện tại chỉ phù hợp cho các máy chủ hoặc dùng trong các mảng RAID.

Bên cạnh mật độ dữ liệu, các nhà sản xuất cũng đang nghiên cứu việc giảm kích thước lớp lưu trữ. ổ Raptor của Western Digital có tốc độ quay 10. RPM nhưng chỉ sử dụng các đĩa có đường kính 3 inch (thay vì 3,5 inch như trước đây). Seagate cũng xuất xưởng dòng Savvio 2,5 inch quay với tốc độ 10. RPM. Hiện tại, các ổ cứng này đều chỉ có cổng giao tiếp SCSI hoặc SCSI chuyển đổi sang tuần tự. Tuy nhiên, không có lý do gì để chúng không thể được phát triển trong các dòng máy để bàn thông thường.

Các hãng cũng đang nghĩ tới việc tăng dung lượng bộ đệm. Các ổ cứng mới của Maxtor có bộ đệm 16 MB. Điều này góp phần không nhỏ trong việc tăng tốc độ thực hiện của ổ đĩa.

RAID cho máy để bàn

RAID cho máy tính cá nhân ngày càng trở nên phổ biến, đặc biệt từ khoảng quý II năm 2003. Thậm chí bạn có thể mua được các máy tính dùng tại nhà từ các hãng lớn như HP hay Dell có tích hợp RAID.

Tuy nhiên, lợi ích của RAID 0 là không rõ ràng. Trên lý thuyết, bạn sẽ có khả năng lưu trữ lớn hơn và tốc độ cải thiện với các mảng RAID 0. Tuy nhiên, Storage Review, một website uy tín trong lĩnh vực đánh giá các sản phẩm lưu trữ, khuyến cáo rằng hiệu quả đạt được với RAID 0 trong môi trường để bàn là tối thiểu. Bên cạnh đó, nguy cơ mất dữ liệu cũng là một vấn đề khi mà bạn sử dụng hai ổ cứng để thực hiện nhiệm vụ của một ổ và kết quả là lợi bất cập hại!

Bên cạnh đó, các nhà sản xuất chipset cũng quan tâm tới RAID 1. Một trong số các hệ thống lưu trữ mà chúng tôi đang dùng có ổ đĩa vật lý lưu trữ thứ hai mà thực chất là một đôi đĩa 250 GB được cấu hình RAID 1. Các dữ liệu giá trị được lưu trong ổ đĩa dự phòng (redundant), tạo ra khả năng bảo mật cao hơn. Có thể sử dụng thêm các bảng mạch PCI bổ sung để cấu hình thành RAID 5 hoặc cao hơn, giảm thiểu nguy cơ mất dữ liệu song cùng đồng nghĩa với giá thành tăng. Nếu bạn có thể sắm cho mình hai ổ đĩa 160 GB (khoảng 100 USD/ổ), việc xây dựng một mảng dự trữ 160 GB sẽ trở nên phù hợp hơn.

Các nhà sản xuất cấu trúc logic lõi đang nỗ lực cải thiện khả năng mở rộng hệ thống lưu trữ so với việc sử dụng các bảng mạch bổ sung. Chipset mới nhất của Intel, 9xx cho phép bạn kết hợp các ổ RAID 0 và RAID 1 bằng việc sử dụng hai ổ đĩa vật lý. Via cũng sẽ tích hợp RAID 0+1 vào chipset South Bridge 8251, cho phép các cổng SATA sẽ được bổ sung vào hệ thống (nhưng yêu cầu phải có chip “SATALite”). Điều này tương đương với việc tạo ảnh của một cặp mảng, cho phép đạt hiệu suất cao nhất cả về lưu trữ dữ liệu và tốc độ. Và cũng tương đương rằng giá thành sẽ tăng lên bởi bạn sẽ cần tới bốn ổ đĩa.

Khi chi phí cho giải pháp lưu trữ trở nên rẻ hơn và nhanh hơn, mục tiêu sử dụng các ổ dự phòng để bảo vệ sự an toàn của dữ liệu trở nên cần thiết hơn so với việc tăng tốc độ thực hiện của toàn hệ thống. Và ích lợi của dung lượng đạt được với RAID 0 sẽ trở nên tối thiểu khi mà các nhà sản xuất tung ra thị trường các dòng ổ đĩa cứng lớn hơn 300 GB. Một khi các dữ liệu số còn được lưu trữ trong các ổ đĩa từ, việc bảo quản và bảo mật các bit thông tin sẽ trở nên quan trọng hơn nhiều so với việc tăng tốc trò Doom của bạn lên chỉ hai giây đồng hồ.

