Tìm hiểu về SSD: SLC, MLC, TLC, hiệu suất, độ bền, và Quick review SSD Sandisk Extreme Pro 240G

SSD là giải pháp ổ cứng thể rắn (Solid State Drive) có nhiều ưu điểm vượt trội so với HDD truyền thống. Không giống như HDD vốn ghi dữ liệu lên các phiến đĩa mà được ghi lên các chip flash với nhiều ưu điểm vượt trội hơn như tốc độ truy xuất dữ liệu cao, chạy êm, độ bền cao...Tuy nhiên, cũng giống như rất nhiều những sản phẩm trong thời buổi kinh tế thị trường hiện nay, SSD cũng có nhiều loại khác nhau: loại cực "xịn", loại trung bình, loại...tạm được. Có nghĩa rằng không phải tất cả các mẫu SSD đều cho hiệu năng giống nhau. Hiệu năng của SSD được thể hiện thông qua các thông số kĩ thuật mà nhà sản xuất ghi trên bao bì sản phẩm hay liệt kê trên website của họ. Hiểu được các thông số dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn những gì mà sản phẩm mang lại cũng như giúp bạn đưa ra các lựa chọn hợp lý khi mua SSD, xem mình có thể hy sinh tính năng gì để đổi lại được giá tiền ít đi hay 1 tính năng khác cần thiết hơn...

Bộ nhớ NAND Flash là 1 sự lựa chọn hàng đầu sử dụng trong các thiết bị điện tử di động tiêu dùng đa phương tiện. NAND Flash cơ bản được chia làm 2 loại: SLC (single-level cell hay 1-bit-per-cell NAND Flash memory) và MLC (multi-level cell hay 2-bit-per-cell NAND Flash memory).

Ban đầu, các ổ cứng SSD sử dụng chip nhớ NAND SLC dù có hiệu năng cao nhưng lại bị giới hạn khả năng lưu trữ trên mỗi cell khá nhiều, không có lợi thế và khả năng lưu trữ dung lượng lớn. Hệ quả là chi phí sản xuất cao, khiến giá sản phẩm cuối rất đắt đỏ - yếu tố khiến các sản phẩm nhóm này khó tiếp cận thị trường tiêu dùng và chủ yếu chỉ được sử dụng trong quân sự và doanh nghiệp. Sau một vài năm, chi phí của SLC SSD quá cao khiến thậm chí các doanh nghiệp cũng đang bắt đầu chuyển dần sang các dòng SSD chuẩn MLC thay vì SLC.

Kể từ đó, sản phẩm sử dụng chip nhớ MLC đã trở thành chuẩn bộ nhớ chủ đạo cho các dòng SSD hiện diện trên thị trường từ năm 2008 và được người tiêu dùng yêu thích. Tuy nhiên, nó vẫn chưa đạt tới tỉ lệ giá/hiệu quả đủ tốt để đánh bại hoàn toàn ổ từ truyền thống trong vai trò thiết bị lưu trữ phổ biến cho số đông.

Tuy nhiên, vào năm 2010 xuất hiện thêm 1 loại nữa mang tên TLC (triple-level cell hay 3-bit-per-cell NAND Flash memory). Tới nay, với sự phát triển của công nghệ flash NAND, chip nhớ TLC đã cho phép các cell lưu trữ dung lượng bộ nhớ lên 3bit/đơn vị (mật độ cao hơn so với MLC hiện nay). Đây cũng là lý do khiến TLC đôi khi được gọi tên là loại MLC 3-bit. Trong khi đó, chi phí sản xuất và giá thành sản phẩm SSD TLC cũng thấp hơn nhiều so với hai chuẩn đi trước. Điều này khiến cho TLC trở thành lựa chọn mới rất đáng giá trong nhóm sản phẩm phổ thông dành cho thị trường đại trà.

Theo tính toán, với cùng một sản phẩm ổ SSD, giá của loại với TLC có thể thấp hơn tới 30% so với MLC tương đương trong khi vẫn đảm bảo hiệu năng, độ bền bỉ (tới nay đã gần như tương đương với MLC) và những tính chất vận hành tốt hơn rất nhiều ổ cứng sử dụng đĩa từ truyền thống (không sợ chấn động, không phát sinh tiếng động, tiết kiệm năng lượng, chịu bụi/nước...). Chính vì điều này, trong con mắt của các nhà sản xuất, TLC đem lại triển vọng tạo ra những sản phẩm mới có tiềm năng thay thế ổ truyền thống trong tương lai.

