A. Cấu trúc vật lý của ổ cứng:
Ổ cứng (Harddisk driver) là một kiểu thiết bị lưu trữ dữ liệu (storage device). Mục đích chính của các nhà sản xuất trong việc chế tạo ra thiết bị này đó chính là lưu trữ dữ liệu. Mục đích chính của các nhà sản xuất trong việc chế tạo ra thiết bị này đó chính là lưu trữ dữ liệu và để thay thế đĩa mềm (tại thời điểm HDD ra đời chưa có các loại ổ đĩa quang như CD-ROM hay ZIP). Có một số nhược điểm làm hạn chế tiện ích và độ tin cậy của đĩa mềm. Ngay cả các ổ đĩa mềm tốt nhất cũng quá chậm khi đọc/ghi dữ liệu, lại tiêu thụ điện năng nhiều so với các thiết bị khác trong máy tính. Ổ đĩa mềm còn bị hạn chế về dung lượng lưu trữ, việc chuyển đỗi giữa nhiều đĩa là cách làm bất tiện và không tin cậy. Nhu cầu về một thiết bị lưu trữ lớn và cố định đã làm nảy sinh ra ổ đĩa cứng (ổ cứng) vào những năm đầu của thập kỷ 80. Đương nhiên khả năng lưu trữ lớn lại đẩy mạnh hơn nữa sự phát triển của máy tính. Hiện nay ổ cứng là một thiết bị chuẩn trong các loại máy tính.
Cấu tạo của ổ cứng:
Bộ khung
Đĩa từ
Các đầu đọc/ghi
Bộ dích chuyển đầu từ:
Mô tơ trục quay
Các loại mạch điện của ổ cứng
1. Bộ khung:
Bộ khung cơ khí rất quan trọng đối với hoạt động chính xác của ổ đĩa cứng, ảnh hưởng đến sự hợp nhất về cấu trúc, về nhiệt và về điện của ổ đĩa. Khung cần phải cứng và tạo nên một cái nền vững chắc để lắp ráp các bộ phận khác. Các ổ đĩa cứng thường dùng khung nhôm đúc, nhưng các ổ cứng loại nhỏ của máy tính xách tay thường dùng vo plastic. Vật liệu vỏ cụ thể phụ thuộc vào yếu tố hình dạng (form factor) tức là kích thước của ổ cứng.
2. Đĩa từ :
Đĩa từ của ổ cứng là các đĩa bằng nhôm, thuỷ tinh, hoặc sứ có chế độ hoạt động tương đối năng. Đĩa được chế tạo rất đặc biệt giúp cho nó có khả năng lưu trữ tốt, an toàn và không bị “nhão” (nhả từ) như các thiết bị đọc ghi bằng từ tính khác (tuy nhiên cũng có một số loại đĩa từ sản xuất không đạt tiêu chuẩn qua thời gian có hiện tượng bị “nhão”). Đĩa được phủ vật liệu từ ở cả hai mặt (môi trường lưu trữ thực) và bao bọc bằng lớp vỏ bảo vệ. Sau khi đã hoàn tất và đánh bóng, các đĩa này được xếp chồng lên nhau và ghép nối với môtơ quay; có một số loại đĩa cứng chỉ có một đĩa từ. Trước khi chồng đĩa được lắp cố định vào khung, cơ cấu các đầu từ được ghép vào giữa các đĩa.
3. Các đầu đọc ghi :
Trước kia các đầu đọc/ghi của ổ đĩa cứng thường được chế rao như trong ổ đĩa mềm, lõi sắt mềm cộng với 8 đến 34 (hoặc hơn) vòng dây đồng mảnh. Các đầu từ này có kích thước lứon và tương đối năng làm hạn chế số rãnh có thể có trên mặt đĩa mà hệ thống chuyển dịch đầu từ phải khắc phục.
Hiện nay, các thiết kế đầu từ đã loại bỏ các kiểu quấn dây cổ điển mà dùng loại đầu từ màng mỏng. Nó được chế tạo giống như vi mạch dùng công nghệ quang hóa. Do kích thước nhỏ và nhẹ nên độ rộng của rãnh ghi cũng nhỏ hơn và thời gian dịch chuyển đầu tư nhanh hơn.
