HDD gắn ngoài cho laptop - Ổ SMR hay CMR hợp để sao lưu dữ liệu

Ổ cứng cơ gắn ngoài vẫn được chọn để chứa bản sao lưu vì dung lượng tính bằng terabyte. Bên trong mỗi HDD gắn ngoài là một trong hai cách ghi dữ liệu: CMR (ghi từ thông thường, các rãnh ghi nằm tách rời) hoặc SMR (ghi từ chồng lớp, rãnh mới gối lên một phần rãnh cũ như ngói lợp mái). Hai cách ghi cho tốc độ đọc gần tương đương, nhưng khác nhau rõ khi chép liên tục khối dữ liệu lớn, nên chọn đúng loại ổ quyết định bản sao lưu chạy trơn tru hay bị kéo dài.

Ổ CMR và ổ SMR ghi dữ liệu khác nhau ở điểm nào

Với ổ CMR, nguyên lý ghi là các rãnh (track) nằm song song và có khoảng hở giữa từng rãnh, nên đầu ghi sửa được bất kỳ vị trí nào mà không chạm rãnh bên cạnh. Sách trắng về SMR của Western Digital mô tả cách ghi chồng lớp là ghi tuần tự rồi gối rãnh mới lên một phần rãnh cũ, bỏ khoảng hở để tăng mật độ ghi. Theo tài liệu này, SMR cho mật độ ghi cao hơn tới 11% so với ổ CMR cùng thế hệ, đổi lại loại ổ ghi chồng mất khả năng ghi đè trực tiếp.

Các rãnh gối chồng được gom thành dải (band, hay zone) có dung lượng cố định, giữa hai dải chừa khoảng hở để đầu ghi rộng không đè sang dải kế bên. Khi một rãnh trong dải cần thay đổi, cả dải phải được ghi lại, vì sửa trực tiếp một rãnh sẽ làm hỏng rãnh nằm chồng phía trên. Phần đọc không chịu ảnh hưởng tương tự, Western Digital xác nhận ổ SMR vẫn đọc ngẫu nhiên đúng nghĩa như ổ CMR.

SMR có hai dạng chính. Dạng do ổ tự quản lý (drive-managed) giả lập một ổ cứng thông thường nên cắm vào hệ thống cũ vẫn chạy, còn dạng do máy chủ quản lý (host-managed) bắt phần mềm phải ghi tuần tự và không tương thích ngược. HDD gắn ngoài phổ thông cắm vào laptop thuộc dạng đầu. Ở trung tâm dữ liệu, SMR được dùng để đẩy dung lượng mỗi ổ, như bài Western Digital ra mắt ổ cứng dung lượng cao SMR 32TB và CMR 26TB đã nêu.

Vì sao ổ SMR chậm dần khi ghi liên tục nhiều dữ liệu

Vì không ghi đè trực tiếp được, ổ SMR cần một vùng đệm để gom thay đổi trước khi ghi lại cả dải. Toshiba giải thích trong trang What is SMR Technology rằng dữ liệu mới đi từ bộ đệm DRAM vào vùng Media Cache trên đĩa, sau đó dữ liệu cũ và mới được hợp nhất rồi ghi tuần tự sang một dải SMR khác. Seagate gọi cơ chế đệm nhiều tầng trên dòng BarraCuda 2,5 inch là Multi-Tier Caching Technology.

Bài viết về ổ WD Red trên blog Western Digital cho biết ổ ghi chồng tự quản lý cần thời gian rảnh để chạy tác vụ dọn dẹp nền. Thiếu khoảng rảnh đó, ổ mất nhiều thời gian hơn để hoàn tất mỗi lệnh ghi. Khi chép một khối dữ liệu lớn không ngừng, vùng đệm liên tục phải nhận dữ liệu mới trong lúc dữ liệu cũ chưa kịp dồn vào dải, nên tốc độ chép có thể suy giảm dần so với lúc bắt đầu.

