Các thành phần phần cứng chính của máy tính - bộ xử lý, bộ nhớ và bộ nhớ trong - hoạt động song song với nhau để cho phép bạn truy cập tệp và tải chương trình. Trong khi RAM và bộ xử lý hoạt động với tốc độ cực nhanh, thì bộ nhớ trong, đặc biệt nếu đó là ổ cứng HDD, thật đáng buồn là lại bị tụt hậu.
Do những hạn chế vật lý của nó, một ổ đĩa cứng điển hình rất chậm và không thể theo kịp tốc độ của bộ xử lý. Ổ đĩa thể rắn, mặc dù nhanh hơn nhiều so với ổ đĩa cơ học, nhưng vẫn hoạt động với tốc độ rùa bò so với các chip mới nhất. Do đó, việc đọc và ghi dữ liệu có thể là quá trình làm chậm quá mức, đặc biệt là khi quá trình phân mảnh tệp tự nhiên bước vào và làm tình hình trở nên tồi tệ hơn.
Đây là lý do tại sao chống phân mảnh ổ cứng của bạn là cần thiết, ngay cả trong năm 2020. Nó đảo ngược sự phân mảnh tệp và giúp cải thiện hiệu suất máy tính. Nếu trước đây bạn đã xem qua chủ đề này và thấy nó được viết bằng ngôn ngữ phức tạp và cách nói máy tính không rõ ràng, bạn sẽ thấy bài viết này vừa làm mới vừa sáng sủa.
Sự thật là chống phân mảnh ổ đĩa không phải là một chủ đề quá phức tạp như một chủ đề được giải thích kém. Để hiểu đầy đủ về việc chống phân mảnh đĩa cứng đòi hỏi gì, cần phải hiểu một số khái niệm như phân mảnh và hệ thống tệp Windows. Biết cách thức hoạt động của đĩa cứng truyền thống và sự khác biệt của ổ SSD cũng sẽ giúp bạn biết lý do tại sao ổ cứng trước nên được chống phân mảnh để có hiệu suất tối ưu trong khi ổ cứng sau sẽ hoạt động tốt mà không cần đến nó.
Trước tiên, hãy giải thích cách ổ đĩa cứng lưu trữ và đọc dữ liệu.
Đĩa cứng
Ổ đĩa cứng đã trải qua một chặng đường dài từ những quái vật cơ học của IBM những năm 1960 đến những thiết bị lưu trữ nhỏ gọn với tốc độ 7200 RPM mà chúng tôi sử dụng vào năm 2020. Tuy nhiên, bất chấp những cải tiến liên tục về cả tốc độ và kích thước, một sự thật đơn giản về ổ cứng vẫn còn năm 2020: chậm.
Nó chậm vì nó bao gồm các bộ phận chuyển động như đĩa quay và đầu đọc-ghi. Các bộ phận chuyển động này có nghĩa là có một giới hạn về tốc độ các yêu cầu được gửi bởi bộ xử lý có thể truy xuất dữ liệu cần thiết.
Để làm chậm mọi thứ hơn nữa, không phải lúc nào tất cả dữ liệu cần truy xuất đều ở cùng một vị trí. Có thể hữu ích khi nghĩ đĩa quay như một đĩa tổng hợp được tạo thành từ một số đĩa đồng tâm. Giả sử bốn đĩa cùng tạo nên đĩa. Mỗi đĩa được gọi là rãnh và mỗi rãnh được chia thành các phần có độ dài tương tự được gọi là cung. Số lượng các rãnh và các cung khác nhau tùy theo kiểu máy, nhưng một cung riêng lẻ thường có kích thước 512 byte.
Vì vậy, tại sao điều này lại quan trọng? Có hai lý do chính. Đầu tiên là dữ liệu được lưu trữ trên các rãnh và cung bên ngoài được truy cập nhanh hơn so với dữ liệu được lưu trữ trên các rãnh và cung bên trong. Lý do thứ hai là mỗi đơn vị không gian trên ổ cứng được tạo thành từ một số sector nhất định. Đơn vị này được gọi là một cụm. Cụm là đơn vị không gian nhỏ nhất trên ổ cứng mà một tệp hoặc một phần của tệp có thể được lưu trữ.