Trong cấu trúc tổng thể, các đầu đọc/ghi này được gắn vào các cánh tay kim loại dài điều khiển bằng các môtơ. Các vi mạch tiền khuếch đại của đầu từ thường được gắn trên tấm vi mạch in nhỏ nằm trong bộ dịch chuyển đầu từ. Toàn bộ cấu trúc này được bọc kín trong hộp đĩa. Hộp được đậy kín bằng nắp kim loại có gioăng lót.
4. Bộ dịch chuyển đầu từ:
Nhiều loại đĩa cứng sử dụng môtơ cuộn dây di động (voice coil motor) còn gọi là môtơ cuộn dây quay (rotary coil) hoặc servo để điều khiển chuyển động của đầu từ. Các môtơ servo có kích thước nhỏ, nhẹ rất thích hợp với ổ cứng nhỏ gọn và có thời gian truy cập nhanh.
Thách thức lớn nhất trong việc điều khiển đầu tư là giữ cho được nó đúng ngay tâm rãnh mong muốn. Nói cách khác là các nhiễu loại khí động học, các hiệu ứng nhiệt trên đĩa từ và các biến thiên của dòng điều khiển môtơ servo có thể gây nên sai số trong việc điều định vịi đầu từ. Vị trí của đầu từ phải luôn luôn được kiểm tra và điều chỉnh kịp thời để đảm bảo vị trí rãnh thật chính xác. Quá trình hiệu chỉnh đầu từ theo rãnh gọi là phương pháp servo đầu tư. Cần có thông tin để so sánh vị trí thực và vị trí mong muốn của đầu tư.
Thông tin servo dành riêng (Dedicated servo information) được ghi trên mặt đĩa từ dự trữ.
Thông tin servo nhúng (Embedded servo information) lại được mã hoá thành các chùm dữ liệu ngắn đặt trên từng sector
Hệ thống servo sử dụng sự lệch pha của các xuung tín hiệu của các rãnh kế cận để xác định đầu từ có được đặt đúng giữa rãnh hay không.
5. Môtơ trục quay:
Một trong những yếu tố xác định chất lượng của ổ cứng là tốc độ mà đĩa từ lướt qua dưới đầu đọc/ghi. Đĩa từ lướt qua đầu từ với tốc độ khá cao (ít nhất là 3600 vòng/phút). Môtơ trục (spindle môtơ) có chức năng làm quay các đĩa từ. Môtơ trục là loại môtơ không có chỗi quét, chiều cao thấp, dùng điện một chiều, tương tự như môtơ trong ổ đĩa mềm. Khi môtơ được cấp điện, một từ trường được tạo ra trong các cuốn dây môtơ. Khi điện cắt, năng lượng từ trường lưu trữ trong các cuộn dây môtơ được giải phóng dưới dạng xung điện thế ngược. Kỹ thuật Hãm động (dynamic braking) sẽ sử dụng năng lượng của xung điện thế ngược đó để làm dừng đĩa lại.
6. Các mạch điện tử của ổ cứng:
Nhìn thẳng vào ổ cứng bộ phận đầu tiên mà chúng ta thấy chính là bo mạch điều khiển. Ổ đĩa cứng được điều khiển bởi các mạch điẹn tử tương đối phức tạp. Mạch điện tử được gắn dưới bộ khung và chứa hoàn toàn các mạch cần thiết để truyền tải các tín hiệu điều khiển và dữ liệu với bộ giao diện vật lý riêng, điều khiển đầu đọc/ghi, thực hiện đọc/ghi theo yêu cầu và để quay các đĩa từ. Mỗi một chức năng kể trên phải được thực hiện hoàn hảo với độ chính xác cao. Bo mạch điều khiển này bao gồm bộ chip controller, chip input/output IO, bộ nhớ đệm cho ổ cứng (HDD cache), một ổ cắm nguồn 5+ 5- 12- 12+, và chân cắm chuẩn IDE 39/40 chân. Đối với các thế hệ ổ cứng trước đây bộ nhớ đệm rất thấp chỉ có từ 512kb trở xuống còn với các thế hệ ổ cứng hiện đại sau này thì số lượng cache rất cao từ 1Mb trở lên. Trong bo mạch của ổ cứng thì motor , chip controller và bộ nhớ đệm đóng vai trò rất quan trọng. Bộ nhớ đệm càng cao thì tốc độ truy xuất dữ liệu trên ổ cứng sẽ nhanh hơn rất nhiều và vấn đề sai sót dữ liệu cũng rất thấp. Tương tự , tốc độ quay của motor và khả năng điều khiển của bộ controller cũng không kém phần quan trọng, nếu tốc độ của ổ cứng (rpm - revolution per minute - số vòng trên phút) càng cao thì tốc độ truy xuất dữ liệu sẽ càng nhanh.
