vai trò của ổ đĩa cứng hiện tại và tương lai

Xem chủ đề cũ hơn Xem chủ đề mới hơn Go down

vai trò của ổ đĩa cứng hiện tại và tương lai

Bài gửi  LeThiHuyenTrang(HLT3) on 16/3/2014, 20:33

1.Tổng quan về ổ đĩa cứng

Ổ đĩa cứng, hay còn gọi là ổ cứng (tiếng Anh: Hard Disk Drive, viết tắt: HDD) là thiết bị dùng để lưu trữ dữ liệu trên bề mặt các tấm đĩa hình tròn (bằng nhôm, thủy tinh hay gốm) phủ vật liệu từ tính. Ổ đĩa cứng là loại bộ nhớ “không thay đổi” (non-volatile), có nghĩa là chúng không bị mất dữ liệu khi ngừng cung cấp nguồn điện cho chúng.
Về mặt kỹ thuật thì ổ đĩa cứng là một khối duy nhất, các phiến đĩa được lắp ráp cố định trong ổ ngay từ khi sản xuất nên không thể thay thế được các “đĩa cứng” như cách hiểu đối với ổ đĩa mềm hoặc ổ đĩa quang (CD/DVD)
Bên trong một ổ đĩa cứng các bộ phận chính: Cơ cấu truyền động đầu từ (actuator) điều khiển cánh tay đầu từ (actuator arm) đọc thông tin từ phiến đĩa (plater) được quay liên tục nhờ gắn “chết” vào trục quay của động cơ liền trục (spindle motor). Dữ liệu được truyền ra ngoài nhờ cáp nối có dạng dãi băng mềm (ribbon cable). Vỏ ổ đĩa (chassis) bao giữ tất cả các bộ phận của đĩa cứng.