Điều này giúp chúng ta hiểu rõ hơn về cách Windows tổ chức và kiểm soát dữ liệu trên ổ cứng - hệ thống tệp NTFS.
Hệ thống tệp NTFS
Nói một cách đơn giản, hệ thống tệp là cách một hệ điều hành sắp xếp và quản lý các tệp trên đĩa. Tất cả các phiên bản Windows mà bạn quen thuộc đều sử dụng hệ thống tệp NTFS để sắp xếp các tệp trên ổ cứng HDD hoặc SSD để hệ thống có thể truy cập vào bất kỳ dữ liệu nào được yêu cầu.
Các ổ đĩa sử dụng hệ thống tệp NTFS thường nhóm các ngành thành các cụm bao gồm mỗi nhóm 8 ngành. Điều này có nghĩa là mỗi cụm trên ổ đĩa NTFS thường có kích thước 512 x 8 = 4096 byte. Nếu bạn lưu một tệp 2MB vào ổ đĩa NTFS, nó sẽ được lưu dưới dạng các phần có kích thước 4096 byte mỗi phần trên ổ đĩa. (Nếu bạn quan tâm đến phép toán, điều đó có nghĩa là tệp 2Mb sẽ chiếm khoảng 488 cụm hoặc phần không gian trên đĩa cứng).
Cách xảy ra chống phân mảnh
Bây giờ bạn biết rằng mỗi tệp bạn đặt trong bộ lưu trữ máy tính của mình được chia thành nhiều phần, bạn sẽ dễ dàng hình dung cách phân mảnh xảy ra như thế nào. Giả sử, bạn lưu một tệp 5MB vào một ổ đĩa có nhiều dung lượng trống; tệp sẽ được chia thành nhiều phần như bình thường. Các khối có thể sẽ được đặt cạnh nhau, điều này sẽ làm cho chúng tiếp giáp với nhau. Điều này có nghĩa là khi bộ xử lý yêu cầu tệp đó, ổ cứng sẽ có thể truy xuất tệp đó nhanh hơn.
Bây giờ, hãy nghĩ đến việc lưu cùng một tệp vào một ổ đĩa không có quá nhiều dung lượng trống. Hệ thống của bạn sẽ lưu tệp vào không gian khả dụng gần nhất. Nếu không gian đó đủ để chứa tất cả các khối tệp, thật tuyệt. Nếu không, hệ thống sẽ đặt một số khối ở một nơi khác. Các phần của tệp bây giờ tách biệt với nhau. Lưu trữ các khối cùng nhau tạo nên một tệp trong các không gian không liền kề trên ổ cứng được gọi là phân mảnh.
Do hầu hết chúng ta thường xuyên lưu các tệp, một số tệp có dung lượng khá lớn, vào ổ đĩa cứng của chúng ta, việc phân mảnh là một hệ quả tất yếu và tự nhiên.
Chống phân mảnh ổ đĩa: Tại sao bạn cần nó?
Càng nhiều tệp được lưu trên đĩa cứng và mỗi tệp càng lớn thì hệ thống càng phải làm nhiều việc để đọc và ghi dữ liệu. Một ổ đĩa chứa đầy các tệp lớn có nghĩa là sẽ có ngày càng ít vị trí liền kề để lưu từng tệp cho đến một thời điểm mà đơn giản là không còn tệp nào nữa. Khi điều này xảy ra, hệ thống chỉ cần lưu các phần khác nhau của mỗi tệp vào bất kỳ dung lượng nào mà nó có thể tìm thấy. Tệp càng lớn thì càng có nhiều khối và chúng càng bị phân tán. Do đó, khi tệp được yêu cầu, đầu đọc-ghi phải nhảy xung quanh các vị trí khác nhau để tập hợp các phần riêng biệt và phân tán. Quá trình này bao gồm rất nhiều công việc và do đó mất nhiều thời gian hơn, dẫn đến hiệu suất thấp hơn.