Ví dụ Western Digital nêu là quá trình dựng lại mảng ZFS: ghi ngẫu nhiên nặng và kéo dài khiến ổ không còn thời gian xử lý nội bộ, hiệu năng giảm đáng kể. Thông cáo năm 2020 của Toshiba cũng thừa nhận SMR ảnh hưởng tốc độ ghi, đặc biệt khi ghi ngẫu nhiên liên tục. Với HDD gắn ngoài dùng SMR, đợt chép lớn nên được chia thành nhiều lượt, chừa khoảng nghỉ để ổ duy trì hiệu năng ghi ổn định.

Cách biết HDD gắn ngoài dùng công nghệ SMR hay CMR

Nhãn hộp và tốc độ quảng cáo không cho biết công nghệ ghi, cách xác minh chắc chắn là lấy mã model ổ rồi tra bảng hãng công bố. Seagate có trang CMR and SMR Hard Drives liệt kê từng dòng ổ theo dung lượng, Western Digital công bố bảng SMR và CMR trong bài blog về ổ WD Red, còn Toshiba nêu danh sách trong thông cáo năm 2020.

Dòng ổ	Kích thước	Công nghệ ghi	Dung lượng theo công bố
Seagate BarraCuda	2,5 inch	SMR	2TB, 4TB
Seagate FireCuda	2,5 inch	SMR	1TB, 2TB
Seagate BarraCuda	3,5 inch	SMR hoặc CMR	SMR 4TB, 8TB; CMR 12TB đến 24TB
Seagate IronWolf	3,5 inch	CMR	2TB đến 16TB
WD Blue	2,5 inch	SMR	1TB, 2TB
WD Black	2,5 inch	SMR	1TB
Toshiba L200	2,5 inch	SMR	1TB, 2TB
Toshiba N300	3,5 inch	Không dùng SMR	Dòng dành cho NAS

Một số datasheet ghi thẳng công nghệ ghi. Tài liệu của Toshiba L200 có dòng Recording Technology ghi SMR, sổ tay sản phẩm Seagate BarraCuda 2,5 inch ghi rõ dòng chữ Shingled magnetic recording. Datasheet WD Blue 2,5 inch lại không có dòng này, nên phải tra bảng trên blog của hãng. Bảng của Western Digital lập từ tháng 4/2020, phiên bản ổ đời sau có thể khác. Cùng một dòng cũng có thể dùng cả hai công nghệ: Seagate BarraCuda 3,5 inch bản 4TB và 8TB là SMR, còn bản từ 12TB trở lên là CMR, nên phải tra đúng dung lượng.

Với một HDD gắn ngoài trọn bộ, vỏ hộp thường chỉ ghi tên dòng sản phẩm, còn mã ổ bên trong không được in ra. Datasheet Seagate One Touch, chẳng hạn, nêu dung lượng và kích thước nhưng không nhắc công nghệ ghi. Khi hãng không công bố, cách thận trọng là liên hệ bộ phận hỗ trợ, đồng thời lên kế hoạch chép như với ổ SMR để tránh bất ngờ.

Ổ 2,5 inch trong hộp gắn ngoài thường dùng công nghệ SMR

Ổ 2,5 inch được chính các hãng định vị để lắp vào HDD gắn ngoài. Datasheet Seagate BarraCuda 2,5 inch ghi nhóm ứng dụng gồm lưu trữ di động và hệ thống lưu trữ gắn ngoài, WD cho biết WD Blue được thử nghiệm cho laptop và hộp gắn ngoài, còn Toshiba L200 ghi mục dùng cho external enclosures. Cả ba dòng 2TB này đều nằm ở cột SMR trong bảng công bố.

