Thứ 7, Ngày 25/03/2017 00:58

Trải nghiệm hiệu năng SSD với chip nhớ NAND 3D

06:50, Thứ Tư, 04/01/2017 (GMT+7)

(VnMedia) - Chúng ta cùng làm quen với chip nhớ flash NAND 3D qua một sản phẩm điển hình là Adata SU800. Đây cũng là ổ SSD đầu tiên của hãng công nghệ Đài Loan ứng dụng công nghệ mới mẻ này.

Bước vào năm mới 2017, người tiêu dùng vẫn tiếp tục chứng kiến sự trỗi dậy đáng kinh ngạc của thế hệ thiết bị lưu trữ mới dựa trên công nghệ flash: ổ SSD. Sau mỗi tháng trôi qua, tỉ lệ giá/dung lượng của các thế hệ ổ mới đã giảm xuống nhanh chóng trong khi tốc độ truyền tải dữ liệu đã chạm tới mức trần của giao tiếp phổ thông SATA III 6Gbps. Điều này khiến cho cuộc đua giữa các nhả sản xuất chủ yếu tập trung ở mức giá cũng như làm thế nào để tung ra thị trường sản phẩm công nghệ chip nhớ mới “ngon, bổ, rẻ” hơn bao giờ hết. 

NAND 3D tạo ưu thế nhờ mật độ lưu trữ dữ liệu lớn hơn hẳn các thiết kế chip nhớ từ trước tới nay.
NAND 3D tạo ưu thế nhờ mật độ lưu trữ dữ liệu lớn hơn hẳn các thiết kế chip nhớ từ trước tới nay.

Trong bài viết lần này, chúng ta sẽ cùng làm quen với chip nhớ flash NAND 3D qua một sản phẩm điển hình là Adata SU800. Đây cũng là ổ SSD đầu tiên của hãng công nghệ Đài Loan ứng dụng công nghệ mới mẻ này.

Công nghệ nhớ NAND 3D là gì?


Hẳn bạn sẽ thắc mắc trước tiên rằng công nghệ bộ nhớ flash NAND 3D là gì? Đây là một câu hỏi hết sức thú vị. Nếu như bộ nhớ flash với các chip nhớ NAND là món không mới với đại đa số người dùng - khi xuất hiện trong hầu hết các sản phẩm hiện đại như thẻ nhớ SD, ổ USB Flash, ổ SSD, thì NAND 3D lại là thứ gì đó khá lạ lẫm. Nếu giải thích một cách cơ bản nhất, bộ nhớ flash vận hành bằng cách “bật”, “tắt” các biến trở (tương ứng với 1 và 0 trong hệ nhị phân), những khối bộ nhớ này được đặt cạnh nhau trên một mặt phẳng. 

Mô hình chip nhớ NAND chế tạo theo công nghệ 3D với các lớp chồng lên nhau.
Mô hình chip nhớ NAND chế tạo theo công nghệ 3D với các lớp chồng lên nhau.

Trong suốt những năm qua, sự phát triển của công nghệ đã cho phép các nhà sản xuất nhồi nhét thêm ngày càng nhiều các khối bộ nhớ vào một đế chip đơn nhằm tạo ra những sản phẩm bộ nhớ flash với dung lượng cao hơn. Trong đó, cơ chế nhớ một bit với hai giá trị (1 và 0) trên một đơn vị (cell) như mô tả ở trên được gọi là SLC (Single Level Cell) có ưu thế về tốc độ và sự bền bỉ theo thời gian nhưng lại đắt đỏ và hạn chế về dung lượng.

Khi chia các đơn vị nhớ này ra làm 4 cấp lưu điện (tương đương 2 bit/đơn vị), chúng ta có sản phẩm SSD với chip nhớ MLC (Multi Level Cell). Trong khoảng 1 năm gần đây, sự hiện diện của các sản phẩm SSD với chip NAND TLC (Triple Level Cell) tương ứng với 8 cấp lưu điện - cho phép lưu 3 bit dữ liệu / đơn vị nhớ. So với SLC, cả MLC và TLC đều có khả năng lưu trữ tốt hơn nhưng lại suy giảm tốc độ và tuổi thọ. Tuy nhiên, cả ba mô hình này đều dàn trải các đơn vị nhớ trên một mặt phẳng.