Thành phần quan trọng cấu tạo nên SSD chính là chip nhớ NAND flash, và chính các chip nhớ này ảnh hưởng đến tuổi thọ của ổ SSD. Dựa trên cấu trúc chip nhớ NAND flash, dữ liệu tồn tại khi được lưu trữ trong các ô dữ liệu chồng lên nhau trong các lớp cách điện.

Chu kỳ ghi và xóa dữ liệu diễn ra liên tục, các dữ liệu này cần phải đi qua 1 lớp cách điện và điện tích đi qua sẽ phân hủy dần lớp cách điện đó. Sau một số lượng chu kỳ nhất định, lớp cách điện này sẽ mất hoàn toàn. Đó là lý do tồn tại khái niệm P/E (ghi/xóa) dữ liệu, tuổi thọ của một ổ SSD dựa vào chu kỳ đó.

Đối với hầu hết những người dùng đang đặt câu hỏi về độ bền của TLC, mối quan tâm của họ chính là việc tuổi thọ của TLC ngắn hơn MLC. Điều này khá rõ ràng bởi TLC có khả năng ghi 3 bit/cell, và nó cần tới 8 mức trạng thái điện áp, so với SLC là 2 mức (1 bit/cell) và MLC là 4 mức (2 bit/cell), các mức điện áp càng cao thì lớp cách điện phân hủy càng nhanh.

Từ những điều rút ra ở trên, có thể thấy SLC, MLC hay TLC đều có một tuổi thọ dự kiến nhất định. Miễn là NAND flash hoạt động liên tục, sớm hay muộn ngưỡng tuổi thọ cuối cùng sẽ được chạm tới. Có thể hiểu đơn giản: Giống như một mảnh giấy, nó chỉ có thể bị một cục tẩy xóa đi xóa lại trong một số lần nhất định.


Với cùng một công nghệ, rõ ràng là SLC bền hơn cả, rồi tới MLC, tiếp sau đó mới là TLC. Tuy nhiên, với sự phát triển và nắm giữ những công nghệ khác nhau giữa các hãng, thì có thể SSD chạy TLC của hãng này thậm chí bền và tốt hơn SSD chạy MLC của hãng khác.

Hôm nay Lãng khách sẽ làm bài review nhanh 2 em SSD tầm trung Lãng khách thấy NGON BỔ RẺ trong tầm tiền của nó đang cắm sẵn trong máy.

Cấu hình test:
Zbook 17 CPU core i7 4810MQ, VGA rời NVIDIA QUADRO 4G 256bit K3100M, lắp 2 SSD: 500G 850 Evo và 240G Sandisk Extreme Pro.

Trước hết, chúng ta làm quen sơ bộ với ổ ứng 850 Evo huyền thoại của Samsung:

Một thiết bị lưu trữ tốt nhất là thiết bị phải vừa với túi tiền, hiệu năng cao và phải có các tính năng thông minh. Cụ thể, một ổ SSD lưu trữ lý tưởng cần có giá cả hợp lý, hiệu năng cao và được nhiều người dùng tin tưởng. Samsung 850 EVO SSD chính là ổ cứng đáp ứng đầy đủ các yêu cầu này và còn có một vài điểm nổi bật khác.

850 EVO có khá nhiều điểm tương đồng với phiên bản 850 Pro. Vì vậy, nó cũng sở hữu các ưu điểm trên phiên bản cao cấp của mình.
Ổ cứng 850 EVO sử dụng sắp xếp theo chiều dọc bộ nhớ flash 3D NAND tương tự như trong 850 Pro. Sự sắp xếp này cho phép lắp các con chip lớn hơn mà không cần phải thu nhỏ kích thước một vài bộ phận, tránh ảnh hưởng đến hiệu năng hoạt động.

Samsung gọi đó là công nghệ bộ nhớ 3D V-NAND với việc xếp 32 lớp tế bào bộ nhớ chồng lên nhau. Mỗi lớp được kết nối với các lớp tiếp theo thông qua dây nối nhỏ tạo nên số lượng lớn kết nối giữa các tế bào bộ nhớ so với kiểu sắp xếp 2D.

Bên cạnh đó, nó còn là ổ đĩa đầu tiên kết hợp bộ nhớ TLC với việc sắp xếp kiểu 3D thú vị, tạo nên sự khác biệt lớn với ổ cứng MLC của các nhà sản xuất khác.

