PV Tech News – SSD bị hao mòn sau mỗi chu kỳ ghi, xóa dữ liệu do electron phải đi xuyên qua lớp cách điện siêu mỏng dưới điện áp cao. Trong khi đó, RAM liên tục làm mới dữ liệu hàng trăm triệu lần mỗi năm mà không gặp cơ chế hao mòn tương tự. Sự khác biệt này bắt nguồn từ cách hai linh kiện lưu trữ thông tin.
Ổ SSD có giới hạn số lần ghi, xóa, trong khi RAM không có chỉ số hao mòn theo chu kỳ tương tự. Sự khác biệt này bắt nguồn từ cách hai linh kiện lưu trữ dữ liệu. Mỗi bit thông tin được biểu diễn bằng trạng thái điện tích trong ô nhớ, nhưng cách tạo ra và duy trì trạng thái này ở RAM và SSD hoàn toàn khác nhau.
Mỗi ô nhớ RAM gồm một bóng bán dẫn đóng vai trò công tắc và một tụ điện dùng để lưu điện tích. Khi ghi dữ liệu, bóng bán dẫn mở để nạp hoặc xả điện tích trong tụ mà không cần electron xuyên qua lớp cách điện. Tuy nhiên, do tụ điện liên tục rò điện, hệ thống phải làm mới dữ liệu định kỳ, thường trong chu kỳ tối đa 64 mili giây. Tương đương gần 500 triệu lần mỗi năm, quá trình này vẫn không gây ra cơ chế hao mòn như ở SSD.
Ngược lại, SSD sử dụng bộ nhớ NAND flash để lưu dữ liệu ngay cả khi máy tính tắt nguồn. Electron được giữ trong cấu trúc dẫn điện gọi là cổng nổi (floating gate), bao quanh bởi lớp cách điện silicon dioxide (SiO₂) dày khoảng 7 nm. Nhờ đó, SSD có thể duy trì dữ liệu trong thời gian dài mà không cần cấp điện liên tục.
Tuy nhiên, khi ghi hoặc xóa dữ liệu, SSD phải dùng điện trường mạnh để đưa electron xuyên qua lớp cách điện bằng hiệu ứng đường hầm lượng tử (quantum tunneling). Qua nhiều chu kỳ, lớp cách điện tích lũy hư hại vi mô, khiến điện tích khó kiểm soát và tăng nguy cơ rò rỉ. Khi lỗi vượt quá khả năng xử lý của thuật toán sửa lỗi (ECC), ô nhớ không còn đáng tin cậy, khiến SSD dần hao mòn.
| Tiêu chí | RAM (DRAM) | SSD (NAND flash) |
| Nơi giữ điện tích | Tụ điện | Cổng nổi |
| Điện áp ghi | Thấp, thông thường | 15–20 V |
| Vượt lớp cách điện khi ghi | Không | Có (hiệu ứng đường hầm) |
| Làm mới định kỳ | Có, tối đa 64 ms/lần | Không |
| Giữ dữ liệu khi tắt nguồn | Không | Có, khoảng 1 năm ở 30°C |
| Giới hạn số lần ghi | Không có chỉ số hao mòn | Có |
Mật độ lưu trữ ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền của SSD. SLC lưu 1 bit trên mỗi ô nhớ, MLC lưu 2 bit, TLC lưu 3 bit và QLC lưu 4 bit. Khi số bit tăng, ô nhớ phải phân biệt nhiều mức điện áp hơn, khiến khoảng cách giữa các mức thu hẹp và nguy cơ sai số tăng khi lớp cách điện bị hao mòn. Theo bài viết, SLC có độ bền khoảng 150.000 chu kỳ ghi/xóa, trong khi một số thế hệ bộ nhớ flash giữa thập niên 2010 chỉ đạt 1.000–3.000 chu kỳ. Tuy nhiên, độ bền thực tế còn phụ thuộc vào công nghệ NAND và thiết kế của từng ổ.
Để kéo dài tuổi thọ, SSD hiện đại sử dụng công nghệ dàn trải độ mòn (wear leveling) nhằm phân phối thao tác ghi giữa các ô nhớ, cùng dung lượng dự phòng (over-provisioning) để thay thế những khối nhớ xuống cấp. Chẳng hạn, một ổ SSD 1 TB có chỉ số TBW là 600 TB, với lượng dữ liệu ghi trung bình 40 GB mỗi ngày, sẽ cần khoảng 41 năm để đạt giới hạn ghi công bố. Đây chỉ là phép tính lý thuyết, không đồng nghĩa với việc ổ đĩa chắc chắn hoạt động tốt trong khoảng thời gian này, bởi tuổi thọ còn phụ thuộc vào nhiệt độ, thời gian vận hành và tình trạng linh kiện.
Ngoài số lần ghi, cả SSD và RAM đều có thể xuống cấp do lão hóa vật liệu hoặc điều kiện hoạt động. Vì vậy, không nên xem bất kỳ linh kiện nào là bền vĩnh viễn, ngay cả khi thiết bị vẫn hoạt động bình thường. Để bảo vệ dữ liệu quan trọng, người dùng nên duy trì bản sao lưu trên thiết bị hoặc dịch vụ độc lập. Nếu có nhu cầu nâng cấp máy tính, người dùng có thể tham khảo các dòng SSD và RAM tại Phong Vũ để lựa chọn dung lượng, tốc độ phù hợp. Đồng thời, hãy theo dõi Phong Vũ Tech News để cập nhật tin tức và mẹo công nghệ mới nhất.
Nguồn: Đời sống pháp luật
Bài viết liên quan:
