HDD Là Gì? Ưu Nhược Điểm Và Nguyên Lý Hoạt Động

Nếu là một người sử dụng máy tính cá nhân, có thể bạn đã từng nghe qua các khái niệm như bộ nhớ HDD. Vậy bạn đã thực sự hiểu hết về nó chưa, ưu điểm nhược điểm cũng như nguyên lý hoạt động? Bài viết này BKNS sẽ giải đáp cho bạn toàn bộ thắc mắc trên cùng nhiều kiến thức hữu ích khác. Hãy cùng theo dõi bên dưới nhé. 

HDD Là Gì?

HDD – Hard Disk Drive – hay còn gọi ổ cứng, là thiết bị dùng để lưu trữ dữ liệu thường dùng cho máy tính cá nhân. HDD đọc và ghi 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),  không bị mất dữ liệu khi mất điện đột ngột hoặc ngừng cung cấp điện cho chúng.

Ổ HDD của laptop hiện nay có 2 tốc độ phổ biến là 5400 RPM (round per minute – vòng mỗi phút) hoặc 7200 RPM. Trừ một số đĩa cứng ngoại lệ có tốc độ quay lên đến 15.000 RPM.

>> Có thể bạn quan tâm: Ổ SSD là gì? 

Cấu Tạo Của HDD

Cấu tạo của 1 ổ HDD gồm 4 phần chính: cụm đĩa, đĩa từ, cụm đầu đọc và cụm mạch điện. Sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu và làm rõ từng phần. 

Cụm đĩa

Cụm đĩa đóng vai trò làm nhiệm vụ giúp đĩa từ chuyển động. Cụm đĩa được gắn đồng trục với trục quay và tâm đĩa từ. 

Đĩa từ

Đĩa từ là đĩa kim loại hình tròn, phủ vật liệu từ tính. Nó được gắn với nhau nhờ trục cụm đĩa. Một số được gắn trên động cơ trục chính (spindle motor). Giúp tạo ra bề mặt lưu trữ dữ liệu nhiều hơn trong một không gian nhỏ.

Mỗi đĩa từ được cấu thành bởi các track (rãnh), sector (phần) và cluster (cụm) sắp xếp theo cấu trúc cụ thể. Điều này giúp lưu trữ và truy xuất dữ liệu có tổ chức, đúng với mong muốn của người sử dụng. 

• Track: Mỗi đĩa từ được chia thành hàng nghìn vòng tròn đồng tâm sắp xếp trật tự hài hòa, được gọi là track. Mọi thông tin lưu trữ trên ổ cứng đều được ghi trên track.
• Sector: Mỗi track được chia nhỏ thành đơn vị nhỏ hơn được gọi là sector. Đây là đơn vị cơ bản lưu trữ dữ liệu trên ổ cứng.
• Cluster: Nhóm các track lại với nhau, ta có cluster.

Cụm đầu đọc

Cụm đầu đọc gồm:

– Đầu đọc (head): Đầu đọc/ghi dữ liệu.

– Cần di chuyển đầu đọc (head arm hoặc actuator arm).

Bạn sẽ thấy nó tương tự một chiếc đĩa than phát nhạc. Chỉ khác ở chỗ, đầu phát nhạc của đĩa than cho ra những bản nhạc, còn đầu ổ HDD đọc và ghi dữ liệu trong máy tính. 

Cụm mạch điện

• Mạch điều khiển: Điều khiển động cơ đồng trục, sự di chuyển của cần đọc đĩa nhằm đọc đúng vị trí cần đọc trên bề mặt đĩa. 
• Mạch xử lý dữ liệu: Xử lý dữ liệu đọc hoặc ghi. 
• Bộ nhớ đệm (cache hoặc buffer): Nơi tạm lưu dữ liệu trong quá trình đọc và ghi dữ liệu. Dữ liệu sẽ mất khi đột ngột ngừng cung cấp điện. 
• Nguồn cung cấp điện cho ổ cứng. 
• Đầu kết nối với máy tính.
• Các cầu đấu thiết đặt (jumper) thiết đặt chế độ làm việc của ổ đĩa cứng: Làm việc theo chế độ SAT 150 hay SATA 300. Thứ tự kênh giao tiếp IDE (master, slave hay tự chọn), các thông số làm việc khác,…
• Vỏ đĩa
  Giúp bảo vệ phần bên trong, chống va chạm làm hỏng linh kiện.
  Vỏ đĩa bao gồm phần đế, để các linh kiện bên trên và phần vỏ đậy. 

Nguyên Lý Hoạt Động Của HDD

Tưởng tượng bạn đang quan sát một chiếc máy phát nhạc bằng đĩa than. Cần đọc sẽ di chuyển trên bề mặt đĩa để phát ra những âm thanh tuần tự. Và cho ra các giai điệu êm ái dễ chịu đúng với bài hát. 

