Kể từ khi công nghệ ổ đĩa thể rắn (SSD) xuất hiện trên thị trường, các công ty đã không ngừng tìm cách tăng tốc các tác vụ khác của máy tính. Chúng ta từng chứng kiến những nỗ lực như Intel Optane hay AMD StoreMI, cùng với nhiều công nghệ cạnh tranh khác dành cho trung tâm dữ liệu. Với nhiều năm lịch sử như vậy, bạn có thể nghĩ rằng mình cần sử dụng bộ nhớ đệm NVMe trong máy tính để đạt hiệu suất tốt nhất. Tuy nhiên, phần lớn máy tính cá nhân hiện nay đã sử dụng ổ NVMe làm ổ chính, và việc dùng bộ nhớ đệm chỉ có ý nghĩa khi bộ nhớ đệm đó nhanh hơn ổ đĩa đang được cache. Trừ khi bạn đang vận hành một máy chủ lưu trữ tệp tin chuyên dụng, bạn có thể không cần phải bận tâm về NVMe cache và thay vào đó, nên tập trung vào việc sử dụng những ổ SSD NVMe tốc độ cao đó cho việc lưu trữ dữ liệu hoặc game.
Ổ cứng SSD NVMe WD Black SN850X hiệu suất cao dành cho game thủ
Hầu Hết Máy Tính Mới Đã Sử Dụng SSD Để Lưu Trữ Bộ Đệm
Máy tính của bạn có thể đã đủ nhanh
Ngày nay, phần lớn máy tính, từ laptop, máy tính để bàn cho đến các hệ máy chơi game, đều đi kèm với ổ cứng NVMe làm bộ nhớ chính. Điều này khiến việc sử dụng NVMe caching trở thành một điều hiển nhiên, bởi vì các tệp bộ nhớ ảo và các bộ nhớ đệm khác của hệ thống sẽ được lưu trữ trên ổ đĩa chính này. Bất kỳ dữ liệu nào khác sẽ được lưu vào bộ nhớ RAM, đây cũng là một phần lý do tại sao Chrome và các trình duyệt khác tiêu tốn nhiều tài nguyên hệ thống của bạn khi chúng đang mở.
Trong quá khứ, điều này không phải lúc nào cũng đúng khi máy tính còn sử dụng ổ cứng cơ (HDD) thay vì SSD, và nhiều giải pháp caching đã được đưa ra. Ổ cứng lai SSHD từng sử dụng một bộ nhớ đệm NAND nhỏ trên ổ đĩa để cung cấp khả năng caching SSD. Tuy nhiên, chúng không tồn tại lâu do gặp vấn đề về độ bền của NAND hoặc bộ điều khiển, một số lỗi firmware không mong muốn, và quan trọng hơn là giá ổ cứng SSD giảm mạnh. Tất cả những yếu tố này đã tạo nên một “cơn bão hoàn hảo” khiến công nghệ SSHD nhanh chóng trở nên lỗi thời.
Khi nào NVMe cache vẫn có giá trị?
Mặc dù máy tính để bàn hoặc laptop của bạn có thể không hưởng lợi từ bộ nhớ đệm NVMe, vẫn có một vài tình huống mà nó trở nên cần thiết. Nếu bạn có một hệ thống NAS (thiết bị lưu trữ gắn mạng) hoặc máy chủ sử dụng hệ thống tệp tin ZFS, bạn sẽ biết rằng các hoạt động đọc dữ liệu được truy cập thường xuyên luôn được hưởng lợi từ dữ liệu được lưu vào bộ nhớ đệm. Điều này là do các ổ đĩa lưu trữ của bạn là ổ cứng HDD hoặc các loại SSD chậm hơn, chứ không phải là ổ NVMe tốc độ cao.
