Tìm hiểu SSD chuẩn SATA, M.2 và NVMe

SSD (solid state drive hay ổ thể rắn). Khác với HDD (hard disk drive hay ổ cứng truyền thống), SSD không lưu dữ liệu trên các đĩa từ cũng như không sử dụng đầu đọc. Thay vào đó, dữ liệu sẽ được lưu trên các chip nhớ kiến trúc NAND hay còn được biết đến dưới tên gọi flash NAND.

Vì vậy SSD có ưu thế vượt trội về tốc độ truy xuất dữ liệu, độ bền và khả năng chống sốc tốt hơn, hoạt động mát hơn vì không có bộ phận chuyển động. Nhờ vậy mà dữ liệu của bạn sẽ được bảo vệ tốt hơn khi máy tính bị rơi hay va chạm. Vậy có phải SSD nào cũng giống nhau, làm sao phân biệt được SSD chuẩn SATA, M.2 và NVMe ?

Trước tiên, bạn cần phân định rõ về dạng thức (Form factor), cổng kết nối/giao tiếp (Connector) và giao thức (Interface). Chi tiết như trong mind map mình liệt kê trên và đây cũng là các khái niệm cơ bản giúp bạn nhận biết được chúng.

Dạng thức (Form factor)



Dạng thức để chỉ hình dạng vật lý của SSD, tức những thứ mà bạn có thể nắm giữ trên tay và cảm nhận được trên thực tế. Trong đó SATA và M.2 là 2 dạng phổ biến nhất hiện nay. Theo cách mình liệt kê trong mind map thì có 6 dạng thức khác nhau của SSD. Tất nhiên việc phân loại này chỉ mang tính tương đối vì có những thứ không được xếp cùng hạng mục (category) xét về dạng thức.

Chẳng hạn bạn sẽ dễ dàng nhận biết SSD M.2 và SATA hoặc PCI Express bởi sự khác biệt về hình dạng. Tuy nhiên với SSD SATA 2,5 inch và SSD U2 (SFF-8639), hoặc giữa mSATA và M.2, bạn khó phân biệt hơn nếu chỉ dựa theo kích cỡ của chúng. Chi tiết về các dạng thức phổ biến của SSD, bạn có thể tham khảo bài viết tại đây.

Cổng kết nối (Connector)



Giống với dạng thức thì cổng kết nối (hay giao tiếp) cũng là thứ mà chúng ta có thể nhìn thấy được trên thực tế. Điều may mắn là tên gọi cổng kết nối và dạng thức thường giống nhau nên bạn có thể dựa vào đó để phân biệt giữa các SSD.

Chẳng hạn các SSD SATA phổ biến hiện nay gắn kết với bo mạch chủ qua cổng SATA 3.0 trong khi SSD PCI Express Intel 750 được gắn trực tiếp trên khe PCI Express của bo mạch chủ. Tương tự để sử dụng SSD M.2, bạn cần chắc chắn bo mạch chủ có thiết kế sẵn khe M.2.

Giao thức (Interface)



Giao thức là cách mà SSD "nói chuyện" với ứng dụng và các thành phần phần cứng khác thông qua bộ điều khiển (controller) tương tự cách thức mà card mạng dùng truyền dữ liệu.

Về cơ bản, chức năng của SATA controller dùng điều khiển giao tiếp của ổ cứng SATA (serial advanced technology attachment) nói chung. Điểm nổi bật của SATA Controller là hỗ trợ chế độ AHCI mode (advanced host controller interface), cho phép truyền nhận dữ liệu với băng thông đạt mức 600 MB/s (chuẩn SATA 3.0).

Trong khi đó NVMe controller (non-volatile memory express) tiêu chuẩn được phát triển cho các SSD hiệu suất cao. Cùng với sự phát triển của công nghệ Flash NAND, tốc độ SSD cũng cải thiện đáng kể và đã đạt đến ngưỡng băng thông tới hạn của SATA 3.0. Do đó về một chuẩn kết nối mới với tốc độ cao hơn, băng thông rộng hơn để tránh tình trạng nghẽn cổ chai là cần thiết.

Khác với SATA, NVMe controller sử dụng 4 tuyến PCI Express 3.0 để truyền dữ liệu với băng thông đạt mức 4GB/s. Điểm nổi bật của NVMe là hỗ trợ công nghệ NCQ có khả năng phân tích, sắp xếp đến 64.000 hàng đợi so với con số 32 hàng của AHCI.

Tốc độ SSD NVMe so với SATA như thế nào?



Các SSD hiệu suất cao có tốc độ truy xuất dữ liệu đạt đến 3.500 MB/s và hiệu suất đọc ghi dữ liệu ngẫu nhiên khoảng 600.000 IOPS (lượt dữ liệu vào/ra mỗi giây). Tất nhiên những con số trên chỉ mang tính lý thuyết vì hiệu suất thực tế bị ảnh hưởng bởi một vài thành phần khác như loại flash NAND sử dụng, thiết kế firmware có tối ưu không cũng như một số chức năng bổ trợ khác.

Tuy nhiên, nếu so với SSD sử dụng giao tiếp SATA 3.0 có tốc độ cao nhất vào khoảng 530 - 550 MB/s và HDD loại 7.200 rpm, tốc độ khoảng 140 - 160 MB/s. Có thể nhận thấy hiệu suất SSD NVMe cao hơn khoảng 6,3 - 6,5 lần so với SSD SATA và cao gấp 22 – 25 lần ổ cứng truyền thống.

Tất cả SSD M.2 đều sử dụng NVMe controller

Câu trả lời là không.

Như mình chia sẻ bên trên thì M.2 chỉ là dạng thức, tức hình dạng vật lý mà thôi. Tùy thuộc thiết kế của nhà sản xuất cũng như đối tượng người dùng hướng đến mà SSD M.2 sẽ trang bị SATA controller hoặc NVMe controller. Tất nhiên tốc độ truy xuất dữ liệu và giá thành sản phẩm cũng khác nhau.

Chẳng hạn với SSD Samsung 860 EVO mSATA và 860 EVO M.2 SATA có giá tham khảo 169,99 USD (khoảng 3,8 triệu đồng) trong khi với cùng mức dung lượng 1TB, mẫu 960 EVO NVMe M.2 được bán đến 449,99 USD (khoảng 10,05 triệu đồng). Đi vào chi tiết thông số kỹ thuật thì sự khác biệt của SSD NVMe M.2 nằm ở tốc độ đọc ghi dữ liệu vượt trội so với hai sản phẩm còn lại.

Nếu tốc độ truy xuất dữ liệu là ưu tiên hàng đầu thì đương nhiên SSD NVMe M.2 là lựa chọn tốt nhất. Còn với nhu cầu dùng trong gia đình, văn phòng hoặc thậm chí chơi game thì SSD M.2 SATA hiện đã đủ nhanh rồi.



Vậy bạn đang dùng SSD nào và tốc độ đọc ghi là bao nhiêu ? Thử dùng AS SSD Benchmark để kiểm tra và chia sẻ cùng anh em bên dưới nghe. Chẳng hạn mình đang dùng SSD Intel 750 PCIe 400GB, tốc độ đọc ghi dữ liệu tuần tự lần lượt là 1.972,7 MB/s và 981,08 MB/s.