Khi công nghệ chế tạo chip nhớ flash đạt tới giới hạn - mà cụ thể là ngưỡng 15nm, các nhà sản xuất buộc phải tính tới một hướng tiếp cận mới nhằm tiếp tục tăng cường dung lượng lưu trữ mà không đội giá thành quá cao - tiền đề cho việc ra đời thiết kế 3D mới. Cũng tương tự như đô thị với các toà nhà cao tầng mọc lên từ thôn xóm, việc chồng các lớp bộ nhớ lên nhau (có thể lên tới 32 lớp) đã mở ra một kỷ nguyên mới của các sản phẩm NAND.

Theo tính toán chung, các loại thẻ nhớ hay ổ SSD với chip nhớ NAND 3D có mức dung lượng trung bình có thể gấp ba lần so với sản phẩm 2D từ trước tới nay - đồng nghĩa rằng nếu ở cùng một mức dung lượng và tốc độ, giá của các sản phẩm sẽ rẻ đi đáng kể. Dĩ nhiên, việc sản xuất NAND 3D cũng đòi hỏi các nhà sản xuất phải có trình độ chế tạo chính xác cao hơn rất nhiều so với NAND 2D, tuy nhiên đây lại là một câu chuyện khác.

Adata SU800 - đại diện của trào lưu NAND 3D mới


Là sản phẩm sử dụng giao tiếp SATA, không khó để nhận ra rằng SU800 - cùng một số sản phẩm tiên phong của NAND 3D - đều hướng tới mục tiêu nâng cao tuổi thọ chip nhớ, cắt giảm chi phí, cho phép người dùng tiếp cận ổ SSD dễ dàng hơn so với trước kia.

Adata SU800 sử dụng chuẩn ổ 2,5 inch với độ dày 7mm, và giao tiếp SATA III 6Gbps.
Adata SU800 sử dụng chuẩn ổ 2,5 inch với độ dày 7mm, và giao tiếp SATA III 6Gbps.

Theo công bố từ nhà sản xuất, SU800 sử dụng khối điều khiển SM2258 của Silicon Motion - với bốn kênh flash NAND, tích hợp công nghệ sửa lỗi ECC LDPC. Ổ có kích thước 2,5 inch tiêu chuẩn với độ dày 7 inch - phù hợp với các dòng MTXT mỏng mới.

Tương tự như các dòng sản phẩm SSD khác, phiên bản 128GB có tốc độ truy xuất chậm hơn so với các “đàn anh” - chỉ ở mức 300MB/giây (ghi). Phiên bản được đánh giá trong bài viết này là 256GB với hiệu năng lý thuyết được ấn định ở ngưỡng 560MB/giây đối với thao tác đọc dữ liệu liên tục và 520MB/giây đối với thao tác ghi dữ liệu liên tục. 

Phiên bản thử nghiệm là loại 256GB và được sản xuất tại Đài Loan.
Phiên bản thử nghiệm là loại 256GB và được sản xuất tại Đài Loan.

Dù Adata không tiết lộ gì về mức tiêu thụ điện cũng như tần suất truy xuất dữ liệu ngẫu nhiên, khối điều khiển SM2258 của ổ có chỉ số này ở mức đọc là 90.000 IOPS (truy xuất vào/ra mỗi giây) và ghi là 80.000 IOPS (85.000 IOPS đối với các phiên bản từ 512GB trở lên). Ngoài ra, dù không có chế độ mã hoá AES 256-bit - thứ ít khi hữu dụng với môi trường tiêu dùng phổ thông, SU800 lại “bù” bằng DevSLP (chế độ nghỉ với khả năng chỉ sử dụng 12mW mà thôi).

Do không sử dụng vít bắt, Adata SU800 khá nhẹ so với các dòng ổ cùng loại.
Do không sử dụng vít bắt, Adata SU800 khá nhẹ so với các dòng ổ cùng loại.

Bên trong lớp vỏ kim loại, chip nhớ của SU800 có kí hiệu NW838 - cho thấy đây là linh kiện của Micron cung cấp (có chất lượng tốt). Nó cũng cho thấy đây là chip NAND công nghệ TLC 3D với mật độ dữ liệu 768Gb. 

Thông số của SU800 trong Adata SSD Toolbox - tiện ích kèm theo cho phép quản lý các chức năng vận hành.
Thông số của SU800 trong Adata SSD Toolbox - tiện ích kèm theo cho phép quản lý các chức năng vận hành.