Trong cuộc sống hiện đại ngày nay, ổ đĩa cứng (HardDiskDrive=HDD) trong các hệ thống máy vi tính ngày càng chiếm vị trí quan trọng. Chúng có thể chứa đựng tất cả các tủ hóa đơn, giấy tờ, chứng từ quan trọng của các doanh nghiệp, các xấp ảnh, các chồng đĩa phim ảnh giải trí riêng tư và ngay cả các cơ sở dữ liệu lớn cần sự truy cập không có giờ phút ngừng nghỉ của các máy chủ…Tuy nhiên, bất kể hệ thống mà chúng ta đang sử dụng là máy chủ, máy tính cá nhân hay máy tính xách tay với những loại ổ đĩa cứng tốt nhất được lắp bên trong, có lúc, chúng ta vẫn phải đối mặt với những sự cố hư hỏng. Các biểu hiện của những sự cố đó rất da dạng nhưng chúng ta thường gặp là: máy tính khởi động và kết thúc với màn hình xanh kèm theo thông báo lỗi “Physical memory dump…”, việc copy một file nhỏ nào đó diễn ra rất chậm rồi không thành công, việc cài đặt hệ điều hành không thực hiện được…Có rất nhiều nguyên nhân có thể dẫn đến tình trạng này và một trong số đó là BAD SECTOR.
Trong bài viết này, chúng ta hãy cùng nhau khám phá nguồn gốc của lỗi, cách phòng tránh và phương án xử lý. Vấn đề được đề cập trong bài viết này sẽ liên quan tới nhiều thuật ngữ và khái niệm khác nhau của phần cứng máy vi tính tuy nhiên, chúng ta sẽ bỏ qua hoặc xem xét một cách sơ lược mọi thứ để đi sâu vào vấn đề chính: BAD SECTOR.
Lỗi quen thuộc BAD SECTOR
1. Dẫn nhập:Trước hết, chúng ta hãy cùng xem xét vấn đề nguồn gốc của sector. Cấu trúc vật lý của ổ đĩa cứng thông thường sẽ gồm 03 thành phần:
• Platter(đĩa hình tròn): nơi lưu trữ firmware-phần điều khiển cấp thấp của HDD và dữ liệu.
• Bộ đọc/ghi(Actuator): bộ phận truyền tải thông tin.
• Bảng mạch điều khiển điện tử(PrintedCircuitBoard=PCB): thành phần chứa đựng các cổng giao tiếp và phần điều khiển cấp cao của HDD.
Mỗi platter của ổ cứng thường có 03 lớp: lớp nền tảng thường được chế tạo bằng hợp kim nhôm hoặc thủy tinh và có 02 bề mặt; lớp từ tính được phủ trên cả 02 bề mặt của lớp nền tảng và được cấu tạo từ các phần tử có thể nhiễm từ tính; lớp bảo vệ được phủ bên ngoài cùng cả 02 bề mặt. Tuân theo quy chuẩn chung về sản xuất HDD nên mỗi sản phẩm xuất xưởng, trên bề mặt platter đều có khuôn dạng lưu trữ là các vòng tròn đồng tâm mà chúng ta thường biết đến với tên gọi track hay cylinder. Các cylinders được chia cắt bởi các đường thẳng chạy từ tâm ra biên, chúng tạo nên các vùng lưu trữ data mà chúng ta vẫn quen nghe tên: sector.
