Ổ HDD là gì? Đặc điểm và các loại ổ cứng HDD hiện nay

Ổ HDD là một trong những thiết bị lưu trữ dữ liệu phổ biến, gắn bó lâu dài với máy tính để bàn và laptop. Với dung lượng lớn, chi phí hợp lý và khả năng đáp ứng nhu cầu lưu trữ khổng lồ, ổ cứng HDD vẫn giữ vị trí quan trọng dù công nghệ SSD ngày càng phát triển. Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu chi tiết về ổ cứng HDD.

Ổ HDD là gì?

HDD (Hard Disk Drive) hay còn gọi là ổ đĩa cứng cơ học, là thiết bị lưu trữ truyền thống sử dụng các phiến đĩa tròn được phủ lớp vật liệu từ tính để ghi và đọc dữ liệu. Khi hoạt động, đĩa sẽ quay liên tục và đầu từ sẽ di chuyển để truy xuất thông tin. Đây là dạng bộ nhớ không bay hơi (non-volatile), đồng nghĩa với việc dữ liệu vẫn được giữ nguyên kể cả khi nguồn điện bị ngắt.

Cấu tạo của ổ HDD

Một chiếc ổ cứng HDD được hình thành từ các bộ phận chính sau:

• Đầu đọc/ghi: Bao gồm kim từ và cần dẫn, có nhiệm vụ truy cập và ghi dữ liệu trên bề mặt đĩa từ.
• Cụm đĩa quay: Gồm các phiến đĩa tròn và trục quay, kết hợp cùng động cơ để duy trì tốc độ quay ổn định.
• Mạch điều khiển: Tích hợp bo mạch chủ, cổng cấp nguồn, mạch quản lý chuyển động của trục quay và cần đọc, đồng thời xử lý tín hiệu dữ liệu, có thêm bộ nhớ đệm tạm thời để tăng tốc độ truyền tải.
• Vỏ bảo vệ: Gồm phần đế và nắp kim loại, có nhiệm vụ che chắn, bảo vệ toàn bộ linh kiện bên trong.
• Bề mặt đĩa từ: Các phiến đĩa được chia thành các Track, Sector và Cluster, đảm bảo dữ liệu được sắp xếp và truy xuất một cách chính xác.

Nguyên lý hoạt động của ổ HDD

Nguyên lý vận hành của ổ cứng HDD chủ yếu dựa vào sự quay của các phiến đĩa từ kết hợp với đầu đọc. Những đĩa tròn làm bằng nhôm, thủy tinh hoặc gốm được phủ lớp từ tính sẽ quay liên tục nhờ động cơ gắn bên trong. Khi đó, đầu từ cùng bo mạch điều khiển sẽ thực hiện việc ghi, đọc và giải mã dữ liệu. Tốc độ xử lý thao tác của máy tính nhanh hay chậm chịu ảnh hưởng trực tiếp từ cơ chế này.

Đặc điểm của ổ HDD

Ổ cứng HDD mang đến nhiều ưu – nhược điểm riêng, phù hợp với từng nhu cầu sử dụng như sau:

Ưu điểm

• Hỗ trợ dung lượng lưu trữ rất lớn, có thể đạt hơn 14TB, cao gấp nhiều lần so với ổ cứng phổ biến 500GB – 1TB.
• Giá thành rẻ, dễ tiếp cận, thường xuất hiện trên các dòng máy tính phổ thông hoặc hệ thống cần không gian lưu trữ khổng lồ.

Nhược điểm

• Tốc độ đọc/ghi dữ liệu chậm hơn SSD do phụ thuộc vào tốc độ quay của đĩa.
• Hoạt động tạo ra tiếng ồn và sinh nhiệt nhiều hơn.
• Nhạy cảm với va đập, dễ hỏng hóc dẫn đến mất dữ liệu.

Giải pháp khắc phục

• Các dòng HDD đời mới đã được cải tiến khả năng chống sốc và tích hợp công nghệ tản nhiệt.
• Người dùng có thể kết hợp thêm ổ SSD hoặc bộ nhớ đệm Intel Optane để tăng tốc độ truy xuất, đồng thời vẫn tận dụng được ưu thế dung lượng lớn của HDD.

