Bí mật công nghệ của ổ cứng ngoài 3TB

Seagate vừa ra mắt mẫu ổ cứng ngoài 3TB đầu tiên trên thế giới (FreeAgent GoFlex Desk). Nếu như xu hướng trước đây thường là ổ cứng trong có dung lượng lớn trước tiên rồi mới đến ổ cứng ngoài, nhưng với ổ Seagate thì quy trình này lại bị đảo ngược. Hãng này đã áp dụng một số công nghệ mới để có được ổ cứng 3TB.

Hiện ổ cứng 3TB FreeAgent GoFlex Desk của Seagate đang được bán với giá 332USD.

Kể từ năm 2007 tới nay, dòng ổ cứng có dung lượng lên tới TB (1TB = 1024GB) đã lác đác xuất hiện. Năm 2007, Hitachi đã ra mắt mẫu ổ cứng 1TB đầu tiên. Và rồi cùng năm đó, đối thủ Western Digital đã công bố mẫu ổ cứng 2TB, hứa hẹn mang lại nhiều đổi thay cho lĩnh vực lưu trữ dữ liệu.

Công nghệ cung từ 4K

Thông thường hệ điều hành giao tiếp với ổ cứng thông qua BIOS của hệ thống và bảng phân vùng trong sector (cung từ) đầu tiên (thường được gọi là mục ghi khởi động chủ - MBR). MBR sẽ giúp theo dõi các điểm khởi động của mỗi sector trên ổ đĩa. Theo lộ trình được ngành công nghiệp phần cứng thông qua năm 1980 thì dung lượng lưu trữ tối đa có thể đạt tới 2.1TB. Đây cũng là giới hạn của gần như tất cả BIOS và hệ điều hành hiện nay.

Theo lộ trình truyền thống, BIOS và MBR sẽ nhận dạng ổ cứng bằng phần tiêu đề (header) sector đầu tiên, rồi tiếp sau là 512 byte dữ liệu, và cuối cùng là header của sector kế tiếp. Seagate và ngành công nghiệp ổ cứng đang chuyển sang định dạng sector 4K (hay còn gọi là Advanced Format). Hầu như tất cả các loại ổ cứng được phân phối trên thị trường từ cuối tháng giêng 2010 trở lại đây đều sử dụng định dạng này. Trên lý thuyết, định dạng này sẽ cho phép ghi dữ liệu gấp 8 lần so với định mức 2.1TB (17.6TB), thế nhưng các hệ BIOS hiện nay lại không hỗ trợ khả năng này.

Về phần Seagate, hãng sẽ phải cần tới phần cứng và phần mềm cơ sở (firmware) mới để BIOS có thể nhận dạng được ổ cứng mặc dù chúng vẫn sử dụng bảng 512 byte. Trên thực tế, bảng này đã được chuyển đổi lên 4K khi đọc ổ cứng nên chúng vẫn tương thích với các hệ thống hiện tại. Điều này có thể thực hiện được là nhờ ổ cứng ngoài sử dụng driver để giao tiếp (ổ cứng khởi động trong không có khả năng này). Kết quả là như chúng ta thấy, dung lượng 3TB hiện mới chỉ có trên ổ cứng ngoài chứ không phải ổ cứng trong. Các nhà sản xuất muốn ổ cứng trong phải hoạt động với đầy đủ tính năng trên tất cả các hệ thống, chứ không mang tính cục bộ như ổ cứng ngoài.

Sẽ có ổ cứng 1 tỷ TB trong tương lai

Theo thời gian sẽ có BIOS hỗ trợ sector 4K mặc dù cần phải có sự hỗ trợ của cả hệ điều hành thì hệ thống mới vận hành được trơn tru. Windows Vista, Windows 7, Mac OS X và một số phiên bản Linux có thể thực hiện được điều này, mặc dù vẫn còn một số trục trặc nhỏ đối với ứng dụng của ổ cứng. Trên thực tế, các hệ điều hành mới hơn chẳng hạn như Windows Vista và Windows 7 đều hỗ trợ việc thay thế bảng MBR bằng định dạng bảng phân vùng GUI (GPT). GPT sẽ hỗ trợ không gian địa chỉ lớn hơn - khoảng 8 zettabyte (1ZB = 1 tỷ TB) nên không gian lưu trữ sẽ là rất lớn.

Thông thường, khi đề cập tới ổ cứng có dung lượng lớn hơn, chúng ta thường nghĩ ngay tới mật độ lưu trữ dày đặc hơn, đồng nghĩa với việc các mặt đĩa của ổ cứng sẽ phải lưu trữ nhiều dữ liệu hơn. Tuy nhiên, trong trường hợp này thì lại không phải như thế. Chẳng hạn như ổ cứng 2TB đời đầu của Seagate có dung lượng lưu trữ lớn không phải do mật độ lưu trữ tăng lên, mà là do 2 nhân tố chính dưới đây.

Trước hết, ổ cứng gồm 5 lớp đĩa khác nhau thay vì 4 lớp đĩa như truyền thống. Ngoài ra, công nghệ mới cũng sẽ giúp nhà sản xuất đặt các lớp đĩa này gần nhau hơn. Thứ hai là việc chuyển đổi lên định dạng sector 4K sẽ giúp tăng khả năng lưu trữ so với sector 512 byte truyền thống. Theo giám đốc quản lý sản phẩm của Seagate, David McKenzie, mật độ vùng lưu trữ sẽ tiếp tục tăng trong những năm tới, tuy nhiên đây lại không phải là động lực chính dẫn tới sự đột phá của thế hệ ổ cứng tương lai.

Hãy nhìn lại tốc độ phát triển của ổ cứng trong thời qua để thấy được sự thay đổi nhanh chóng của chúng. Nếu như cuối những năm 80, chiếc ổ cứng chỉ có dung lượng lưu trữ khoảng 5MB (bằng 1 tệp tin MP3 hoặc 1 tệp tin ảnh JPEG hiện tại), thì năm 1991 nó được tăng lên khoảng 130MB (khoảng 2 giây video HD hiện tại). Còn ngày nay, dung lượng của ổ cứng đã tăng lên 3TB, tương đương với khoảng 120 bộ phim HD – một sự khác biệt quá lớn so với cách đây 20 năm.

Để lấp đầy ổ cứng này, chắc hẳn bạn sẽ cần tới rất nhiều nội dung video hoặc các loại dữ liệu đặc biệt khác. Dĩ nhiên, với nhiều người thì dung lượng lưu trữ này là không cần thiết và vượt quá nhu cầu của họ. Tuy nhiên, như chúng ta đã biết dung lượng ổ cứng tăng nhanh là nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người dùng, đặc biệt là trong lĩnh vực giải trí.