Hiệu năng thực tế của ổ SSD NAND 3D với SATA III


Để thử nghiệm hiệu năng của ổ, chúng ta sử dụng các ứng dụng đo điểm phổ biến nhất hiện nay gồm Crystal Disk Mark, ATTO, HDTune - tất cả đều được chạy ở thiết lập tiêu chuẩn để tiện cho việc so sánh. Hệ thống sử dụng đo điểm là nền tảng Intel, đã kích hoạt đầy đủ AHCI, cài đặt các trình điều khiển mới nhất.

Kết quả cụ thể như sau:

Kết quả đo điểm SU800 trên Crystal Disk Mark 5.2.0 (phiên bản 64-bit).
Kết quả đo điểm SU800 trên Crystal Disk Mark 5.2.0 (phiên bản 64-bit).

Trong Crystal Disk Mark, điểm số thu được là rất khả quan với tốc độ đọc/ghi dữ liệu trội hơn một số dòng NAND 3D khác trên thị trường. Tuy nhiên, hiệu năng đọc dữ liệu ngẫu nhiên 4K có phần thấp hơn một số sản phẩm (ví dụ như Samsung 850 Evo) - dù không nhiều, và chắc chắn cũng không thể hiện khác biệt trong sử dụng thực tế. Ngoài ra, sau nhiều vòng chạy, cũng có thể thấy hiệu năng đọc/ghi dữ liệu của SU800 là khá ổn định, không có biến động bất thường. 

Kết quả đo điểm bằng ATTO.
Kết quả đo điểm bằng ATTO.

Với ATTO, tốc độ đọc dữ liệu liên tục cũng đạt tới mức 562,7MB/giây - tương đồng với kết quả thu được từ Crystal Disk Mark. Nó thậm chí nhỉnh hơn chút ít so với mức mà Adata công bố (560MB/giây). Tuy nhiên, tốc độ ghi dữ liệu lại "hụt" đi chút ít - khi chỉ đạt 516,2MB/giây (mức công bố là 520MB/giây). Dù vậy, mức chênh quá nhỏ này cho thấy ổ vận hành thực tế rất đúng với công bố.

Kết quả đo điểm bằng HD Tune.
Kết quả đo điểm bằng HD Tune.

Kết luận 

Nhìn chung, không thể phủ nhận Adata SU800 có hiệu năng rất tốt, vượt trội so với ổ cứng đĩa từ truyền thống, đúng với mức do nhà sản xuất công bố. Dù vậy, sự chênh lệch các kết quả đo tốc độ đọc/ghi dữ liệu chưa nổi trội so với mặt bằng chung các ổ TLC cùng phân khúc. Tuy nhiên, đây là điều dễ hiểu do hầu hết các dòng ổ SSD sử dụng giao tiếp SATA III 6Gbps hiện nay đều đã tận dụng tối đa mức băng thông của loại kết nối này.
 
Hiệu năng ngang ngửa, dung lượng lớn hơn, giá rẻ hơn chính là bí quyết tạo ra ưu thế của ổ SSD với chip NAND 3D.

Hiệu năng ngang ngửa ổ SSD NAND 2D, nhưng lại có dung lượng lớn hơn, giá rẻ hơn - đó chính là bí quyết tạo ra ưu thế của các loại SSD với chip NAND 3D.

Dĩ nhiên, không vì thế mà những sản phẩm SSD với chip nhớ NAND 3D như SU800 mất đi sức hấp dẫn của mình trên thị trường. Như đã đề cập tới phần đầu của bài viết, sự hiện diện của công nghệ mới đã cho phép các nhà sản xuất tạo ra những dòng ổ thế hệ mới với chi phí mềm hơn trong khi lại tăng cường được mức dung lượng. Khi hiệu năng ngang bằng, dĩ nhiên sản phẩm với dung lượng lớn, giá rẻ hơn sẽ có sức hấp dẫn không nhỏ với người tiêu dùng - đặc biệt là ở phân khúc phổ thông mà chính SU800 đang nhắm tới. 
 
Như thế, nói một cách chung nhất, với tất cả những gì đã thể hiện, chắc chắn các dòng SSD với chip NAND 3D - mà Adata SU800 là điển hình - sẽ sớm trở thành lựa chọn đại trà trên thị trường công nghệ trong và ngoài nước thời gian tới. Dù có mức giá rẻ hơn, chúng cũng sẽ không thua kém các dòng sản phẩm SSD trước đó về hiệu năng cũng như tuổi thọ (thậm chí còn trội hơn) - điều hứa hẹn sẽ đem tới cho người tiêu dùng giải pháp lưu trữ "ngon, bổ, rẻ" hơn bao giờ hết. 

Nguyễn Thúc

Facebook twitter google In

Các tin khác