Ổ đĩa cứng là một thiết bị rất quan trọng trong hệ thống bởi chúng chứa dữ liệu thành quả của một quá trình làm việc của những người sử dụng máy tính. Những sự hư hỏng của các thiết bị khác trong hệ thống máy tính có thể sửa chữa hoặc thay thế được, nhưng dữ liệu bị mất do yếu tố hư hỏng phần cứng của ổ đĩa cứng thường rất khó lấy lại được.
- Các công ty chế tạo IDE đã cố gắng khắc phục khoảng cách tốc độ này bằng phương pháp đánh địa chỉ logic khối (Logical Block Addressing - LBA). Các ổ đĩa này được gọi là EIDE. Cùng lúc với sự ra đời của EIDE, các nhà sản xuất SCSI đã tiếp tục cải tiến tốc độ SCSI. Những cải tiến đó đồng thời khiến cho giá thành của giao tiếp SCSI cao thêm.
2.Lịch sử phát triển
Năm 1955
Ổ cứng đầu tiên trên thế giới có là IBM 350 Disk File được chế tạo bởi Reynold Johnson ra mắt năm 1955 cùng máy tính IBM 305. Ổ cứng này có tới 50 tấm đĩa kích thước 24" với tổng dung lượng là 5 triệu kí tự. Một đầu từ được dùng để truy nhập tất cả các tấm đĩa khiến cho tốc độ truy nhập trung bình khá thấp.
Năm 1961[sửa | sửa mã nguồn]
Thiết bị lưu trữ dữ liệu IBM 1301 ra mắt năm 1961 bắt đầu sử dụng mỗi đầu từ cho một mặt đĩa.
Ổ đĩa đầu tiên có bộ phận lưu trữ tháo lắp được là ổ IBM 1311. Ổ này sử dụng đĩa IBM 1316 có dung lượng 2 triệu kí tự.
Năm 1973
IBM giới thiệu hệ thống đĩa 3340 "Winchester", ổ đĩa đầu tiên sử dụng kĩ thuật lắp ráp đóng hộp (sealed head/disk assembly - HDA). Kĩ sư trưởng dự án/chủ nhiệm dự án Kenneth Haughton đặt tên theo "súng trường Winchester" 30-30 sau khi một thành viên trong nhóm gọi nó là "30-30" vì các trục quay 30 MB của ổ đĩa cứng. Hầu hết các ổ đĩa hiện đại ngày nay đều sử dụng công nghệ này, và cái tên "Winchester" trở nên phổ biến khi nói về ổ đĩa cứng và dần biến mất trong thập niên 1990.
Trong một thời gian dài, ổ đĩa cứng có kích thước lớn và cồng kềnh, thích hợp với một môi trường được bảo vệ của một trung tâm dữ liệu hoặc một văn phòng lớn hơn là trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt (vì sự mong manh), hay văn phòng nhỏ hoặc nhà riêng (vì kích cỡ quá khổ và lượng điện năng tiêu thụ). Trước thập niên 1980, hầu hết ổ đĩa cứng có các tấm đĩa cỡ 8" (20 cm) hoặc 14-inch (35 cm), cần một giá thiết bị cũng như diện tích sàn đáng kể (tiêu biểu là các ổ đĩa cứng lớn có đĩa tháo lắp được, thường được gọi là "máy giặt"), và trong nhiều trường hợp cần tới điện cao áp hoặc thậm chí điện ba pha cho những mô tơ lớn chúng dùng. Vì lí do đó, các ổ đĩa cứng không được dùng phổ biến trong máy vi tính đến tận năm 1980, khi Seagate Technology cho ra đời ổ đĩa ST-506 - ổ đĩa 5,25" đầu tiên có dung lượng 5 MB. Có một thực tế là trong cấu hình xuất xưởng, máy IBM PC (IBM 5150) không được trang bị ổ đĩa cứng.
Thập niên 1990
Đa số các ổ đĩa cứng cho máy vi tính đầu thập kỷ 1980 không bán trực tiếp cho người dùng cuối bởi nhà sản xuất mà bởi các OEM như một phần của thiết bị lớn hơn (như Corvus Disk System và Apple ProFile). Chiếc IBM PC/XT được bán ra đã có một ổ đĩa cứng lắp trong nhưng xu hướng tự cài đặt nâng cấp bắt đầu xuất hiện. Các công ty chế tạo ổ đĩa cứng bắt đầu tiếp thị với người dùng cuối bên cạnh OEM và đến giữa thập niên 1990, ổ đĩa cứng bắt đầu xuất hiện trong các cửa hàng bán lẻ.
Ổ đĩa lắp trong ngày càng được sử dụng nhiều trong PC trong khi các ổ đĩa lắp ngoài tiếp tục phổ biến trên máy Macintosh của hãng Apple và các nền tảng khác. Mỗi máy Mac sản xuất giữa giữa các năm 1986 và 1998 đều có một cổng SCSI phía sau khiến cho việc lắp đặt thêm phần cứng mới trở nên dễ dàng; tương tự như vậy, "toaster" (máy nướng bánh) Mac không có chỗ cho ổ đĩa cứng (hay trong Mac Plus không có chỗ lắp ổ đĩa cứng), các đời tiếp theo cũng vậy thế nên ổ SCSI lắp ngoài là có thể hiểu được. Các ổ đĩa SCSI lắp ngoài cũng phổ biến trong các máy vi tính cổ như loạt Apple II và Commodore 64, và cũng được sử dụng rộng rãi trong máy chủ cho đến tận ngày nay. Sự xuất hiện vào cuối thập niên 1990 của các chuẩn giao tiếp ngoài như USB và FireWire khiến cho ổ đĩa cứng lắp ngoài trở nên phổ biến hơn trong người dùng thông thường đặc biệt đối với những ai cần di chuyển một khối lượng lớn dữ liệu giữa hai địa điểm. Vì thế, phần lớn các ổ đĩa cứng sản xuất ra đều có trở thành lõi của các vỏ lắp ngoài.
Ngày nay
Dung lượng ổ đĩa cứng tăng trưởng theo hàm mũ với thời gian. Đối với những máy PC thế hệ đầu, ổ đĩa dung lượng 20 megabyte được coi là lớn. Cuối thập niên 1990 đã có những ổ đĩa cứng với dung lượng trên 1 gigabyte. Vào thời điểm đầu năm 2005, ổ đĩa cứng có dung lượng khiêm tốn nhất cho máy tính để bàn còn được sản xuất có dung lượng lên tới 40 gigabyte còn ổ đĩa lắp trong có dung lượng lớn nhất lên tới một nửa terabyte (500 GB), và những ổ đĩa lắp ngoài đạt xấp xỉ một terabyte. Cùng với lịch sử phát triển của PC, các họ ổ đĩa cứng lớn là MFM, RLL, ESDI, SCSI, IDE và EIDE, và mới nhất là SATA. Ổ đĩa MFM đòi hỏi mạch điều khiển phải tương thích với phần điện trên ổ đĩa cứng hay nói cách khác là ổ đĩa và mạch điều khiền phải tương thích. RLL (Run Length Limited) là một phương pháp mã hóa bit trên các tấm đĩa giúp làm tăng mật độ bit. Phần lớn các ổ đĩa RLL cần phải tương thích với bộ điều khiển nó làm việc với. ESDI là một giao diện được phát triển bởi Maxtor làm tăng tốc trao đổi thông tin giữa PC và đĩa cứng. SCSI (tên cũ là SASI dành cho Shugart (sic) Associates), viết tắt cho Small Computer System Interface, là đối thủ cạnh tranh ban đầu của ESDI. Khi giá linh kiện điện tử giảm (do nhu cầu tăng lên) các chi tiết điện tử trước kia đặt trên cạc điều khiển đã được đặt lên trên chính ổ đĩa cứng. Cải tiến này được gọi là ổ đĩa cứng tích hợp linh kiện điện tử (Integrated Drive Electronics hay IDE). Các nhà sản xuất IDE mong muốn tốc độ của IDE tiếp cận tới tốc độ của SCSI. Các ổ đĩa IDE chậm hơn do không có bộ nhớ đệm lớn như các ổ đĩa SCSI và không có khả năng ghi trực tiếp lên RAM. Các công ty chế tạo IDE đã cố gắng khắc phục khoảng cách tốc độ này bằng phương pháp đánh địa chỉ logic khối (Logical Block Addressing - LBA). Các ổ đĩa này được gọi là EIDE. Cùng lúc với sự ra đời của EIDE, các nhà sản xuất SCSI đã tiếp tục cải tiến tốc độ SCSI. Những cải tiến đó đồng thời khiến cho giá thành của giao tiếp SCSI cao thêm. Để có thể vừa nâng cao hiệu suất của EIDE vừa không làm tăng chi phí cho các linh kiện điện tử không có cách nào khác là phải thay giao diện kiểu "song song" bằng kiểu "nối tiếp", và kết quả là sự ra đời của giao diện SATA. Tuy nhiên, hiệu suất làm việc của các ổ đĩa cứng SATA thế hệ đầu và các ổ đĩa PATA không có sự khác biệt đáng kể.
3. Tương lai liệu ổ đĩa cứng có bị thay thế?
Việc xuất hiện ổ cứng thể rắn gần đây đã khiến chúng ta nghĩ rằng ổ cứng truyền thống sẽ dần biến mất. Loại ổ cứng này có dung lượng tăng nhưng thiết kế cơ bản vẫn giống với chiếc ổ cứng đầu tiên IBM RAMAC từ năm 1956, chỉ khác là có kích thước nhỏ hơn.