Ngoài ra, do các tệp nằm rải rác khắp nơi nên dung lượng trống trên ổ đĩa cũng bị phân tán. Điều này lại làm cho các tệp lớn đến bị phân mảnh ngay lập tức vì không có phần dung lượng trống liền kề nào có sẵn để lưu chúng vào.
Mặc dù tốc độ đọc-ghi của ổ cứng HDD hiện đại đã được cải thiện rất nhiều so với trước đó trong thập kỷ, nhưng sự phân mảnh ổ đĩa có nghĩa là tốc độ sẽ giảm dần theo thời gian, cũng từ từ dẫn đến sự xuống cấp của đĩa cứng.
Đây là lý do tại sao bạn cần phải chống phân mảnh ổ đĩa thường xuyên.
May mắn cho hầu hết chúng ta, các hệ điều hành hiện đại như Windows 10 có lịch chống phân mảnh chạy thường xuyên và chăm sóc ổ cứng của bạn. Tuy nhiên, hệ thống này có thể ngừng hoạt động hoặc bị hỏng, vì vậy bạn cần biết khi nào hệ thống của mình cần chống phân mảnh ngay lập tức.
Có một số dấu hiệu và triệu chứng đáng chú ý của ổ cứng bị phân mảnh nặng:
- Thời gian tải lâu hơn cho các tệp và chương trình
- Các ứng dụng và trò chơi đồ họa nặng mất quá nhiều thời gian để tải các cửa sổ mới hoặc xử lý môi trường mới
- Tiếng ồn có thể nghe thấy từ ổ cứng trong quá trình vận hành hệ thống
Khi bất kỳ điều nào trong số này bắt đầu xảy ra liên tục, có lẽ đã đến lúc gọi kỵ binh - theo đó chúng tôi muốn nói đến việc chống phân mảnh máy tính của bạn. Vậy, làm thế nào để chống phân mảnh ổ đĩa thực sự cần nó?
Cách chống phân mảnh máy tính của bạn
Chống phân mảnh PC cho phép bạn tối ưu hóa ổ cứng và giải phóng dung lượng. Tuy nhiên, một trình chống phân mảnh tốt sẽ làm được nhiều hơn thế. Các khối tệp phân tán cần được đặt cạnh nhau để có tốc độ truy xuất nhanh hơn. Làm điều này cũng giải phóng một lượng lớn không gian mà các tệp mới có thể được đặt vào, giảm nguy cơ chúng bị phân mảnh rất nhanh sau khi hạ cánh trên ổ đĩa cứng. Một khía cạnh khác của chống phân mảnh là vị trí tệp thông minh, đảm bảo rằng các tệp mà hệ thống cần nhất được đặt ở vị trí nhanh nhất và dễ truy cập nhất.
Tóm lại, có ba khía cạnh chính của chống phân mảnh ổ đĩa, mà tất cả các trình chống phân mảnh đều kết hợp:
- Chống phân mảnh tệp. Trong quá trình này, các cụm có chứa các phần của một tệp bị phân mảnh được đặt cạnh nhau. Tất cả các cụm tạo thành một tệp được tập hợp ở cùng một nơi và được sắp xếp theo thứ tự liên tiếp.
- Chống phân mảnh không gian. Dung lượng trống cũng được chống phân mảnh trong quá trình này. Bởi điều này, chúng tôi muốn nói rằng các cụm không gian trống riêng biệt được thu thập thành một khối vững chắc thay vì nằm rải rác xung quanh ổ cứng trong các phần riêng biệt nhỏ hơn.