Ổ lưu trữ ngoài

Các thiết bị lưu trữ ngoài gồm hai loại: Loại thông dụng hơn cả là kết nối qua USB hoặc FireWire với duy nhất một máy tính. Loại thứ hai ít phổ biến với số đông người dùng tại nhà là các ổ lưu trữ mạng (NAS - network attached storage). Hệ thống NAS cũng đang thu hút được sự chú ý bởi số lượng mạng gia đình tăng lên đáng kể.

Thiết bị lưu trữ đơn

Các ổ cứng ngoài ngày càng thông dụng, bao gồm các ổ hệ thống và các thiết bị lưu trữ. Đa phần các ổ đĩa ngoài được bán với phần mềm backup và tính năng “một chạm”. Điều này cho phép bạn có thể ấn một nút bên ngoài ổ để kích hoạt phần mềm và quá trình backup sẽ tự động tiến hành.

Gần đây, Western Digital tích hợp cả đầu đọc thẻ nhớ vào các ổ cứng ngoài và gọi đó là “trung tâm đa phương tiện”. Bất chấp những ngôn từ quảng cáo, đây thực sự là một tính năng hữu ích.

Một số nhà sản xuất khác, chẳng hạn LaCie, đang thiết kế các ổ đĩa ngoài sử dụng kết nối FireWire 800 (hay còn gọi 1394b). Kết nối này tăng tốc độ lên gấp đôi 1394a và cũng gần gấp đôi tốc độ lý thuyết tối đa của USB 2.0. Tất nhiên, bạn sẽ phải sắm cho mình một bảng mạch PCI FireWire 800 hoặc bạn đang sử dụng hệ thống mới nhất của Apple.

Tuy nhiên, có lẽ hứa hẹn nhất là dòng ổ đĩa SATA ngoài mới nhất, chẳng hạn ổ đĩa CMS Velocity. Phiên bản hiện nay của SATA không phù hợp với khả năng ứng dụng bên ngoài. Điểm kết nối chưa thực sự đáp ứng trong khi khả năng tráo đổi nóng chưa được hỗ trợ. CMS Velocity khắc phục được những điểm yếu này đồng thời tạo ra những điểm kết nối SATA dự trữ.

Như vậy, với sự phát triển của công nghệ lưu trữ, bạn có thể sắm cho mình một ổ đĩa ngoài. Bạn muốn dùng một ổ đĩa 2,5 inch cho laptop và sử dụng nguồn nuôi từ cổng USB? Hoàn toàn có thể. Bạn còn muốn một ổ đĩa hỗ trợ cả FireWire 800 và USB 2.0? Đã đến lúc bạn nghĩ tới chúng.

Hệ thống lưu trữ mạng

Các hệ thống NAS có thể cấu hình nhiều cách khác nhau, từ một hệ thống đơn thuần lưu trữ cho PC cho tới các giải pháp nhằm vào các cấu trúc mạng đặc biệt dành cho người dùng gia đình. Các thiết bị được sử dụng cũng được tích hợp với các tính năng như router hoặc switch sẵn có.

Vậy vấn đề đối với các hệ thống NAS là gì? Chi phí, tất nhiên. Bỏ ra hơn 500 USD cho một ổ cứng 120 GB có khả năng kết nối mạng có lẽ không phải là một giải pháp phù hợp với hầu hết người dùng. Việc thiết lập và kết nối hệ thống cũng phải là một vấn đề đơn giản. Tuy nhiên, một số công ty như Ximeta chẳng hạn, đã giới thiệu các sản phẩm thay thế có giá thành rẻ hơn các hệ thống NAS thường được các doanh nghiệp quan tâm.