Để đọc/ghi dữ liệu lên platter, HDD sử dụng bộ đọc/ghi (Actuator). Cấu tạo chung của Actuator gồm có: bộ chuyển động, bộ khung đầu đọc, mạch điều khiển đọc ghi chung và đầu đọc từ tính(magnetic head). Trong quá trình đọc/ghi, đầu đọc treo lơ lửng phía trên, cách bề mặt platter vài microns. Áp lực không khí sinh ra trong khi platter quay với tốc độ cao đã góp phần tạo ra khoảng cách an toàn này, giúp bảo vệ an toàn head và bề mặt platter.
Để đọc dữ liệu nào đó trên HDD, computer ra lệnh yêu cầu đọc data từ một sector cụ thể nằm trên ổ đĩa cứng với tham số chỉ định là một số nguyên dương. Bảng mạch điều khiển của ổ đĩa cứng khi tiếp nhận lệnh từ computer sẽ giải mã thông tin, định nghĩa bề mặt của platter có chứa đựng sector cần đọc, định nghĩa head của bề mặt đó, dịch chuyển head đến đúng vị trí của cylinder có chứa sector cần đọc và đọc dữ liệu từ tính tại đó. Tiếp theo, dữ liệu đó sẽ được chuyển về mạch đọc/ghi của bộ đọc ghi rồi dịch dữ liệu đó sang dạng bits và gửi các dữ liệu dạng bits đó về computer. Tiến trình ghi dữ liệu lên HDD cũng tương tự như tiến trình đọc ngoại trừ chút ít khác biệt: computer gửi lệnh ghi kèm theo 512 bytes dữ liệu cần ghi và HDD sẽ gửi trả lại kết quả của việc ghi dữ liệu. Đây là tính siêu đơn giản của phương án này, computer không cần biết bất cứ điều gì liên quan đến HDD ngoại trừ thông số về tổng số sector chứa đựng trong nó. Đây cũng chính là nguyên nhân dẫn đến hiện tượng lỗi mà đôi khi chúng ta gặp phải: ổ đĩa cứng có dectect trong BIOS, trong DOS nhưng sau đó hệ thống treo cứng, không khởi động được; hệ thống nhận diện được tên nhưng dung lượng báo sai hoặc sai tên; khi ra lệnh đọc ghi một file nào đó, hệ thống báo lỗi hoặc treo máy…
2. Nguyên nhân:
Đến đây, chắc hẳn mọi người chúng ta đều có cùng một câu hỏi: “Nguyên nhân nào đã gây ra bad sector của ổ đĩa cứng?”. Câu trả lời chính xác là có 7 nguyên nhân đã gây ra lỗi bad sector. Ba nguyên nhân đầu là do lỗi trong quá trình sản xuất, hai nguyên nhân tiếp theo là do người sử dụng và hai nguyên nhân cuối cùng là do lỗi logical. Duy nhất chỉ có hai nguyên nhân cuối là có thể khắc phục. Các nguyên nhân gây lỗi bad sector:
• 1 hole (hố) tạo ra do lỗi trong quá trình phủ lớp từ tính lên bề mặt platter.
• Sự liên kết yếu kém giữa lớp từ tính và lớp nền platter tại một vị trí tạo ra 1 hole.
• 1 hole được tạo ra trên bề mặt nền tảng của platter gây ra bởi thời gian.
• Lỗi gây ra bởi chuyển động cơ học của Actuator hoặc do người dùng gây va đập dẫn đến head bị va vào bề mặt platter.
• Theo nghiên cứu của HDDLABVN.COM, chất bôi trơn bên trong motor, do nhiệt độ cao của môi trường đã bốc hơi thoát ra ngoài, gặp nhiệt độ thấp hơn nên đông cứng thành hạt vật chất, va đập và phá hoại bề mặt platter.
• Nhiệt độ cao của môi trường sử dụng computer gây nên sự thoái hoá công năng của bề mặt từ tính.
• Lỗi về điện và/hoặc reset xảy ra trong tiến trình đọc/ghi data.