Thông số công bố	Seagate BarraCuda 2TB (ST2000LM015)	WD Blue 2TB (WD20SPZX)	Toshiba L200 2TB (HDWL120UZSVA)
Công nghệ ghi	SMR	SMR (bảng WD 2020)	SMR
Tốc độ quay (vòng/phút)	5.400	5.400	5.400
Bộ nhớ đệm (MB)	128	128	128
Công suất khi hoạt động (W)	1,7 đọc, 1,8 ghi	1,7	1,65
Công suất khi nghỉ (W)	0,5	0,5	0,85
Độ dày (mm)	7	7	9,5
Khối lượng (g)	90	90	117
Hãng ghi dùng cho hộp gắn ngoài	Có	Có	Có

Ba ổ cùng quay 5.400 vòng/phút và cùng 128MB bộ đệm, nên chênh lệch chủ yếu ở độ dày, khối lượng và mức điện năng. Seagate công bố tốc độ truyền tối đa 140 MB/s cho BarraCuda 2,5 inch, sổ tay sản phẩm ghi mức tải khuyến nghị dưới 55 TB mỗi năm. Ngưỡng này dư sức cho sao lưu cá nhân, nhưng là giới hạn cần biết khi dùng ổ làm nơi chép dữ liệu hằng ngày. Mức điện năng khi nghỉ 0,5 W của Seagate và WD thấp hơn 0,85 W của Toshiba L200, chênh lệch đáng để ý khi ổ lấy điện trực tiếp từ cổng USB của laptop chạy pin.

Muốn một HDD gắn ngoài dùng ổ CMR, hướng đi thường gặp là đặt ổ 3,5 inch dòng CMR như Seagate IronWolf vào hộp ngoài, bởi các dòng 2,5 inch dung lượng 1TB đến 4TB trong bảng đều là SMR. Ở phân khúc trung tâm dữ liệu, ổ Exos 44TB của Seagate nằm ở cột SMR, bối cảnh ra mắt được kể trong bài Seagate ra mắt ổ cứng 44TB - Bước nhảy vọt cho kỷ nguyên AI.

Sao lưu File History, Time Machine và giới hạn của ổ SMR

Trang danh sách CMR và SMR của Seagate viết rằng SMR hợp với tải ghi tuần tự hoặc dễ tuần tự hoá, như kho media lớn, tầng sao lưu và kho lưu trữ, nơi dữ liệu được ghi một lần rồi thỉnh thoảng mới đọc. Western Digital cũng cho rằng tải văn phòng nhỏ để lại đủ thời gian rảnh cho loại ổ ghi chồng tự quản lý. Bản chất sao lưu định kỳ khớp với mô tả đó.

Tác vụ	Kiểu ghi	Mức phù hợp với ổ SMR	Căn cứ
Sao lưu định kỳ bằng File History, Time Machine	Ghi theo chu kỳ, có khoảng nghỉ	Phù hợp	Seagate (tầng sao lưu), WD (tải văn phòng nhỏ có thời gian rảnh)
Lưu kho ảnh, video đã hoàn tất	Ghi một lần, thỉnh thoảng đọc lại	Phù hợp	Seagate
Chép lần đầu vài trăm GB	Ghi tuần tự kéo dài	Chấp nhận được, có thể chậm dần	Toshiba (Media Cache), WD (cần thời gian rảnh)
Chạy máy ảo, biên tập video ngay trên ổ	Ghi ngẫu nhiên liên tục	Không phù hợp	Toshiba, WD
Ghép RAID hoặc lắp vào NAS	Ghi ngẫu nhiên nặng khi dựng lại mảng	Không phù hợp	WD (dựng lại RAID chậm), Toshiba (N300 cho NAS)

Trên Windows 11, File History tự sao lưu các thư viện như Documents, Pictures, Videos và cần một ổ gắn ngoài hoặc vị trí mạng làm đích. Theo trang Backup and Restore with File History của Microsoft, tính năng này được kích hoạt trong Control Panel, mục System and Security, rồi chọn Turn on, sau đó liên tục theo dõi tệp và sao lưu đều đặn.