Những sản phẩm được quan tâm hơn cả chính là các hệ thống nhằm vào thị trường người dùng gia đình. Một minh chứng là máy chủ cá nhân Mirra. Mirra đề cao tính dễ sử dụng và tính tự động với chi phí tương đương các giải pháp chia sẻ ổ cứng chuẩn khác. Tuy nhiên, bạn vẫn có thể dễ dàng truy nhập các tệp qua mạng Internet một cách an toàn và tạo ra các tệp được lưu trữ cục bộ hoặc trên Internet.

Mặc dù vậy, người dùng có kinh nghiệm có thể muốn một hệ thống mạng tinh vi hơn Mirra. Và Linksys Network Storage Link có thể là một lựa chọn đáng quan tâm. Thiết bị nhỏ gọn này sẽ gắn vào mạng của bạn và giúp bạn cài đặt các ổ đĩa cứng qua cổng USB 2.0.

Tất nhiên, không có gì hoàn hảo và Network Storage Link không là ngoại lệ. Bạn sẽ phải format ổ đĩa với một định dạng đặc biệt chứ không phải là FAT32 hay NTFS. Tuy nhiên, đây là một giải pháp cho phép người dùng có thể khai thác hiệu quả các phương tiện lưu trữ ngoài mà không phải đau đầu vì vấn đề kinh phí. Thiết bị của Linksys cũng cho phép bạn kết nối tệp qua Internet.

Lưu trữ quang học - ổ ghi DVD

Cũng giống như những gì đã xảy ra với ổ ghi CD, ổ ghi DVD đang ngày càng cải thiện được tốc độ, tính ổn định với giá thành giảm dần. Không như ổ ghi CD, các ổ ghi DVD có thể tăng dung lượng đáng kể với công nghệ DVD-R DL (hai lớp). Thông thường, một công nghệ mới thường đồng nghĩa với giá thành cao. Tuy nhiên, với DL, chúng ta vẫn có thể mua một ổ ghi với giá dưới 100 USD.

Điều ngạc nhiên là giá thành các ổ ghi một lớp vẫn gần như không đổi. Lấy ví dụ, ổ DVR-A07 của Pioneer với tốc độ ghi 8x có giá khoảng 77 USD trong khi giá của ổ ghi hai lớp DVR-A08 chỉ nhỉnh hơn đôi chút, 82 USD. Điều này dẫn tới xu hướng tập trung vào các ổ ghi hai lớp khi mà các nhà sản xuất nhận thấy rằng chi phí dành cho loại ổ ghi không cao hơn so với các sản phẩm thế hệ cũ.

Tuy vậy, đĩa dùng cho các ổ ghi lại là một vấn đề hoàn toàn khác. Tại thời điểm này, các đĩa DVD+R DL vẫn rất khó tìm và giá thành lên tới hơn 10 USD/chiếc. Mặc dù hiệu quả của việc ghi đĩa hai lớp là không thể phủ nhận, song có lẽ bạn vẫn phải cân nhắc khi hoàn toàn có thể mua được một chiếc đĩa một mặt với giá thấp hơn nhiều, thậm chí chỉ 1 USD.

Chúng ta đang hi vọng sự xuất hiện của các đĩa quang dung lượng cao sử dụng công nghệ laser xanh vào năm 2005. Còn các ổ đĩa ghi laser xanh gia dụng, có thể thay thế cho các đầu video VCR, sẽ không xuất hiện sớm hơn cuối năm nay.

Bạn nên lựa chọn giải pháp nào?

Trước khi đưa ra các quyết định mua thiết bị lưu trữ cho chiếc PC hoặc mạng gia đình bạn, bạn sẽ phải cân nhắc các nhu cầu thực sự:

- Cả nhà bạn chỉ dùng chung một chiếc PC?
- Bạn có sử dụng mạng gia đình?
- Mạng của bạn là vô tuyến hay hữu tuyến?
- Bạn có phải là một “admin” của gia đình?
- Bạn có thực sự cần truy nhập dữ liệu từ mọi nơi trong nhà mình?
- Tính bảo mật dữ liệu có quan trọng với bạn? Nếu bạn hay chơi game và sử dụng một vài ứng dụng, điều này trở nên không cần thiết. Nhưng nếu bạn điều hành một doanh nghiệp nhỏ, nguy cơ mất dữ liệu là một mối quan tâm hàng đầu với bạn.