Trong quá trình sử dụng computer, chúng ta thường hay gặp thông báo lỗi dạng: “Can not copy file(s) or folder(s), ECC failure when reading sector xxxxxx”…ECC (“error correction [or correcting] code" or "error checking and correcting”) được sử dụng để kiểm tra và sửa lỗi trong quá trình đọc và truyền dữ liệu. ECC được sử dụng với các phương tiện lưu trữ (media storage) như RAM, HDD…Vậy ECC hoạt động như thế nào? Chúng ta đều biết, mỗi đơn vị data (or word) được lưu trữ dù là tạm thời trong RAM hay lâu dài trên HDD, chúng đều phải được “đính” kèm các thông tin quan trọng. Gần giống như một “thẻ kho”, mỗi thông tin này sẽ cho biết độ dài liên tục của bits dữ liệu có trong mỗi đơn vị data. Cứ mỗi 64 bits của một đơn vị data sẽ gắn kèm 7 bits mở rộng để lưu trữ ECC. Khi có một lệnh yêu cầu đọc data tại một vị trí lưu trữ 64 bits đó, code đã lưu trữ trong 7 bits mở rộng sẽ được đọc và đưa vào vế trái của lệnh so sánh. Vế phải sẽ là kết quả của một tiến trình: thông tin về độ dài của 64 bits sẽ được tính toán và trả về kết quả theo cùng một phương pháp như đã tạo ra code đã lưu trữ, tiếp đó sẽ ghi kết quả vào vị trí so sánh. Nếu kết quả so sánh khớp nhau, tiến trình kiểm tra lỗi kết thúc, data sẽ được truyền đi theo yêu cầu của lệnh. Nếu kết quả so sánh không khớp nhau, một hay nhiều bits bị thiếu hay lỗi sẽ được sửa hoặc thêm vào cho đến khi mọi thông tin đều khớp và tiến trình ECC kết thúc, data sẽ được truyền đi theo lệnh đọc. Chúng ta thấy ở đây có một vấn đề: một việc “sửa” đã được tạo ra, vậy thì nó có gây sai lệch các thông tin nguyên bản đã lưu trữ? Liệu các thông tin về tài chính, các tài liệu sống còn của doanh nghiệp chúng ta có bị mất đi hay sai lệch sau việc sửa chữa này? Câu trả lời sau đây sẽ khiến chúng ta an tâm: không có sự thay đổi gì với 64 bits của mỗi đơn vị data đã lưu trữ, tất cả dữ liệu của chúng ta vẫn nằm trên vùng từ tính đã lưu trữ nó. Việc sửa chữa chỉ xảy ra với 07 bits mở rộng có chứa code, ECC chỉ cố gắng giúp cho tiến trình thực hiện lệnh đọc được thực thi mà thôi. Các dữ liệu thuộc về 64 bits của đơn vị dữ liệu vẫn còn trên phương tiện lưu trữ chỉ có điều, nếu không có chuyên môn và thiết bị chuyên dụng, chúng ta không thể nào lấy chúng ra được. Đây chính là một trong những lý do mà HDDLABVN.COM được thành lập và tồn tại: giúp mọi người, mọi doanh nghiệp lấy lại dữ liệu, cứu lại các thương vụ. Có vài nguyên nhân gây ra lỗi với ECC và bad sector là một trong số đó.