Tương tự máy phát nhạc, ổ HDD cũng hoạt động tương tự. Cần đọc dữ liệu sẽ liên tục chạy trên bề mặt đĩa để đọc/ ghi những dữ liệu phù hợp. Các đĩa này thường là kim loại, hoặc gốm, sứ, thủy tinh được phủ vật liệu từ tính. 

Chất lượng đọc ghi dữ liệu phụ thuộc vào tốc độ quay của đĩa. Ngoài ra, vật liệu làm đĩa cũng quyết định đến chất lượng truy xuất dữ liệu của bạn. 

Các Loại Ổ Cứng HDD hiện nay

Việc phân loại ổ cứng HDD giúp người dùng chọn đúng loại cho đúng nhu cầu, tránh lãng phí chi phí hoặc gặp vấn đề về hiệu năng, độ bền. Hiện nay, HDD thường được phân loại theo kích thước vật lý, mục đích sử dụng và tốc độ vòng quay.

HDD 2.5 inch và HDD 3.5 inch

HDD 2.5 inch: dùng cho laptop, ổ di động

HDD 2.5 inch có kích thước nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ và tiêu thụ điện năng thấp. Đây là loại ổ cứng phổ biến trên laptop và các ổ cứng gắn ngoài di động.

Đặc điểm chính:

• Kích thước nhỏ, dễ mang theo
• Ít tiêu thụ điện, phù hợp thiết bị pin
• Dung lượng phổ biến từ 500GB đến 2TB
• Tốc độ thường ở mức 5.400 RPM, một số mẫu 7.200 RPM

HDD 2.5 inch phù hợp với người dùng cá nhân, sinh viên, nhân viên văn phòng cần lưu trữ tài liệu, hình ảnh, video và di chuyển dữ liệu thường xuyên.

HDD 3.5 inch: dùng cho máy bàn, NAS, server

HDD 3.5 inch có kích thước lớn hơn và cần nguồn điện riêng khi hoạt động. Loại này thường được lắp trong máy tính để bàn, hệ thống NAS hoặc máy chủ.

Đặc điểm chính:

• Dung lượng lớn, có thể lên đến hàng chục TB
• Hiệu năng ổn định hơn HDD 2.5 inch
• Phù hợp chạy liên tục trong thời gian dài
• Giá trên mỗi GB thấp hơn

HDD 3.5 inch là lựa chọn tối ưu cho nhu cầu lưu trữ cố định, backup dữ liệu và vận hành hệ thống lưu trữ tập trung.

HDD cho PC, NAS và Server

HDD cho PC: giá rẻ, dùng cá nhân

HDD dành cho PC được thiết kế cho nhu cầu sử dụng thông thường, không yêu cầu hoạt động liên tục. Đây là dòng phổ biến nhất trên thị trường.

Phù hợp với:

• Máy tính gia đình
• Lưu trữ phim, nhạc, tài liệu
• Làm ổ phụ kết hợp với SSD

Ưu điểm lớn nhất của HDD PC là giá thành rẻ, dễ thay thế, nhưng độ bền sẽ thấp hơn nếu chạy liên tục 24/7.

HDD NAS/Server: hoạt động bền bỉ 24/7, độ ổn định cao

HDD NAS và HDD Server được thiết kế cho môi trường hoạt động liên tục, tải cao và yêu cầu an toàn dữ liệu.

Đặc điểm nổi bật:

• Chạy ổn định 24/7
• Chống rung, chống lỗi tốt hơn
• Tuổi thọ cao
• Phù hợp hệ thống RAID, NAS, server

Loại HDD này có giá cao hơn HDD PC, nhưng đổi lại là độ tin cậy và an toàn dữ liệu, đặc biệt quan trọng với doanh nghiệp.

HDD theo tốc độ vòng quay

HDD 5.400 RPM: tiết kiệm điện, mát

HDD 5.400 RPM có tốc độ quay thấp hơn, giúp giảm nhiệt và tiết kiệm điện năng.

Phù hợp với:

• Laptop
• Ổ cứng di động
• Lưu trữ dữ liệu ít truy xuất

Nhược điểm của loại này là tốc độ đọc/ghi không cao, không phù hợp cho tác vụ nặng.

HDD 7.200 RPM: nhanh hơn, phổ biến hơn

HDD 7.200 RPM có tốc độ truy xuất tốt hơn, phù hợp cho nhu cầu sử dụng thường xuyên.