Thông thường, ZFS (hoặc phổ biến hơn là OpenZFS) sử dụng RAM của máy chủ để lưu trữ bộ đệm với công nghệ Adaptive Replacement Cache (ARC). Dữ liệu sẽ được truy xuất từ ARC cho bất kỳ yêu cầu dữ liệu nào. Tuy nhiên, đôi khi không đủ RAM để xử lý, và đó là lúc NVMe caching phát huy tác dụng. Việc sử dụng L2ARC (ARC cấp 2) để lưu trữ dữ liệu không được truy cập thường xuyên như cấp độ đầu tiên (ARC trên RAM), nhưng vẫn thường xuyên hơn so với “lưu trữ lạnh” (cold storage), giúp các yêu cầu dữ liệu tràn ra từ ARC được phản hồi nhanh hơn. Điều này, đến lượt nó, cải thiện hiệu suất tổng thể của hệ thống vì máy chủ không phải kéo dữ liệu từ các ổ cứng quay chậm cho những yêu cầu đó. Khi máy chủ tệp tin của bạn gửi nhiều tệp nhỏ, điều này tạo ra tác động lớn, bởi vì mỗi yêu cầu được xử lý nhanh hơn đáng kể.
Giao diện web TrueNAS Scale đang chạy trên trình duyệt Brave để quản lý NAS ZFS
Vậy Làm Thế Nào Để Tăng Tốc Hiệu Suất?
Tăng dung lượng RAM để hệ điều hành có thể lưu trữ nhiều bộ đệm hơn
Trong hành trình không ngừng nghỉ tìm kiếm các giải pháp tăng tốc hiệu suất máy tính, việc sử dụng NVMe làm bộ nhớ đệm cho các ổ đĩa và mảng lưu trữ chậm hơn từng là một trường hợp sử dụng đáng giá trong nhiều năm. Intel thậm chí đã tạo ra Optane, một công nghệ tương tự tập trung vào hiệu suất IOPS ngẫu nhiên. Nhưng sau đó, ổ cứng NVMe trở nên phải chăng cho việc sử dụng thông thường, và hiệu quả của các giải pháp caching rời rạc cũng giảm đi.
Nếu bạn đang cố gắng tối ưu Windows 11 cho chơi game, bạn không cần phải bận tâm về việc quản lý bộ nhớ đệm thủ công vì hệ điều hành sẽ tự động làm điều đó cho bạn. Người dùng Linux cũng không thực sự cần phải can thiệp vào bộ nhớ đệm, mặc dù nếu họ là người dùng lâu năm, họ vẫn có thể làm vậy. Nơi duy nhất mà NVMe cache mang lại lợi ích ngày nay là khi nó được đặt trước các nhóm ổ đĩa trong phần cứng NAS hoặc máy chủ, nơi ổ SSD có thể xử lý các truy vấn tệp đến tràn ra từ bộ nhớ đệm cấp một trong RAM.
Bên trong NAS Asustor Drivestor 2 Pro Gen2 (AS3302T v2) cho hệ thống lưu trữ tại nhà
NVMe cache vẫn phù hợp cho Home Lab hoặc Trung Tâm Dữ Liệu, không phải Máy Tính Cá Nhân của bạn
Mục đích của việc caching dữ liệu là đặt nó lên một phương pháp truy xuất nhanh hơn so với nơi nó được lưu trữ dài hạn. Khi máy tính của bạn đã có ổ cứng NVMe, nơi duy nhất dữ liệu có thể được lưu vào bộ nhớ đệm và nhanh hơn chính là trong RAM. Bạn có thể thiết lập RAMdisk cho bộ nhớ đệm của hệ điều hành và trình duyệt, nhưng bạn sẽ không muốn sử dụng nó cho dữ liệu quan trọng vì bất kỳ sự cố mất điện nào cũng có nghĩa là dữ liệu đó sẽ biến mất. Ngoài ra, máy tính của bạn có thể đã và đang sử dụng một phần ổ NVMe của bạn làm bộ nhớ đệm, và bạn hoàn toàn có thể để nó như vậy.