Mua hoặc nâng cấp ổ đĩa cứng máy để bàn

Trước tiên, hãy nghĩ tới hệ thống của bạn. Nếu bạn có một hệ thống cũ, có thể bạn sẽ vẫn phải dùng ATA song song. Một tin vui là giá thành các sản phẩm ATA song song đã trở nên rẻ hơn nhiều bởi hầu hết các nhà sản xuất đều chuyển nỗ lực sang SATA.

Nếu bạn đã có một hệ thống hỗ trợ SATA, chắc chắn là ổ đĩa SATA là sự lựa chọn duy nhất. Giá thành ổ đĩa SATA đã giảm nhiều so với vài tháng trước mặc dù vẫn cao hơn đôi chút so với ATA song song. Các ổ đĩa hỗ trợ NCQ cũng bắt đầu có mặt ở các quầy bán lẻ. Lấy ví dụ, ổ đĩa Seagate ST3160827AS hỗ trợ NCQ có giá khoảng 105 USD. ổ ST3160023AS khoảng 96 USD cũng tương tự như ST3160827 chỉ trừ việc hỗ trợ NCQ.

Tuy nhiên, cũng cần lưu ý rằng hiện tại, chỉ duy nhất cổng điều khiển ICH6R I/O của Intel là hỗ trợ NCQ. Sắp tới Via cũng tung ra chip 8251 có khả năng hỗ trợ công nghệ này.

Vậy còn RAID? Trừ phi bạn muốn có được sức mạnh và dung lượng của RAID 0 (chẳng hạn bạn muốn biên tập các đoạn video số không nén), nếu không, hãy bỏ qua RAID 0 cho các máy để bàn thông thường. Đáng giá hơn là hãy cân nhắc RAID 1, đặc biệt nếu bạn quan tâm tới khả năng bảo mật dữ liệu. RAID 1 không phải là một giải pháp backup tốt, nhưng bạn vẫn có thể tận dụng nó phù hợp với tính toán về kinh phí của mình.

Các ổ đĩa ngoài

Bạn đã từng nghĩ tới việc mua các ổ đĩa lưu trữ ngoài?

Nếu bạn cần tới tính cơ động, một ổ đĩa ngoài là đáng giá. Chẳng hạn bạn có thể lưu tất cả các tệp nhạc của mình và tạo ra một thư viện nhạc di động. Việc backup dữ liệu cũng khá dễ dàng với các ổ đĩa ngoài, ít ra là nhanh hơn, so với giải pháp băng từ. Cũng cần lưu ý rằng một ổ đĩa ngoài cũng sử dụng các đĩa từ quay tốc độ cao, do đó nguy cơ lỗi đĩa vào một ngày xấu trời là thực tế. Bên cạnh đó, băng từ có thể lưu trữ dữ liệu độc lập (off-site). Bạn cũng có thể nghĩ tới backup bằng ổ ghi DVD. Tốc độ lưu dữ liệu sẽ chậm hơn, song bạn có thể bảo quản chúng như những băng từ.

Mua các ổ đĩa quang

Một quyết định dễ dàng với bạn: mua một ổ ghi hai lớp. Hiện tại, giá đĩa ghi vẫn cao song chắc chắn chỉ trong thời gian ngắn trước mắt. Các ổ DL vẫn ghi tốt với các đĩa một lớp với tốc độ lên tới 16x với đĩa DVD+R.

Hầu hết các ổ đĩa quang hiện nay đều sử dụng kết nối ATA song song. Mới đây, Plextor tung ra PX-712A với giao diện SATA. Điều này có thể chỉ đáng quan tâm nếu như bạn có một cấu trúc logic lõi hỗ trợ ít nhất hai giao diện SATA gốc.

Ổ lưu trữ mạng

Nếu bạn có một mạng LAN gia đình với nhiều thành viên, NAS là một khả năng ưu việt. Nếu bạn muốn sử dụng laptop kết nối không dây trong nhà, NAS lại càng đáng giá. Các ổ đĩa Ximeta chỉ có giá dưới 200 USD, không phải là quá cao cho một giải pháp tốt. Mặc dù vậy, NAS sẽ vẫn còn nhiều vấn đề cần phải hoàn thiện.

(Đặng Đình Anh)