Thực tế là tương lai vẫn cần những ổ cứng truyền thống trong việc lưu trữ khối dữ liệu đang ngày càng tăng mà thế giới hiện đại đang tạo ra, chỉ có điều công nghệ trong nó cần được cải tiến.
Và khi công nghệ ổ cứng hiện tại đang ngày càng vượt qua được những giới hạn vật lý về mặt số lượng bit có thể dự trữ trên một 1 inch diện tích (2,56 cm2), thì chúng ta sẽ sớm nhìn thấy một ổ cứng 2TB chỉ nhỏ như ổ đĩa mềm ngày nay.
Nền tảng ổ cứng truyền thống khá đơn giản. Dữ liệu được dự trữ trong các đĩa tròn làm bằng hỗn hợp kính gốm, hoặc nhôm, được mạ một lớp nguyên liệu từ mỏng được làm từ các hỗn hợp Coban, Crom, Tantali, niken và bạch kim ở đầu trên và đầu dưới.
Hiện nay những ổ cứng cho máy tính có tốc độ vòng quay trung bình là 7,200rpm (vòng trên phút), cao nhất là 15,000rpm đối với các ổ cứng máy chủ và 5,400rpm đối với các laptop nói chung.
Hiện tại và tương lai
Hiện tại, các ổ cứng đang sử dụng công nghệ PMR (ghi từ thẳng đứng). Lớp ghi trên đĩa có những điểm phân tử nhỏ xúi gọi là hạt (grain). 1 bít chiếm 100 grain, vì vậy để tăng dung lượng thì cần nghĩ cách “nhồi” thêm hạt vào một không gian nhỏ hơn.
Đối với ổ PMR, các hạt được sắp xếp thẳng đứng. Trước đó theo công nghệ “ghi từ theo chiều dọc”, những hạt này được xếp theo chiều ngang từ đầu này sang đầu kia. Khi các hạt được sắp xếp thẳng đứng như vậy thì sẽ chèn thêm được nhiều hạt hơn với cùng một không gian