Ưu điểm:

• Tốc độ nhanh hơn rõ rệt
• Phù hợp PC, máy bàn
• Trải nghiệm mượt hơn khi mở file lớn

Đây là lựa chọn cân bằng giữa hiệu năng và chi phí, được nhiều người dùng phổ thông và doanh nghiệp nhỏ ưu tiên.

Thông Số Kỹ Thuật HDD

Bên cạnh diễn giải chức năng, các thông số kỹ thuật giúp chúng ta dễ dàng kiểm tra thông tin liên quan đến ổ đĩa. Và thuận tiện tra cứu bất cứ lúc nào khi cần sửa chữa hoặc thay thế.

Disk Capacity HDD- Dung lượng: Được tính theo đơn vị: byte, Kb, MB, GB, TB.

Average Seek Time HDD – Thời gian tìm kiếm trung bình: Khoảng thời gian tìm kiếm trung bình đầu đọc di chuyển từ một Cylinder này đến một Cylinder ngẫu nhiên khác.

Random Access Time HDD – Thời gian truy cập ngẫu nhiên: Thời gian trung bình để HDD tìm kiếm một 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: 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 kiếm 1 sector trên 1 track xác định).

MTBF HDD – Mean Time Between Failures HDD: Thời gian làm việc tin cậy ổ cứng, hay còn gọi là tuổi thọ. Với ổ cứng hoạt động ở tốc độ 15.000 RMP có MTBF lên đến 1,4 triệu giờ.

Ưu Điểm Và Nhược Điểm của HDD

Để quyết định có nên sử dụng HDD hay không, người dùng cần nhìn rõ cả mặt mạnh lẫn hạn chế của loại ổ cứng này. HDD không phải lựa chọn hoàn hảo cho mọi trường hợp, nhưng vẫn giữ vai trò quan trọng nếu dùng đúng mục đích.

Ưu điểm

Giá rẻ trên mỗi GB

Ưu điểm lớn nhất của HDD là chi phí lưu trữ thấp. Nếu so sánh trên cùng một mức dung lượng, HDD luôn rẻ hơn SSD. Điều này đặc biệt có lợi khi bạn cần lưu trữ hàng trăm GB hoặc nhiều TB dữ liệu mà không muốn đầu tư quá nhiều chi phí.

Với cùng số tiền, HDD cho phép bạn sở hữu dung lượng lớn hơn, phù hợp với người dùng cá nhân, sinh viên hoặc doanh nghiệp cần tối ưu ngân sách.

Dung lượng lớn, dễ mua

HDD có nhiều mức dung lượng từ 500GB, 1TB đến hàng chục TB. Các mức dung lượng này dễ dàng tìm mua trên thị trường và có nhiều lựa chọn thương hiệu.

Nhờ đó, HDD trở thành giải pháp lưu trữ quen thuộc cho:

• Lưu phim, video, hình ảnh chất lượng cao
• Backup dữ liệu định kỳ
• Hệ thống NAS và server

Phù hợp lưu trữ dữ liệu lâu dài

HDD đặc biệt phù hợp với mục đích lưu trữ dài hạn. Những dữ liệu ít truy xuất như hồ sơ, video cũ, ảnh lưu trữ hoặc dữ liệu backup có thể được giữ an toàn trên HDD trong thời gian dài nếu ổ cứng được sử dụng đúng cách.

Trong nhiều hệ thống, HDD được dùng như “kho lưu trữ” thay vì ổ chạy hệ điều hành.

Nhược điểm

Tốc độ chậm

Do hoạt động dựa trên cơ chế cơ học, HDD có tốc độ đọc/ghi thấp hơn đáng kể so với SSD. Khi khởi động máy, mở phần mềm hoặc xử lý file lớn, HDD dễ tạo cảm giác chậm và thiếu mượt.

Với người dùng cần hiệu suất cao, đây là hạn chế rõ ràng nhất của HDD.

Dễ hư hỏng do va đập

HDD chứa các bộ phận chuyển động liên tục như đĩa từ và đầu đọc. Chỉ cần va đập mạnh, rung lắc hoặc rơi rớt trong lúc đang hoạt động, ổ cứng có thể bị lỗi hoặc mất dữ liệu.

Đây là lý do HDD không phù hợp với môi trường di động nhiều hoặc điều kiện làm việc khắc nghiệt.

Tiêu thụ điện năng cao hơn SSD

HDD cần điện để quay đĩa và vận hành motor, nên mức tiêu thụ điện năng cao hơn SSD. Điều này khiến:

• Laptop dùng HDD nhanh hết pin hơn
• Hệ thống server dùng nhiều HDD tốn điện và sinh nhiệt nhiều hơn

Với các hệ thống lớn, chi phí điện năng và làm mát là yếu tố cần cân nhắc khi dùng HDD lâu dài.

