Ổ cứng SSD đa cấp: SLC, MLC, TLC, QLC và PLC là gì?

Ổ cứng trạng thái rắn cải thiện hiệu suất của các máy tính cũ và biến máy PC mới hơn thành máy tốc độ. Tuy nhiên khi mua ổ cứng SSD, bạn bị bối rối bởi các thuật ngữ như SLC, SATA III, NVMe và M.2. Vậy chúng có nghĩa là gì? Hãy cùng tìm hiểu trong bài viết này nhé.

• Ổ cứng SSD có thể "sống" bao lâu?
• Lý do nên sử dụng ổ cứng SATA SSD
• Tìm hiểu cách thức hoạt động của ổ cứng SSD

Tất cả những điều cần biết về ô nhớ (cell)

Hiện nay, SSD sử dụng bộ nhớ flash NAND, các khối xây dựng trong đó là các ô nhớ. Chúng là những đơn vị cơ bản mà dữ liệu được ghi trong ổ cứng SSD. Mỗi ô nhớ chấp nhận một số bit nhất định, được đăng ký trên thiết bị lưu trữ là 1 hoặc 0.

Ổ cứng SSD ô đơn cấp (Single-Layer Cell - SLC)

Loại cơ bản nhất của SSD là SSD ô đơn cấp (SLC). Ổ cứng SLC chấp nhận một bit trên một ô nhớ. Đây không phải là con số nhiều nhưng nó có một số lợi thế. Đầu tiên, ổ cứng SLC là loại ổ cứng SSD nhanh nhất. Chúng còn bền và ít bị lỗi hơn, do đó được coi là đáng tin cậy hơn so với các ổ SSD khác.

SLC được dùng phổ biến trong môi trường doanh nghiệp, cần tránh mất dữ liệu và độ bền là yếu tố quan trọng. Ổ cứng SLC thường đắt hơn và chúng không có sẵn cho người dùng bình thường. Ví dụ, trên Amazon, bạn có thể tìm thấy ổ SSD SLC 128GB dành cho doanh nghiệp có giá tương đương ổ cứng SSD dành người tiêu dùng đại trà với TLC NAND.

Nếu thấy ổ cứng SSD SLC dành cho người tiêu dùng bình thường, nó có thể là một loại NAND và bộ nhớ cache SLC để cải thiện hiệu suất.

Ổ cứng SSD ô đa cấp (Multi-Layer Cell - MLC)

Từ “đa” trong SSD ô nhớ đa cấp (MLC) không chính xác. Nó chỉ lưu trữ hai bit trên mỗi ô nhớ, không phải là đa, rất nhiều.

MCL chậm hơn một chút so với SLC vì nó cần nhiều thời gian để ghi hai bit vào một ô nhớ. Nó cũng kém bền và không tin cậy như SLC vì dữ liệu được ghi vào bộ nhớ flash thường xuyên hơn.

Tuy nhiên, MLC là ổ cứng SSD rắn. Dung lượng của nó không lớn như các ổ cứng SSD khác nhưng bạn có thể tìm thấy một ổ cứng SSD MLC 1TB.

Ổ cứng SSD Triple-Layer Cell (TLC)

Ổ cứng TLC ghi ba bit dữ liệu vào một ô. Hiện nay, TLC là loại ổ cứng SSD phổ biến nhất.

Nó cũng có nhiều dung lượng hơn ổ cứng SLC và MLC nhưng tốc độ chậm hơn, độ tin cậy và độ bền cũng không bằng. Điều này không có nghĩa là ổ TLC không tốt. Thực tế, nó có thể là ổ cứng tốt nhất hiện giờ bạn có thể mua đặc biệt khi không có nhiều ngân sách.

Ổ cứng SSD LTC kém bền nhưng nó có thể tồn tại trong vài năm.

Terabytes Written (TBQW)

Thông thường, độ bền của SSD được biểu thị bằng TBW. Đây là số terabyte có thể được ghi vào ổ cứng trước khi nó bị lỗi.

Model 500GB của Samsung 860 Evo (SSD phổ biến từ vài năm trước) có số TBW là 600, model 1TB là 1200 TBW. Như bạn thấy, lượng dữ liệu được ghi cũng khá nhiều, vì vậy một ổ cứng như thế cũng có thể sử dụng được trong nhiều năm.

TBW cũng là ước tính "mức độ an toàn" cho thời gian sử dụng ổ cứng, SSD thường vượt mức giới hạn này. Tuy nhiên, để đảm bảo an toàn, bạn nên sao lưu để tránh mất dữ liệu, đặc biệt với các ổ cứng cũ.

