Tất tần tật về ổ cứng HDD

Ổ cứng HDD là loại ổ cứng thường gặp nhất trên các dòng máy tính. Vậy ổ cứng HDD là gì, có bao nhiêu loại và đặc điểm thế nào? Hãy cùng Máy Chủ Việt tìm hiểu nhé!

Khái niệm ổ cứng HDD

HDD hay còn gọi là ổ cứng (Hard Disk Drive, được viết tắt là HDD) chính là thiết bị dùng với mục đích lưu trữ dữ liệu trên bề mặt các tấm đĩa hình tròn phủ vật liệu từ tính. Ổ đĩa cứng là loại bộ nhớ “không thay đổi” (non-volatile), nghĩa là chúng không bị mất dữ liệu khi ngừng cung cấp nguồn điện cho chúng.

HDD của máy hiện nay có 2 tốc độ phổ biến là 5400 RPM (vòng mỗi phút) hay 7200 RPM, trừ 1 vài đĩa cứng ngoại lệ có tốc độ quay lên tới 15.000 RPM.

Ổ cứng HDD bao gồm HDD Internal và HDD External:

• HDD Internal: Có kích thước 3,5 inch, hầu hết có dung lượng 4 TB. HDD Internal có tốc độ đọc ghi dữ liệu khoảng 530 MB/s. Thông thường, ổ cứng này có giá khoảng 2 – 7 triệu. Nhưng nhìn chung, HDD Internal vẫn có giá “dễ chịu” hơn HDD External.
• HDD External: Có kích thước 2,5 inch, hầu hết có dung lượng tối đa 2 TB được cung cấp năng lượng qua cổng kết nối USB hay Thunderbolt. Tuy nhiên, thị trường ổ cứng di động ngày càng phong phú đa dạng cùng với nhiều loại được thiết kế đặc biệt có khả năng lưu trữ rất lớn: Backup Plus Desktop với dung lượng tới 5 TB.

Cách hoạt động của HDD

Nguyên lý hoạt động cơ bản của ổ cứng HDD là có một đĩa tròn làm bằng nhôm (hay thủy tinh/gốm) được phủ vật liệu từ tính. Giữa ổ đĩa có 1 động cơ quay để để đọc/ghi dữ liệu, kết hợp những thiết bị này là những bo mạch điện tử để điều khiển đầu đọc/ghi đúng vào vị trí của cái đĩa từ lúc nãy khi đang quay nhằm giải mã thông tin.

Do đó, các thao tác như chép nhạc, phim hoặc dữ liệu từ máy tính ra thiết bị khác (USB, ổ cứng) nhanh hoặc chậm còn phụ thuộc vào phần này, hơn nữa chất liệu của các linh kiện trong ổ cứng này càng tốt thì các dữ liệu lưu trên này sẽ an toàn hơn.

>> Xem ngay Tất tần tật các loại ổ cứng SSD

Thông số kỹ thuật trên HDD mà bạn cần biết?

Disk Capacity HDD – Dung lượng ổ cứng HDD: Dung lượng ổ cứng được tính theo đơn vị: byte, Kb, MB, GB, TB.

Average Seek Time HDD – Thời gian tìm kiếm trung bình ổ cứng HDD: khoảng thời gian tìm kiếm trung bình mà đầu đọc di chuyển từ 1 Cylinder này đến 1 Cylinder ngẫu nhiên khác.

Random Access Time HDD – Thời gian truy cập ngẫu nhiên ổ cứng HDD: Khoảng thời gian trung bình để ổ cứng tìm 1 dữ liệu ngẫu nhiên. Đây là thông số quan trọng ảnh hưởng đến hiệu năng của ổ cứng và hệ thống.

Data access time HDD – Thời gian truy cập dữ liệu ổ cứng HDD: Là tổng thời gian tìm kiếm = Average Seek time (thời gian di chuyển đầu đọc từ cylinder này đến cylinder khác) + Random Access Time (thời gian tìm 1 sector trên 1 track xác định).

MTBF HDD – Mean Time Between Failures HDD: Thời gian làm việc tin cậy ổ cứng HDD chính là tuổi thọ của ổ cứng (đơn vị tính bằng giờ). Với ổ cứng hoạt động ở tốc độ 15.000 rpm có MTBF lên tận 1,4 triệu giờ.

Ổ cứng HDD gồm những gì?

Cụm đĩa

Cụm đĩa bao gồm trục quay làm nhiệm vụ truyền chuyển động của đĩa từ và động cơ, được gắn đồng trục với trục quay cùng các đĩa.

Cụm đầu đọc

Cụm đầu đọc bao gồm:

Đầu đọc (head): Đầu đọc/ghi dữ liệu.