Lỗi bad sector, xét về mặt vật lý là không thể sửa chữa (can not repaired). Đôi khi, chúng ta gặp một số quảng cáo như: “tẩy, cắt, sửa…bad sector”, đó là sự quảng cáo sai sự thật, thiếu chuyên môn. Thật vậy, chúng ta không thể có cách nào lấp đầy các “hố”(hole) được tạo ra bởi quá trình sản xuất hay do sự va đập trong sử dụng; chúng ta cũng không thể nào khôi phục được khả năng từ tính tại một điểm nào đó trên bề mặt platter đã bị suy yếu sau một thời gian sử dụng…Tuy nhiên, chúng ta có thể khắc phục lỗi bad sector bằng cách ra lệnh cho hệ thống không sử dụng chúng. HDDLABVN.COM đã nhận được nhiều thư của các bạn hỏi về vấn đề có hay không cái gọi là “sector dự trữ trong HDD?”. Câu trả lời là: về mặt kỹ thuật, không hề có khái niệm đó, các sector trên các phương tiện lưu trữ như HDD không hề giống như các bài viết thiếu chuyên môn trên mạng cũng như báo, tạp chí về vấn đề “thay thế” bad sector bằng một “sector dự trữ”. Với trí tưởng tượng của mình, những người viết các thông tin sai lệch đó đã cho rằng các sector sẽ “giống như” những ngăn kéo của một cái tủ và bằng một cách nào đó, họ sẽ “rút” cái hỏng ra và thay thế bằng cái “tốt” đã được “dự trữ ở đâu đó” trong miền lưu trữ của thiết bị. Về mặt kỹ thuật, chúng ta có thể cùng xem xét một tiến trình chung cho việc khắc phục lỗi bad sector như sau: Khi một sector bị đánh dấu là bad, hệ thống sẽ không sử dụng nó cho mục đích đọc/ghi dữ liệu nữa và tổng dung lượng của ổ đĩa cứng sẽ bị giảm đi một lượng bằng với lượng mà một sector chiếm dụng trên không gian nhớ của thiết bị lưu trữ. Khi gặp hiện tượng bad sector, chúng ta nên sao lưu các dữ liệu quan trọng bởi chúng có thể sẽ nằm ngoài khả năng sử dụng của chúng ta. Nếu các bad sector hiện ra quá đột ngột mà ta không thể kịp sao lưu thì tốt hơn hết nên gửi phương tiện lưu trữ của mình đến những nơi chuyên nghiệp như HDDLABVN.COM, tránh tự làm vì có thể mất đi cơ hội lấy lại các dữ liệu quan trọng. Còn nếu các dữ liệu không quan trọng, hoặc giả dụ như bạn muốn tự làm để có thể tiếp tục sử dụng một HDD đã bị lỗi bad sector thì sao? Các biện pháp được mô tả dưới đây sẽ phần nào giúp chúng ta đạt được mục đích của mình.
3. Các biện pháp phòng tránh và khắc phục lỗi BAD SECTOR:
• Các biện pháp phòng tránh bad sector: Để hạn chế tối đa bad sector chúng ta nên lưu ý về vấn đề tản nhiệt cho các thiết bị lưu trữ như HDD. Đất nước chúng ta nằm trong một miền địa lý với khí hậu nóng ẩm và đó là một trong những nguyên nhân gây ra bad sector. Vấn đề điện nguồn cũng nên được lưu ý vì điện lưới sinh hoạt của chúng ta thường xuyên tăng-giảm hay mất đột ngột cộng với việc các thiết bị cung cấp điện nguồn cho computer như ổ cắm điện, phíc cắm điện…thiếu an toàn cũng sẽ rất dễ gây lỗi. Nên sử dụng các thiết bị lưu trữ của chính hãng và dùng kèm theo computer một bộ cung cấp nguồn ổn định, ví dụ như dùng UPS online. Tránh sử dụng các thiết bị ổn áp cơ học, chỉ có giá trị về mặt lý thuyết hoặc giá trị rất nhỏ cho việc sử dụng computer.