Trên đây là một số đóng góp của em với đề tài thảo luận này. Mong thầy và các bạn đóng góp thêm .Em xin cám ơn!

LeThiHuyenTrang(HLT3)

Tổng số bài gửi : 20
Join date : 16/03/2014

Xem lý lịch thành viên

Về Đầu Trang Go down

Câu hỏi về : Ổ cứng thể rắn.

Bài gửi  BuiNguyenHoangYen (HLT3) on 16/3/2014, 21:12

Bạn cho mình hỏi, ổ cứng thể rắn là gì ? Có thể đưa hình ảnh minh họa (hoặc đường dẫn đến ảnh minh họa) được không?
Ổ cứng thể rắn có phải là một dạng công nghệ khác của ổ cứng truyền thống ? Nếu vậy thì ổ cứng truyền thông đâu cần thiết nữa? Vì ổ cứng thể rắn đã thay thế rồi còn đâu ?

BuiNguyenHoangYen (HLT3)

Tổng số bài gửi : 16
Join date : 16/03/2014

Xem lý lịch thành viên

Về Đầu Trang Go down

TRẢ LỜI CÂU HỎI

Bài gửi  LeThiHuyenTrang(HLT3) on 16/3/2014, 21:21

Ổ cứng thể rắn là gì ?
Đây thực chất không phải là công nghệ mới mẻ gì. Về cơ bản, SSD đã xuất hiện từ thời kì sơ khai của máy tính, tồn tại ở rất nhiều dạng khác nhau mà điển hình là RAM máy tính. Nhưng vì giá thành cho mỗi GB dung lượng quá cao, và tốc độ đọc ghi dữ liệu trên đĩa cứng vẫn chưa bị giới hạn bởi tốc độ động cơ nên nó không được quan tâm tới việc thay thế cho ổ cứng cơ học thông thường.

Mãi đến những năm 90, các loại chip nhớ Flash mới xuất hiện với sản phẩm đầu tiên là ổ đĩa USB thông dụng ngày nay. Nhưng vào thời kỳ đó, giá thành sản xuất chip nhớ Flash vẫn còn quá đắt so với dung lượng mà nó mang lại. Bởi thế mà công nghệ này vẫn chưa thể sử dụng thay thế cho ổ cứng truyền thống.

Trong những năm đầu của thế kỉ 21, giá của bộ nhớ Flash liên tục giảm mạnh. Cùng với sự giới hạn về tốc độ quay của các ổ đĩa đời cũ, việc này đã thúc đẩy các nhà sản xuất nghĩ đến việc làm ra một chiếc ổ cứng sử dụng các chip nhớ Flash với mục đích chính là phá bỏ giới hạn về tốc độ đọc ghi của ổ cứng truyền thống.

Và sau nhiều năm phát triển, ổ cứng thể rắn đã bắt đầu được phổ biến trong các máy tính cá nhân thông thường, ở mức giá chấp nhận được.

VỀ CÂU HỎI TẠI SAO KHÔNG THAY THẾ Ổ HDD BẰNG SSD. để làm rõ mình xin so sánh hai ổ đĩa.
So sánh SSD và HDD

Thời gian khởi động ổ đĩa: Ổ đĩa cơ truyền thống sử dụng các động cơ cơ học để quay các đĩa từ. Vì thế, khi có lệnh khởi động, ổ đĩa cơ sẽ phải mất từ 1 - 3 giây để khởi động động cơ này. Khi khởi động, bạn sẽ nghe tiếng lạch cạch nhỏ phát ra từ ổ đĩa. Trong khi đó, ổ đĩa thể rắn hoàn toàn sử dụng các chip nhớ, không có thành phần chuyển động nên sẽ không có khoảng thời gian khởi động ổ đĩa. Chỉ cần cấp điện là bạn lập tức có thể truy cập dữ liệu trên các chip nhớ.