- Vị trí tệp thông minh. Vị trí tệp thông minh trong quá trình chống phân mảnh có nghĩa là các tệp được sắp xếp theo nhu cầu của hệ thống. Ví dụ: các tệp hệ thống có thể được đặt ở các rãnh bên ngoài để có tốc độ đọc-ghi nhanh hơn, do đó cải thiện thời gian khởi động PC của bạn. Vị trí tệp thông minh là động. Nói chung, các tệp quan trọng và được sử dụng thường xuyên nhất được đặt ở các rãnh bên ngoài nhiều hơn, trong khi các tệp ít được truy cập nhất được ghi vào các rãnh bên trong của ổ cứng.
Từ những điều đã nói ở trên, bạn hẳn đã biết được tầm quan trọng của việc chống phân mảnh ổ đĩa đối với tình trạng ổ đĩa và hiệu suất tổng thể của hệ thống. Nếu PC của bạn thấy nhiều hành động và bắt đầu chậm hơn do tất cả các cài đặt và xóa thường xuyên, sao chép và di chuyển, chơi game và chỉnh sửa đồ họa, thì việc tối ưu hóa ổ đĩa cứng bằng phần mềm chống phân mảnh giàu tính năng chắc chắn sẽ tạo ra một cải tiến đáng chú ý trong tốc độ và hiệu suất tổng thể của hệ thống.
Tuy nhiên, bạn không cần phải nghe lời chúng tôi. Bạn có thể tự mình dùng thử trình chống phân mảnh và kiểm tra kết quả. Như đã chỉ ra trước đây, một hệ điều hành như Windows 10 có một công cụ có sẵn tự động thực hiện những việc cơ bản, nhưng bạn có thể thử những thứ khác với các tính năng tốt hơn và một công cụ tối ưu hóa mạnh mẽ hơn.
Trước khi chúng tôi kết thúc hướng dẫn này, có một câu hỏi quan trọng hơn cần trả lời: Còn về ổ đĩa thể rắn thì sao?
Một người có thể chống phân mảnh ổ SSD không?
SSD đang nhanh chóng thay thế ổ cứng HDD trở thành phần cứng lưu trữ được lựa chọn trên các máy tính xách tay và máy tính để bàn hiện đại. Mặc dù chúng vẫn đắt tiền so với các đối tác cơ học của chúng, nhưng không thể phủ nhận rằng sự khác biệt về tốc độ giữa SSD và HDD là đêm và ngày.
Nếu phần cứng lưu trữ duy nhất trên PC là SSD, thì không nên thực hiện chống phân mảnh ổ đĩa với hy vọng cải thiện tốc độ của ổ đĩa. Trên thực tế, làm như vậy có thể có tác dụng ngược lại.
Không giống như ổ đĩa cứng, SSD không có các bộ phận chuyển động cơ học. Do đó, việc đọc dữ liệu trên ổ đĩa thể rắn bao gồm một quá trình khác. Vì nó không có đầu cơ học di chuyển xung quanh, nên sự phân mảnh trên SSD không làm giảm tốc độ ghi, vì vậy việc các khối tệp nằm rải rác trên ổ đĩa như thế nào không quan trọng. Công nghệ NAND đảm bảo tất cả các thành phần tệp được tìm nạp ngay khi chúng được yêu cầu.
Thay vì chống phân mảnh, hoạt động tối ưu hóa điển hình trên ổ đĩa thể rắn là lệnh TRIM, về cơ bản cho phép ổ đĩa tiếp tục xóa những khối dữ liệu đã được xác định là không còn được sử dụng.
Hầu hết các trình chống phân mảnh có sẵn đều bị vô hiệu hóa tính năng chống phân mảnh SSD vì lý do đó, cũng như hầu hết các công cụ của bên thứ ba cũng làm điều tương tự. Tuy nhiên, một số chương trình chống phân mảnh giàu tính năng hơn vẫn có tùy chọn để chống phân mảnh ổ SSD, mặc dù chúng tôi không khuyên bạn nên thực hiện bước này - trừ khi ổ đĩa được đề cập là SSHD (kết hợp giữa công nghệ SSD và HDD).