Giải thích các thông số kỹ thuật trên ổ HDD

Khi tìm hiểu hoặc chọn mua ổ cứng HDD, người dùng thường gặp nhiều thông số kỹ thuật quan trọng. Việc hiểu rõ ý nghĩa của từng thông số sẽ giúp bạn đánh giá chính xác hiệu năng, độ bền và khả năng lưu trữ của thiết bị.

• MTBF HDD (Mean Time Between Failures): Thông số biểu thị độ tin cậy và tuổi thọ trung bình của ổ cứng, được tính bằng giờ. Ví dụ, một số mẫu ổ cứng HDD có tốc độ 15.000 vòng/phút (rpm) có chỉ số MTBF lên tới 1,4 triệu giờ.
• Disk Capacity HDD: Dung lượng lưu trữ dữ liệu, đơn vị có thể tính từ byte, KB, MB, GB cho đến TB, tùy vào thiết kế của nhà sản xuất.
• Random Access Time HDD: Thời gian mà ổ cứng cần để truy cập đến một dữ liệu bất kỳ. Đây là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ xử lý và hiệu năng của hệ thống.
• Average Seek Time HDD: Là khoảng thời gian trung bình khi đầu đọc di chuyển từ một cylinder này đến một cylinder ngẫu nhiên khác trên đĩa.
• Data Access Time HDD: Thời gian tổng hợp để truy xuất dữ liệu, bao gồm cả Average Seek Time và Random Access Time.

Giải thích đơn vị đơn vị đo tốc độ của ổ HDD

Trong ổ cứng HDD, tốc độ quay của đĩa từ được đo bằng đơn vị RPM (Revolutions Per Minute), tức số vòng quay mỗi phút. Ví dụ, ổ cứng 5400rpm đồng nghĩa với việc đĩa từ bên trong quay được 5400 vòng trong vòng một phút. Chỉ số này càng lớn thì khả năng đọc và ghi dữ liệu của ổ cứng càng nhanh.

Trước đây, các ổ cứng 5400rpm khá phổ biến nhờ giá thành rẻ và tiêu thụ ít điện năng. Tuy nhiên, theo xu hướng hiện nay, phần lớn HDD đã chuyển sang tốc độ 7200rpm nhằm nâng cao hiệu suất xử lý, mang lại tốc độ truy xuất dữ liệu nhanh hơn đáng kể so với chuẩn cũ.

Các loại ổ HDD phổ biến hiện nay

Ổ cứng HDD hiện nay được phân thành hai nhóm chính:

HDD External (ổ cứng di động)

Loại ổ cứng này có thiết kế gọn nhẹ, thường chỉ 2,5 inch, dễ mang theo. Nguồn điện được cấp trực tiếp qua cổng USB hoặc Thunderbolt nên tiện lợi khi kết nối với laptop hoặc máy tính để bàn. Dung lượng phổ biến vào khoảng 2 TB, nhưng một số dòng đặc biệt như Backup Plus Desktop đã hỗ trợ dung lượng lên đến 5 TB.

Ổ HDD Internal (ổ cứng gắn trong)

Được lắp trực tiếp vào bên trong máy tính, loại này có giá thành rẻ hơn so với ổ cứng di động. Với kích thước chuẩn 3,5 inch, dung lượng phổ biến khoảng 4 TB và tốc độ đọc/ghi đạt xấp xỉ 530 MB/s, phù hợp cho cả nhu cầu lưu trữ lẫn chạy hệ điều hành.

Các loại ổ cứng SATA HDD

Ổ cứng SATA HDD là dòng ổ gắn trong (Internal HDD) sử dụng giao tiếp SATA – trong đó SATA 3 hiện là chuẩn kết nối phổ biến nhất với mainboard. Dựa theo kích thước, có thể phân loại thành:

• HDD 2.5 inch: Loại ổ này thường thấy trên laptop và PC cá nhân. Dung lượng dao động từ vài trăm GB đến 5 TB, tốc độ đọc/ghi khoảng 50 – 150 MB/s. Ưu điểm nổi bật là hoạt động êm ái, ít gây tiếng ồn.
• HDD 3.5 inch: Được sử dụng chủ yếu trên desktop và workstation, mang lại dung lượng lớn lên tới 14 TB. Tốc độ truy xuất nhanh hơn, có thể đạt 250 MB/s, đáp ứng tốt nhu cầu lưu trữ và xử lý dữ liệu nặng.
• HDD 5.25 inch: Là chuẩn ổ cứng kích thước lớn từng được dùng trong các hệ thống máy tính đời đầu. Do thiết kế cồng kềnh và hiệu suất thấp nên chuẩn này đã bị khai tử từ đầu thập niên 1990.