• Các biện pháp khắc phục lỗi bad sector: Chúng ta có thể sử dụng chính các công cụ miễn phí có trong hệ điều hành đã cài đặt sẵn. Với Windows XP chúng ta có thể làm như sau: chạy chương trình My Computer, click vào My Computer trong khung bên trái màn hình. Khung bên phải sẽ liệt kê các ổ đĩa có trong hệ thống, click chuột phải vào tên ổ đĩa muốn khắc phục lỗi bad sectoràchọn Properties. Trên màn hình sẽ hiển thị khung Properties của ổ đĩa, click chuột vào tab Toolsàtrong khung Error-Checkingàclick Check Now…; Với các bạn thích sử dụng dòng lệnh, chúng ta làm như sau: bấm tổ hợp phím Windows+R để gọi lệnh thực thi RUN. Trong khung Open, gõ CMD và bấm Enter. Trong khung cửa sổ có dấu nhắc hiện ra, gõ chữ cái đại diện tên ổ đĩa có bad sector kèm theo dấu hai chấm, (ví dụ như D: ) và bấm phím Enter. Tại dấu nhắc, gõ lệnh CHKDSK và bấm Enter để bắt đầu tiến trình kiểm tra bad sector; Chúng ta cũng có thể sử dụng các chương trình tiện ích của hãng khác như Norton Disk Doctor, HDDRegenerator…để đánh dấu không sử dụng các bad sector.4. Các bad sector được khắc phục như thế nào tại HDDLABVN.COM:
Như chúng ta đều biết, firmware là rất quan trọng đối với mỗi HDD, nó quyết định hoạt động quan trọng của ổ đĩa cứng: đọc và ghi. (Các bạn có thể tìm đọc thêm thông tin về firmware của HDD tại địa chỉ website: http://www.hddlabvn.com/new/content/view/9/32/ ) Công nghệ HDD sử dụng nhiều modules để tạo nên firmware điều khiển các hoạt động căn bản cấp thấp của ổ đĩa cứng. Một số modules được sử dụng để điều khiển sự dịch chuyển đầu đọc/ghi, một số khác sẽ giúp chúng ta khắc phục các bad sector trong đó quan trọng nhất là 2 modules: P-List(Primary List) và G-List(General List). Mọi HDD đều có bad sector ngay từ khi xuất xưởng và P-List làm nhiệm vụ kiểm soát, ngăn không cho hệ thống sử dụng chúng. Nhà sản xuất sử dụng các phần cứng và phần mềm riêng để đưa các bad sector vào P-List, người dùng không thể can thiệp vào đây. Với các phần mềm tiện ích miễn phí và có phí, người dùng có thể đưa các bad sector vào G-List và như vậy là chúng ta đã an toàn, hệ thống sẽ không đọc/ghi vào sector đó nữa. Tuy nhiên, khi P-List và G-List bị lỗi, hỏng các bad sector không được kiểm soát và sự khó chịu không mong đợi đã xảy đến: “Mất dữ liệu”. Đây là một trong những lý do cho chúng ta thấy không hề có cái gọi là “cắt” hay “thay thế” bad sector…
Phân loại ổ 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.
- 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.
Ổ đĩa SCSI
- 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 parallel (song song) bằng kiểu serial (nối tiếp), và kết quả là sự ra đời của giao diện SATA.
Ổ đĩa SATA
Trước đây, các chuẩn ATA (IDE, EIDE) và SATA thế hệ đầu tiên được sử dụng phổ biến trong máy tính cá nhân thông thường trong khi chuẩn SCSI có tốc độ cao hơn được sử dụng chủ yếu trong máy chủ và máy trạm. Gần đây, các chuẩn SATA thế hệ tiếp theo với tốc độ giao tiếp cao hơn đang được sử dụng rộng rãi trong các máy tính cá nhân sử dụng các thế hệ chipset mới.
- Chuẩn giao tiếp: Có nhiều chuẩn giao tiếp khác nhau giữa ổ đĩa cứng bo mạch chủ, sự đa dạng này một phần xuất phát từ yêu cầu tốc độ đọc/ghi dữ liệu khác nhau giữa các hệ thống máy tính, phần còn lại do các ổ giao tiếp nhanh có giá thành cao hơn nhiều so với các chuẩn thông dụng. Ba chuẩn thông dụng hiện nay là EIDE, SCSI, và SATA.
Các tốc độ quay thông dụng hiện nay là 5.400 rpm (thông dụng với các ổ đĩa cứng 3,5” sản xuất cách đây 2-3 năm) và 7.200 rpm (thông dụng với các ổ đĩa cứng sản xuất từ 2008). Ngoài ra, tốc độ của các ổ đĩa cứng trong các máy tính cá nhân cao cấp, máy trạm và các máy chủ có sử dụng giao tiếp SCSI có thể lên tới 10.000 rpm hay 15.000 rpm.