Thời gian truy cập dữ liệu và độ trễ: Ổ SSD có tốc độ đọc ghi nhanh hơn từ 80 -100 lần so với HDD thông thường (trên lý thuyết), bởi đơn giản ổ SSD không bị giới hạn cơ chế quay đĩa và nhặt dữ liệu bằng cơ khí như ổ HDD. Vì thế, SSD có thể truy cập đến bất cứ vị trí nào trên ổ mà không có độ trễ. Ổ cứng truyền thống sẽ phải mất một chút thời gian để đầu đọc di chuyển để nhặt dữ liệu trên mặt đĩa.

Độ ồn: Các ổ cứng thể rắn hoàn toàn im lặng do không hề có chuyển động nào bên trong.

Độ tin cậy: Các lỗi gây hỏng đĩa cứng ở HDD chủ yếu do các đĩa từ quay với tốc độ quá cao nên khi có tác động bên ngoài, như rung động máy tính, đầu đọc sẽ va chạm với mặt đĩa gây ra 1 vết xước trên bề mặt, từ đó sinh ra 1 bad sector. Cũng vì SSD không có chuyển động, nên vấn đề mất dữ liệu khi ổ đĩa bị rung động là không có, nhưng đổi lại chip nhớ Flash lại có nhược điểm cố hữu riêng.

Giống như 1 chiếc USB, nếu để ý kĩ vào thông số kĩ thuật khi mua, bạn sẽ thấy có một mục là số lần ghi dữ liệu. Mỗi chip nhớ Flash có số lần ghi dữ liệu xác định gọi là Write cycles (tạm dịch là chu kỳ ghi). Mỗi khi dữ liệu được chép vào và xóa đi khỏi chip nhớ là bạn đã mất 1 chu kì. Số chu kỳ ghi này trên mỗi chip nhớ là xác định nên bạn cũng có thể coi thông số này chính là tuổi thọ của ổ cứng thể rắn (các ổ SSD ngày nay thường có số chu kỳ ghi đủ để đảm bảo dữ liệu của bạn không bị hư hại gì trong vòng 5 năm).
Sau khi sử dụng hết chu kì ghi dữ liệu của mình, dữ liệu nằm trên Chip nhớ này sẽ chuyển sang dạng Read - only (chỉ đọc) giống như với đĩa CD thông thường, nghĩa là bạn sẽ không thể thay đổi dữ liệu trên Chip nhớ này chứ dữ liệu không mất đi hay hỏng giống như ổ HDD gặp Bad sector. Khi đó, máy tính sẽ tiến hành sao chép phần dữ liệu này sang các chip nhớ khác còn hoạt động tốt và vô hiệu hóa chip nhớ đã “hết hạn” và bạn lại có thể sử dụng dữ liệu bình thường, nhưng dung lượng ổ cứng của bạn sẽ bị giảm đi. Vì thế, độ tin cậy của SSD rõ ràng cao hơn hẳn HDD truyền thống.

Điện năng tiêu thụ: SSD tiêu thụ điện ít hơn ổ HDD từ 30 - 60 % năng lượng, tiết kiệm từ 6 – 10 Watts cho bạn.

Giá thành: Tất nhiên, với rất nhiều lợi thế ở trên thì rõ ràng giá thành của 1 ổ SSD không thể rẻ hơn 1 ổ HDD được. Giá thành của 1 ổ SSD có thể gấp từ 5 - 10 lần 1 ổ cứng HDD truyền thống. Với giá thành cao như vậy mình nghĩ nên suy nghĩ kĩ khi mua SSD . Mình xin hết.Thân!

LeThiHuyenTrang(HLT3)

Tổng số bài gửi : 20
Join date : 16/03/2014

Xem lý lịch thành viên

Về Đầu Trang Go down

Re: vai trò của ổ đĩa cứng hiện tại và tương lai

Bài gửi  Sponsored content Today at 22:21


Sponsored content


Về Đầu Trang Go down

Xem chủ đề cũ hơn Xem chủ đề mới hơn Về Đầu Trang


 
Permissions in this forum:
Bạn không có quyền trả lời bài viết