Lưu ý khi sử dụng ổ HDD

Trong quá trình sử dụng ổ cứng này, bạn cần lưu ý những điều sau:

• Tránh va đập mạnh: Ổ cứng HDD có cấu tạo cơ học với đĩa quay, đầu đọc nên rất nhạy cảm với chấn động. Một cú rơi hoặc va đập có thể khiến bề mặt đĩa bị trầy xước, dẫn đến mất dữ liệu.
• Đặt máy ở môi trường thoáng mát: Khi hoạt động, HDD thường sinh nhiệt cao. Anh nên để máy tính hoặc ổ cứng trong môi trường mát mẻ, tránh bụi bẩn, hạn chế nguy cơ quá nhiệt làm giảm tuổi thọ thiết bị.
• Sao lưu dữ liệu quan trọng: Do ổ HDD dễ hỏng khi bị sốc vật lý hoặc gặp sự cố, anh nên thường xuyên backup dữ liệu quan trọng sang các thiết bị lưu trữ khác hoặc cloud.
• Hạn chế tắt máy đột ngột: Khi ổ cứng đang hoạt động, việc tắt nguồn đột ngột có thể khiến đầu đọc chưa kịp quay về vị trí an toàn, gây lỗi bề mặt đĩa.
• Kiểm tra và chống phân mảnh định kỳ: Với máy tính chạy HDD, nên sử dụng tính năng chống phân mảnh để tối ưu hóa tốc độ truy xuất và kéo dài tuổi thọ thiết bị.
• Nguồn điện ổn định: Sử dụng bộ lưu điện (UPS) hoặc ổn áp khi cần thiết, tránh tình trạng mất điện đột ngột gây ảnh hưởng đến dữ liệu trong ổ cứng.

Nên chọn ổ HDD hay SSD?

Để biết nên chọn loại ổ cứng nào để sử dụng, bạn có thể xem bảng so sánh ngay sau đây và cân nhắc:

Bảng so sánh ổ cứng HDD và SSD

Nên chọn ổ HDD hay SSD?

Việc chọn HDD hay SSD phụ thuộc trực tiếp vào nhu cầu sử dụng và ngân sách của người dùng:

• Chọn HDD nếu bạn cần dung lượng lưu trữ lớn với chi phí thấp. Đây là giải pháp phù hợp cho máy tính văn phòng, hệ thống lưu trữ dữ liệu lâu dài hoặc backup.
• Chọn SSD nếu bạn ưu tiên tốc độ xử lý nhanh, độ bền và sự êm ái. SSD đặc biệt phù hợp cho laptop, PC gaming, dựng phim, thiết kế đồ họa hay các công việc cần truy xuất dữ liệu liên tục.

Giải pháp tối ưu hiện nay là kết hợp cả HDD và SSD: dùng SSD để cài hệ điều hành và phần mềm nhằm tăng tốc độ khởi động, còn HDD để lưu trữ dữ liệu dung lượng lớn, vừa tiết kiệm chi phí vừa đảm bảo hiệu suất cao.

Có thể thấy, ổ HDD vẫn là lựa chọn đáng cân nhắc cho những ai cần dung lượng lưu trữ lớn với mức giá phải chăng. Việc nắm rõ khái niệm, đặc điểm và phân loại ổ cứng HDD sẽ giúp bạn dễ dàng chọn được thiết bị phù hợp với nhu cầu sử dụng. Dù công nghệ lưu trữ không ngừng phát triển, HDD vẫn giữ vai trò quan trọng trong hệ thống máy tính. 

Tham khảo bài viết liên quan:

• Thay ổ cứng máy tính bao nhiêu tiền? Mất bao lâu? Khi nào nên thay?
• Ổ cứng laptop là gì, có những loại nào? Tìm hiểu chi tiết về ổ cứng HDD, SSD trên laptop