- Tốc độ truyền dữ liệu: Đa phần tốc độ truyền dữ liệu trên các chuẩn giao tiếp thấp hơn so với thiết kế của nó bởi có nhiều thông số ảnh hưởng đến tốc độ truyền dữ liệu của ổ đĩa cứng như: tốc độ quay của đĩa từ, số lượng đĩa từ trong ổ đĩa cứng, công nghệ chế tạo, dung lượng bộ nhớ đệm…
- Kích thước: Để đảm bảo thay thế lắp ráp vừa với các loại máy tính, kích thước của ổ đĩa cứng được chuẩn hoá thành 6 loại là: 5,25 inch dùng trong các máy tính các thế hệ trước. 3,5 inch dùng cho các máy tính cá nhân, máy trạm, máy chủ. 2,5 inch dùng cho máy tính xách tay. 1,8 inch hoặc nhỏ hơn dùng trong các thiết bị kỹ thuật số cá nhân và PC Card. 1,0 inch dùng cho các thiết bị siêu nhỏ (micro device).
Kích thước ổ đĩa cứng 1,8”, 2,5” và 3,5” (từ trái qua phải)
Các công nghệ đặc biệt cho ổ đĩa cứng1. S.M.A.R.T
(Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology) là công nghệ tự động giám sát tình trạng hoạt động của ổ đĩa cứng để thông qua BIOS, các phần mềm thông báo cho người sử dụng biết trước các hư hỏng có thể xẩy ra để có các hành động chuẩn bị đối phó (như sao chép dữ liệu dự phòng hoặc có các kế hoạch thay thế ổ đĩa cứng mới). S.M.A.R.T chỉ giám sát những sự thay đổi, ảnh hưởng của phần cứng đến quá trình lỗi xảy ra của ổ đĩa cứng bao gồm những hư hỏng theo thời gian của phần cứng như: đầu đọc/ghi (mất kết nối, khoảng cách làm việc với bề mặt đĩa thay đổi), động cơ (xuống cấp, mòn trục), bo mạch của ổ đĩa (hư hỏng linh kiện hoặc làm việc sai). S.M.A.R.T không hề ảnh hưởng đến tốc độ làm việc và truyền dữ liệu của ổ đĩa cứng. Gần đây S.M.AR.T được coi là một tiêu chuẩn quan trọng trong ổ đĩa cứng và người sử dụng có thể bật (enable) hoặc tắt (disable) chức năng này trong BIOS.
(hybrid hard disk drive) là các ổ đĩa cứng thông thường được gắn thêm các phần bộ nhớ flash trên bo mạch của ổ đĩa cứng. Cụm bộ nhớ flash này hoạt động khác với cơ chế làm việc của bộ nhớ đệm (cache) của ổ đĩa cứng do dữ liệu chứa trên chúng không bị mất đi khi mất điện nguồn. Vai trò của phần bộ nhớ flash là:
- Lưu trữ dữ liệu trước khi ghi vào đĩa cứng, chỉ khi máy tính đã đưa các dữ liệu đến một mức nhất định (tuỳ từng loại ổ cứng lai) thì ổ đĩa cứng mới tiến hành ghi dữ liệu vào các đĩa từ, điều này giúp sự vận hành của ổ đĩa cứng hiệu quả và tiết kiệm điện năng hơn nhờ việc không phải thường xuyên hoạt động.
- Giúp tăng tốc độ giao tiếp với máy tính vì việc đọc dữ liệu từ bộ nhớ flash nhanh hơn so với việc đọc dữ liệu tại các đĩa từ.
- Giúp hệ điều hành khởi động nhanh hơn nhờ việc lưu các tập tin khởi động của hệ thống vào bộ nhớ flash.
- Kết hợp với bộ nhớ đệm của ổ đĩa cứng tạo thành một hệ thống hoạt động hiệu quả.
3. Ổ cứng SSD
(Solid-State Drive) là ổ cứng không sử dụng đĩa từ mà hoàn toàn dựa trên bộ nhớ flash NAND. Do đó, ổ cứng SSD có độ bền cao khi di chuyển (do không có bộ phận cơ khí), tiêu thụ ít điện năng hơn, nhẹ hơn, nhỏ hơn và tốc độ làm việc nhanh hơn ổ cứng thông thường rất nhiều.
Hiện giá SSD vẫn còn cao so với túi tiền của người tiêu dùng, dù vẫn giảm 30%/năm. Ví dụ, loại 64 GB giá khoảng 900 USD, 128 GB giá 1.500 USD trong khi ổ cứng thông thường dung lượng tương đương chỉ có giá trên dưới 100 USD
No comments:
Post a Comment