Cách chọn ổ cứng HDD phù hợp

Chọn đúng ổ cứng HDD giúp bạn tránh lãng phí chi phí, đảm bảo hiệu năng và tăng độ bền khi sử dụng lâu dài. Dưới đây là các tiêu chí quan trọng nhất mà người dùng nên cân nhắc trước khi mua HDD.

Dung lượng: 1–2TB cho người dùng phổ thông

Dung lượng là yếu tố đầu tiên cần xác định. Với người dùng cá nhân, mức 1–2TB thường là lựa chọn hợp lý nhất.

• 1TB: phù hợp lưu trữ tài liệu, hình ảnh, phim cơ bản
• 2TB: phù hợp người lưu nhiều video, dữ liệu công việc hoặc backup định kỳ

Chọn dung lượng quá nhỏ sẽ nhanh đầy, trong khi dung lượng quá lớn có thể gây lãng phí nếu không dùng hết. Vì vậy, bạn nên ước lượng nhu cầu trong 2–3 năm tới thay vì chỉ dựa vào hiện tại.

RPM: 7.200 RPM nhanh hơn 5.400 RPM

Tốc độ vòng quay (RPM) ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ đọc/ghi dữ liệu.

• 5.400 RPM: chạy mát, tiết kiệm điện, phù hợp lưu trữ
• 7.200 RPM: truy xuất nhanh hơn, phù hợp sử dụng thường xuyên

Nếu HDD được dùng làm ổ phụ cho PC hoặc truy xuất dữ liệu thường xuyên, 7.200 RPM là lựa chọn tốt hơn. Với ổ backup hoặc lưu trữ ít truy cập, 5.400 RPM vẫn đáp ứng tốt.

Chuẩn kết nối: SATA III là tiêu chuẩn hiện nay

Hầu hết HDD hiện nay sử dụng chuẩn SATA III (6Gb/s). Chuẩn này đảm bảo khả năng tương thích với máy tính, laptop và mainboard đời mới.

Lưu ý:

• SATA III tương thích ngược với SATA II
• Không nên chọn HDD chuẩn quá cũ vì hạn chế tốc độ và khả năng nâng cấp

Chọn SATA III giúp bạn yên tâm sử dụng lâu dài và dễ thay thế khi cần.

Mục đích sử dụng: lưu trữ, backup hay chạy liên tục

Mục đích sử dụng quyết định loại HDD bạn nên chọn.

• Lưu trữ cá nhân: HDD PC thông thường là đủ
• Backup dữ liệu: ưu tiên dung lượng lớn, tốc độ không quá quan trọng
• Chạy liên tục 24/7: nên chọn HDD NAS hoặc HDD Server có độ bền cao

Nếu dùng HDD sai mục đích, ổ cứng sẽ nhanh xuống cấp và tăng nguy cơ mất dữ liệu.

Khi Nào Nên Sử Dụng Ổ HDD

Ổ HDD phù hợp với mọi đối tượng và khá tương thích với nhiều thiết bị máy tính khác nhau. Tuy nhiên có một số nhu cầu phù hợp với việc sử dụng ổ HDD hơn cả: 

Những người download tài liệu nhiều và thích lưu trữ các dữ liệu, media như ảnh, video, phim,…

Người làm trong lĩnh vực đồ họa, thiết kế. Nhu cầu lưu trữ dữ liệu của những ngành nghề này là khá lớn, vì thế ổ HDD cần thiết để lưu trữ mà không bị quá tải. 

Người dùng phổ thông: đây là sự lựa chọn hợp lý và an toàn cho bất kì ai. Nó đáp ứng được nhu cầu lưu trữ dữ liệu thông thường. 

Các Hãng Cung Cấp HDD Phổ Biến

HDD là ổ cứng khá phổ biến trên thị trường, với nhiều hãng lớn cung cấp sản phẩm uy tín, chất lượng. Có thể liệt kê một số hãng lớn quen thuộc: Western Digital (WD), Samsung, Seagate, Toshiba, Intell, Hitachi, Dell, Kiwivision, Sony,…

Đại Phong là đơn vị bán lẻ chuyên cung cấp các sản phẩm ổ cứng HDD giá rẻ, uy tín, chất lượng. Bạn có thể ghé qua website để tham khảo sản phẩm ổ HDD chất lượng tại đây. 

Trên đây BKNS đã giới thiệu tới bạn toàn bộ kiến thức về HDD. Bao gồm ổ HDD là gì, cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu điểm, nhược điểm, đối tượng sử dụng phù hợp,…

 Hy vọng những kiến thức trên sẽ giúp ích được cho bạn. Đừng quên ghé thăm website chính của BKNS để cập nhật thêm nhiều thông tin và ưu đãi khuyến mãi sớm nhất nhé.