Cần di chuyển đầu đọc (head arm hay actuator arm).

Cụm mạch điện

Mạch điều khiển có nhiệm vụ điều khiển động cơ đồng trục, điều khiển sự di chuyển cần di chuyển đầu đọc nhằm đảm bảo đến đúng vị trí trên bề mặt đĩa.

Mạch xử lý dữ liệu dùng để xử lý những dữ liệu đọc/ghi của ổ đĩa cứng.

Bộ nhớ đệm (cache hoặc buffer) là nơi tạm lưu dữ liệu trong quá trình đọc hoặc ghi dữ liệu. Dữ liệu trên bộ nhớ đệm sẽ mất đi khi ổ đĩa cứng ngừng được cấp điện.

Đầu cắm nguồn cung cấp điện đến ổ đĩa cứng.

Đầu kết nối giao tiếp với máy.

Các cầu đấu thiết đặt (jumper) thiết đặt chế độ làm việc của ổ đĩa cứng: Chọn chế độ làm việc của ổ đĩa cứng (SATA 150 hay SATA 300) hoặc thứ tự trên các kênh trên giao tiếp IDE (master hay slave hay tự lựa chọn), lựa chọn các thông số khác,…

Vỏ đĩa cứng

Vỏ ổ đĩa cứng bao gồm các phần: Phần đế chứa các linh kiện gắn trên nó và phần nắp đậy lại để bảo vệ các linh kiện bên trong.

Vỏ ổ đĩa cứng có chức năng chính để định vị các linh kiện và đảm bảo độ kín khít, không cho phép bụi được lọt vào bên trong của ổ đĩa cứng. Ngoài ra, vỏ đĩa cứng còn có tác dụng chịu đựng được sự va chạm (ở mức độ thấp).

Đĩa từ

Đĩa từ là một đĩa kim loại hình tròn được gắn bên trong ổ cứng. Một số đĩa được gắn trên 1 động cơ trục chính (spindle motor) để tạo nhiều bề mặt lưu trữ trong một không gian nhỏ hơn. Để duy trì việc lưu trữ cùng truy xuất dữ liệu có tổ chức, các đĩa từ được sắp xếp thành các cấu trúc cụ thể. Các cấu trúc cụ thể này gồm các track (rãnh), sector và cluster.

• Track được hiểu như mỗi đĩa từ được chia thành hàng ngàn vòng tròn đồng tâm được đóng gói chặt chẽ. Tất cả các thông tin được lưu trữ trên ổ cứng đều được ghi trên track.
• Sector là các đơn vị nhỏ được chia từ mỗi track, sector là đơn vị cơ bản lưu trữ dữ liệu trên ổ đĩa cứng.
• Cluster là các sector thường được nhóm lại cùng nhau.

Đặc điểm của ổ cứng HDD

Xét về dung lượng, ổ cứng HDD đã đạt đến tận 1TB hay hơn nữa.

Về tốc độ

1 ổ cứng HDD sẽ cần có thời gian để tăng tốc lên đến thông số kỹ thuật vận hành và sẽ tiếp tục là chậm hơn so với 1 ổ cứng SSD trong khi sử dụng bình thường.

Về sự phân mảnh

HDD làm việc tốt nhất với các tập tin lớn hơn được đặt ra trong các khối liền kề. Bằng cách đó, các đầu đĩa có thể bắt đầu, kết thúc đọc nó trong 1 chuyển động liên tục. Khi ổ đĩa cứng bắt đầu ghi, các File lớn có thể trở thành rải rác xung quanh mâm đĩa và dẫn tới tình trạng phân mảnh.

Về độ bền

Ổ cứng HDD có thể gặp tình trạng hỏng vật lý, làm thiết bị lưu trữ ngừng hoạt động hay gây mất dữ liệu. Ngoài ra, ổ cứng HDD là thiết bị cơ điện – có bộ phận chuyển động – thường làm chúng dễ bị hỏng khi gặp sốc vật lý.

Về sự phổ biến

Do có giá thành rẻ nên HDD thường có số lượng phong phú hơn so với SSD. Chúng ta thường thấy các dòng máy giá rẻ thường được trang bị loại ổ cứng HDD. Bên cạnh đó, các dòng lap tầm trung, cao cấp dùng ổ cứng SSD cũng có chỗ gắn thêm ổ cứng HDD.

Các hãng HDD phổ biến

Các hãng HDD phổ biến ngày nay có thể kể tới: Western Digital (WD), Seagate, Toshiba, Hitachi, Dell, Kiwivision và Sony,…

>> Truy cập ngay các HDD server