Tuy nhiên, bộ nhớ flash TLC lại có hiệu suất hoạt động cũng như độ bền bỉ kém hơn hẳn so với bộ nhớ MLC 2 bit. Về vấn đề này, hãng Samsung đã đưa ra giải pháp bằng công nghệ TurboWrite, với việc ghi dữ liệu lên một bộ nhớ riêng biệt được gọi là SLC và hoạt động như một bộ nhớ ẩn. Bằng việc chỉ cho phép mỗi tế bào bộ nhớ ẩn nắm giữ một giá trị nhị phân đã tạo cho vùng bộ nhớ này khả năng hoạt động bền bỉ và đáng tin cậy hơn bộ nhớ TLC riêng biệt, hoặc ngay cả ổ cứng MLC 2 bit tiêu chuẩn. Công nghệ này cũng được các hãng sản xuất khác sử dụng, điển hình là SanDisk có công nghệ nCache 2.0 tương tự được sử dụng trên thẻ Ultra II SSD và Extreme Pro.

Với công nghệ TurboWrite, tất cả dữ liệu sẽ được ghi trên phần bộ nhớ SLC đầu tiên, sau đó nhanh chóng chuyển sang phần bộ nhớ TLC khi máy tính trong trạng thái nghỉ. Các bộ nhớ SLC này sẽ có kích thước lớn hơn với từng dung lượng ổ cứng 850 Evo, với ổ cứng 250 GB sẽ có 3GB bộ nhớ SLC và với 1 TB bộ nhớ SLC sẽ có dung lượng 12GB.

Khi sử dụng máy tính hàng ngày, bạn sẽ khó có thể nhận thấy bộ nhớ ẩn SLC tồn tại hoặc nhận ra sự ảnh hưởng của nó đến hiệu suất. Mọi thứ chỉ trở nên rõ ràng trong điều kiện thử nghiệm thật sự khi ổ cứng 850 EVO không thể đưa dữ liệu vào bộ nhớ SLC, chẳng hạn như những thử nghiệm được tiến hành bởi Anandtech và các trang web chuyên đánh giá phần cứng. Theo Anandtech, khi điều này xảy ra, bạn sẽ thấy một lượng nhỏ tốc độ ghi dữ liệu sẽ mất đi. Khi ghi vào vùng bộ nhớ TLC, ổ cứng 120GB 850 EVO giảm còn 150 MB/giây, phiên bản 250GB giảm còn 300 MB/giây và lần lượt các phiên bản 500GB và 1TB giảm còn 500 MB/s và 520 MB/giây tốc độ ghi dữ liệu. Đó là các giá trị nhấn mạnh rằng làm đầy việc làm đầy bộ nhớ SLC với tốc độ ghi dữ liệu đầy đủ là việc bạn không nên làm hằng ngày. Tuy nhiên, ta có thể thấy rõ rằng nếu lựa chọn ổ Samsung 850 Evo thì với tốc độ ghi ấn tượng 500 MB/s cũng là quá tốt và vượt trội so với hầu hết SSD phổ thông trên thị trường hiện nay.


Nhiều bạn băn khoăn về độ bền của SSD 850 Evo?
Độ bền của ổ cứng cũng bị ảnh hưởng khá nhiều với việc sử dụng bộ nhớ TLC. Bằng việc sử dụng các phần mềm chuyên nghiệp, bộ nhớ SLC cũng góp phần giảm tải việc ghi dữ liệu trên bộ nhớ TLC giúp nó sử dụng lâu hơn. Bên cạnh đó, hãng Samsung cũng đưa ra khuyến nghị chỉ nên ghi 75TB dữ liệu trong hơn năm năm đối với các ổ cứng 120GB và 250GB, với 150TB cho các ổ cứng 500GB và 1TB.

Đó thật sự là rất nhiều dữ liệu được ghi, trung bình 41GB hoặc 82GB mỗi ngày, trong vòng năm năm (chính là thời hạn bảo hành của ổ cứng Samsung 850 Evo trên thị trường hiện nay, bao gồm cả Việt nam). Trừ khi bạn sử dụng hàng tấn dữ liệu mỗi ngày thì chắc việc ghi dữ liệu sẽ không vượt quá giới hạn.

SSD Sandisk Extreme Pro:

SSD 240GB Sandisk Extreme Pro là dòng SSD cao cấp nhất của Sandisk với chip nhớ MLC với chế độ bảo hành 10 năm, ở phân khúc tương đương với 850Pro của Samsung. Đặc biệt có nCache 2.0 cho hiệu năng cực cao phù hợp với gamers, các chuyên gia về multimedia cao cấp. Xét về hiệu năng tổng quát, đây là ổ cứng xếp thứ 2 trên thị trường VN hiện nay sau 850Pro. Rõ ràng xét về độ bền hay tuổi thọ, em này có phần nhỉnh hơn bạn 850 Evo ở trên vốn ở phân khúc thấp hơn.