Với Mac, Apple khuyến nghị ổ Time Machine có dung lượng ít nhất gấp đôi bộ nhớ của máy, giữ bản sao lưu hằng giờ trong 24 giờ, hằng ngày trong tháng gần đây và hằng tuần cho các tháng trước, ổ đầy thì xoá bản cũ. Muốn chụp toàn bộ thư mục trước khi cài lại Windows, công cụ miễn phí trong bài Restic là gì - Cách sao lưu laptop miễn phí trước khi cài lại Windows cũng ghi được lên HDD gắn ngoài. Máy ảo và dự án video ghi ngẫu nhiên liên tục nên đặt trên ổ CMR hoặc SSD.

Khi nào nên chọn SSD di động thay cho HDD gắn ngoài

SMR không phải lựa chọn sai, chỉ là được thiết kế cho kiểu ghi khác. Cổng kết nối cũng không phải điểm nghẽn: chuẩn USB 5Gbps tương đương khoảng 625 MB/s tính thô, đã cao hơn nhiều mức 140 MB/s mà Seagate công bố cho ổ 2,5 inch. Cắm HDD gắn ngoài vào cổng nhanh hơn không khiến cơ cấu quay 5.400 vòng/phút chạy nhanh lên.

SSD di động có ưu thế khi công việc diễn ra ngay trên ổ: mở dự án video, chạy máy ảo, chép tệp nhiều lần mỗi ngày. SSD lưu dữ liệu trên chip nhớ flash, không có rãnh từ gối chồng nên không chịu cơ chế ghi lại cả dải như ổ SMR. Đổi lại, cùng mức chi phí thì dung lượng SSD thường thấp hơn, nên vai trò kho sao lưu dài hạn vẫn nghiêng về ổ cứng cơ.

Độ bền cơ học cũng là yếu tố đáng cân nhắc. Seagate công bố BarraCuda 2,5 inch 2TB chịu va đập 400 G khi đang hoạt động và 1.000 G khi tắt, Toshiba L200 cũng ghi 400 G và 1.000 G. HDD gắn ngoài vì thế nên nằm yên trên bàn trong lúc sao lưu. Phương án cân bằng là SSD di động làm ổ làm việc, HDD gắn ngoài dung lượng lớn làm nơi giữ bản sao.

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

Ổ SMR có kém bền hơn ổ CMR không?

Seagate cho biết SMR tăng mật độ ghi bằng cách gối rãnh mà không đánh đổi độ tin cậy hay độ bền. Khác biệt chính nằm ở tốc độ ghi khi tải nặng kéo dài, không nằm ở tuổi thọ. Ổ 2,5 inch của Seagate, WD và Toshiba trong bảng đều có cùng mức 600.000 chu kỳ nạp và nhả đầu đọc.

Vì sao lần sao lưu đầu tiên lên HDD gắn ngoài lâu hơn các lần sau?

Lần đầu phải chép toàn bộ dữ liệu, lượng ghi liên tục lớn nên ổ SMR dễ chậm dần khi vùng đệm bận. Các lần sau File History và Time Machine chạy theo chu kỳ, lượng dữ liệu mới mỗi lượt nhỏ hơn nhiều và có khoảng nghỉ cho ổ dọn vùng đệm.

Có nên dùng ổ SMR cho RAID hoặc NAS không?

Western Digital cho biết ổ ghi chồng tự quản lý có thể dựng lại RAID chậm hơn và đề xuất ổ CMR như WD Red Plus, WD Red Pro để đáp ứng tải nặng hơn. Toshiba giới thiệu dòng N300 không dùng SMR cho NAS.

Ổ Time Machine cho MacBook cần dung lượng bao nhiêu?

Apple khuyến nghị ổ sao lưu có dung lượng ít nhất gấp đôi bộ nhớ của máy Mac, ví dụ MacBook 1TB nên dùng ổ khoảng 2TB. Ổ nên dành riêng cho Time Machine, không chứa thêm tệp khác.