Ổ cứng SSD Quad-Level Cell (QLC)

Ổ cứng SSD Quad-Level Cell (QLC) có thể ghi bốn bit trong một ô nhớ. QLC NAND có thể đóng gói nhiều dữ liệu hơn các loại khác nhưng hiện nay nó hưởng lớn đến hiệu suất ổ cứng. Đặc biệt khi tải file lớn trên 40GB, bộ nhớ cache sẽ nhanh chóng hết. Đây có thể là một vấn đề ngắn hạn vì các nhà sản xuất đang cố gắng để tối ưu hóa QLC.

Độ bền cũng là một điều cần quan tâm. Ổ cứng NVMe QLC Crucial P1 chỉ có 100 TBW trên model 500GB và 200 TBW trên 1TB. Đây là một sự sụt giảm đáng kể so với TLC nhưng đủ tốt để sử dụng tại nhà.

Ổ cứng SSD Penta-Level Cell (PLC)

Ổ cứng PLC SSD có thể ghi 5 bit trên một ô, không có model dành cho người tiêu dùng bình thường nhưng trong tương lai sẽ có. Toshiba đã đề cập đến ổ cứng PLC vào cuối tháng 8/2019 và Intel cũng nhắc đến nó 1 tháng sau đó. PLC có thể đóng gói nhiều dung lượng hơn vào ổ SSD. Tuy nhiên, chúng có cùng vấn đề như ổ cứng TLC và QLC khi nói đến độ bền và hiệu suất.

Bạn nên chờ cho đến khi người dùng đánh giá về nó và kiểm tra số TBW để xem chúng có thể tồn tại được bao lâu và số TBW thực tế.

Ví dụ, ổ cứng QLC đã đề cập trước đo có số TBW thấp hơn nhưng có thể ghi khoảng 54GB mỗi ngày trong 5 năm. Không có ổ cứng cho mục đích sử dụng tại nhà nào có thể ghi nhiều dữ liệu như vậy. Do đó bạn có thể mong đợi ổ cứng đó có thể sử dụng được lâu mặc dù TBW thấp.

Các thuật ngữ SSD khác

Đó là một số loại bộ nhớ flash NAND nhưng dưới đây là một vài thuật ngữ có thể giúp bạn hiểu hơn:

• 3D NAND: Các nhà sản xuất NAND đã cố gắng đặt ô nhớ NAND gần nhau hơn trên một bề mặt phẳng để khiến ổ cứng nhỏ hơn và tăng dung lượng. Tuy nhiên việc làm này chỉ có hiệu quả ở một mức nào đó vì việc để ô nhớ gần nhau quá làm giảm độ tin cậy của ổ cứng. Để giải quyết vấn đề này, họ xếp chồng các ô nhớ lên nhau để tăng dung lượng. Đây được gọi là 3D NAND hoặc đôi khi là NAND dọc. Tuy nhiên việc làm này chỉ có hiệu quả ở một mức nào đó vì việc để ô nhớ gần nhau làm giảm độ tin cậy của ổ cứng.
• Công nghệ wear leveling: Ô nhớ SSD bắt đầu xuống cấp ngay khi chúng được sử dụng. Để giúp các ổ cứng ở trạng thái tốt trong thời gian dài hơn, các nhà sản xuất đã sử dụng công nghệ wear leveling cố gắng ghi dữ liệu vào ô nhớ càng bằng nhau càng tốt. Thay vì ghi một khối nhất định trong một phần của ổ cứng, nó sẽ phân phối dữ liệu bằng nhau, do đó, các ô nhớ được điền với tốc độ tương đối giống nhau.
• Bộ nhớ cache: Mọi ổ SSD đều có bộ nhớ đệm trong đó dữ liệu được lưu trữ nhanh chóng trước khi ghi vào ổ cứng. Bộ nhớ cache này rất quan trọng để tăng hiệu suất SSD. Chúng thường bao gồm SLC hoặc MLC NAND. Khi bộ nhớ cache đầy, hiệu suất có xu hướng giảm đáng kể, điều này đặc biệt đúng với một số ổ cứng TLC và QLC.
• SATA III: Đây là giao diện ổ cứng và SSD phổ biến nhất dành cho PC. Trong bối cảnh này, giao diện chỉ có nghĩa là cách một ổ cứng kết nối với bo mạch chủ. SATA III có thông lượng tối đa 600 megabyte mỗi giây.
• NVMe: Giao diện này kết nối SSD với bo mạch chủ. NVMe di chuyển qua PCIe để có tốc độ nhanh. Các ổ cứng NVMe cho người dùng đại trà hiện tại nhanh hơn khoảng ba lần so với SATA III.
• M.2: Đây là form factor (kích thước vật lý, hình dạng và thiết kế) của các ổ NVMe. Chúng thường được gọi là gumstick vì nhỏ và có hình chữ nhật. Chúng phù hợp với các khe đặc biệt trên hầu hết các bo mạch chủ hiện đại.