Do có thiếu sót về thời gian, nên Lãng khách không đi sâu vào so sánh cụ thể từng phần chi tiết ví dụ như tốc độ nén/giải nén, khởi động ứng dụng, khả năng đa nhiệm, hoặc đánh giá tổng thể. Chỉ test đơn giản tốc độ đọc và ghi file 32G đồng nhất thực tế, thể hiện khả năng "true speed" đối với SSD hiện nay:








Dùng phần mềm test đọc ghi bằng DiskMark64:

Bên tay trái là kết quả của Samsung 850 Evo 500G, bên tay phải là kết quả của Sandisk Extreme Pro 240G. Rất đồng đều. Xin lưu ý dung lượng file test lên tới 32G chứ không phải là 1GB.










Tiếp theo, test tốc độ ghi thực tế, file test là 32G. Trước hết cho copy từ Sandisk sang Samsung, tốc độ ghi thực tế của ổ Samsung 850 Evo là trung bình trên 470MB/s ổn định:










Tiếp theo ta copy ngược lại từ Samsung sang Sandisk: Kết quả cực kì ấn tượng so với những SSD đang bán phổ thông trên thị trường hiện nay:











Cuối cùng thì, giá bán.

Với giá bán của bản Sandisk Extreme Pro 240G đang khoảng hơn 2 triệu tại thời điểm viết bài này, rõ ràng Samsung 850 Evo 250G không có cửa so sánh với em nó cả về tuổi thọ và tốc độ ghi (bản 250G 850 Evo khi tràn cache chỉ còn khoảng trên 300MB/s, vẫn là tốc độ ghi thực tế đáng mơ ước so với các em SSD rẻ tiền khác).

Bài viết hôm nay chỉ mục đích giới thiệu ổ Sandisk Extreme Pro 240G này mà thôi. Đồng thời đưa ra cho các bạn thêm một số thông tin về SSD để tham khảo, đặc biệt là với Samsung 850 Evo TLC giá rẻ của Samsung. Với ổ nhỏ hơn, 128G, M6S của Plextor với chip nhớ MLC là một lựa chọn tuyệt vời xét về giá cả và hiệu năng với tầm giá trên 1 triệu chút tương đương giá 120G của 850 Evo.


LƯU Ý:


Tốc độ đọc/ghi tuần tự tối đa (Max Sequential Read/Writes)

Khái niệm này được các nhà sản xuất đưa ra với mục đích marketing nhiều hơn là có ý nghĩa cho việc sử dụng thực tế hàng ngày của người dùng. Tốc độ đọc/ghi tuần tự tối đa chỉ tính cho việc truyền tải tập tin lớn và việc di chuyển tập tin mất nhiều thời gian. Do ổ cứng có thể đọc và ghi các tập tin đơn dung lượng lớn nhanh hơn nhiều so với nhiều các tập tin nhỏ và dung lượng ngẫu nhiên, nên thông số tốc độ đọc/ghi tuần tự tối đa thường không có nhiều ý nghĩa thực tế, trừ phi bạn có nhu cầu đọc ghi các tập tin có dung lượng lớn.

Tốc độ đọc/ghi ngẫu nhiên (4 KB Random Read/Writes):

Đây có thể nói là các thông số có ý nghĩa thực tế và bạn nên để ý. Nó được sử dụng như 1 công cụ benchmark để "tái tạo" các tình huống sử dụng thực tế của người dùng. Tốc độ này thường được viết tắt bằng thông số IOPS (ví dụ như bạn sẽ thấy trong phần thông số kĩ thuật SSD có ghi 90.000 IOPS). Chúng ta đều biết quá trình sử dụng máy tính, việc phải đọc các tập tin có dung lượng nhỏ như các tập tin cache của trình duyệt, cookies, page file, lưu game, tài liệu...diễn ra thường xuyên. Các thông số IOPS lớn hơn đồng nghĩa với việc tốc độ đọc các file nhỏ của SSD cao hơn. Bạn cũng có thể quy đổi thông số IOPS ra chuẩn MB/giây theo công thức sau để dễ hình dung hơn:

IOPS x 4 / 1024 = tốc độ MB/giây

Một ví dụ cụ thể hơn, nếu thông số tốc độ trên SSD ghi là 90.000 IOPS, thì tốc độ truyền tải dữ liệu tính cho các tập tin dung lượng thấp (mà chúng ta thường xuyên sử dụng tới như đã nói trên) là 90.000 x 4 / 1024 = 351,56 MB/giây. Quay trở lại bên trên, ở phần tốc độ đọc ghi tuần tự tối đa, một model SSD thường được nhà sản xuất quảng cáo cho tốc độ đọc ghi tuần tự tối đa là 515 MB/giây nhưng tốc độ đọc/ghi ngẫu nhiên cũng chỉ đạt khoảng 351,56 MB/giây mà thôi.