Kể từ khi công nghệ ổ đĩa thể rắn (SSD) ra đời, các công ty đã không ngừng tìm cách tăng tốc hiệu suất máy tính. Chúng ta đã chứng kiến những nỗ lực như Intel Optane, AMD StoreMI và nhiều công nghệ cạnh tranh khác được thiết kế cho trung tâm dữ liệu.
Với lịch sử phát triển lâu dài như vậy, có lẽ bạn sẽ nghĩ rằng cần phải sử dụng bộ nhớ đệm NVMe trong máy tính để đạt được hiệu suất tốt nhất. Tuy nhiên, trên thực tế, hầu hết các máy tính cá nhân hiện nay đã sử dụng NVMe làm ổ đĩa chính, và việc ghi đệm (caching) chỉ có ý nghĩa khi bộ nhớ đệm nhanh hơn ổ đĩa đang được ghi đệm. Trừ khi bạn đang vận hành một máy chủ tệp (file server) hoặc hệ thống lưu trữ mạng (NAS) chuyên biệt, có lẽ bạn không cần phải quá bận tâm về bộ nhớ đệm NVMe. Thay vào đó, bạn có thể tập trung vào việc tận dụng tốc độ vượt trội của những chiếc SSD này để lưu trữ tệp hoặc trò chơi.
Người dùng cầm SSD WD Black SN850X hiệu năng cao trước dàn PC gaming RGB lung linh
Hầu Hết Máy Tính Mới Đã Sử Dụng SSD Làm Bộ Nhớ Đệm Chính
Máy tính của bạn có lẽ đã đủ nhanh
Ngày nay, phần lớn máy tính, dù là laptop, máy tính để bàn hay máy chơi game, đều được trang bị ổ cứng NVMe. Điều này khiến việc bộ nhớ đệm NVMe trở thành điều hiển nhiên, vì tệp bộ nhớ ảo (virtual memory file) và các bộ nhớ đệm khác sẽ được lưu trữ trên ổ đĩa chính. Bất kỳ dữ liệu nào khác sẽ được lưu trữ trong RAM, đây cũng là một phần lý do tại sao Chrome và các trình duyệt khác tiêu tốn nhiều tài nguyên hệ thống khi chúng đang mở.
Trước đây không phải lúc nào cũng vậy. Khi máy tính còn sử dụng ổ cứng cơ học (HDD) thay vì SSD, nhiều giải pháp ghi đệm đã được đưa ra. Các ổ SSHD (Solid-State Hybrid Drive) sử dụng một lượng nhỏ bộ nhớ đệm NAND trên ổ đĩa để cung cấp khả năng ghi đệm tương tự SSD. Tuy nhiên, những công nghệ này chỉ tồn tại trong thời gian ngắn do gặp phải các vấn đề về độ bền của NAND hoặc bộ điều khiển bị hao mòn nhanh chóng, một số lỗi firmware không mong muốn và đặc biệt là giá SSD giảm mạnh, tạo nên một “cơn bão hoàn hảo” khiến công nghệ SSHD nhanh chóng trở nên lỗi thời.
Khi Nào Bộ Nhớ Đệm NVMe Thực Sự Phát Huy Giá Trị?
Mặc dù máy tính để bàn hoặc laptop của bạn có thể sẽ không hưởng lợi từ bộ nhớ đệm NVMe, nhưng có một vài trường hợp mà nó trở nên thiết yếu. Nếu bạn có một hệ thống NAS hoặc máy chủ sử dụng hệ thống tệp ZFS (hoặc phổ biến hơn là OpenZFS), bạn sẽ biết rằng các thao tác đọc dữ liệu truy cập thường xuyên luôn được hưởng lợi từ dữ liệu được lưu trong bộ nhớ đệm. Điều này là do các ổ đĩa lưu trữ của bạn thường là ổ cứng HDD hoặc các loại SSD chậm hơn, chứ không phải các ổ NVMe siêu tốc.
Thông thường, ZFS sử dụng RAM của máy chủ để ghi đệm với Adaptive Replacement Cache (ARC). Dữ liệu sẽ được truy xuất từ ARC cho bất kỳ yêu cầu dữ liệu nào, nhưng đôi khi không đủ RAM để đáp ứng. Đây chính là lúc bộ nhớ đệm NVMe phát huy tác dụng. Sử dụng L2ARC (ARC cấp 2) để lưu trữ dữ liệu không được truy cập thường xuyên như cấp độ đầu tiên (ARC), nhưng vẫn thường xuyên hơn so với “cold storage”, giúp các yêu cầu dữ liệu tràn ra được phản hồi nhanh hơn. Điều này, đến lượt nó, cải thiện hiệu suất hệ thống tổng thể bởi vì máy chủ không phải kéo dữ liệu từ ổ cứng cơ học cho những yêu cầu đó. Khi máy chủ tệp của bạn gửi nhiều tệp nhỏ, điều này tạo ra một tác động lớn, vì mỗi yêu cầu đều được xử lý nhanh hơn đáng kể.
Giao diện web TrueNAS Scale đang chạy trên trình duyệt Brave, minh họa hệ thống NAS/server
Làm Thế Nào Để Tăng Cường Hiệu Suất Hệ Thống Của Bạn?
Tăng Dung Lượng RAM: Giải Pháp Hiệu Quả Nhất
Cuộc tìm kiếm không ngừng để tăng hiệu suất máy tính đã dẫn đến việc sử dụng NVMe làm bộ nhớ đệm cho các ổ đĩa và mảng chậm hơn, 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 lưu trữ NVMe trở nên phải chăng cho mục đích sử dụng thông thường, và hiệu quả của việc ghi đệm chuyên dụng giảm dần.
Nếu bạn đang cố gắng tối ưu hóa Windows 11 để chơi game, bạn không cần phải lo lắng về việc quản lý bộ nhớ đệm thủ công vì hệ điều hành đã tự thực hiện điều đó cho bạn. Người dùng Linux cũng không thực sự cần can thiệp vào bộ nhớ đệm, mặc dù nếu là người dùng lâu năm, họ vẫn có thể thực hiện. Nơi duy nhất mà bộ nhớ đệm NVMe mang lại lợi ích đáng kể ngày nay là khi nó được đặt trước các nhóm ổ đĩa trong phần cứng NAS hoặc máy chủ, nơi SSD có thể xử lý mọi truy vấn tệp đến bị tràn từ bộ nhớ đệm hàng đầu trong RAM.
Bên trong thiết bị NAS Asustor Drivestor 2 Pro Gen2 (AS3302T v2), nơi có thể tích hợp NVMe cache
NVMe Cache: Vẫn Quan Trọng Với Home Lab Hoặc Datacenter, Không Phải Desktop Cá Nhân
Toàn bộ mục đích của việc ghi đệm dữ liệu là đặt nó vào một phương tiện truy xuất nhanh hơn so với nơi nó được lưu trữ lâu dài. Khi máy tính của bạn đã có ổ đĩa NVMe, nơi duy nhất dữ liệu có thể được ghi đệm và nhanh hơn nữa là trong RAM. Bạn có thể thiết lập một 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 lẽ đã sử dụng một phần ổ NVMe của mình làm bộ nhớ đệm, và bạn có thể để nguyên như vậy.
Một người đang cầm TerraMaster F8 SSD Plus với hai ổ SSD PCIe 3 gắn bên trong, minh họa giải pháp lưu trữ NAS chuyên nghiệp
Tóm lại, trong hầu hết các trường hợp sử dụng máy tính cá nhân hiện đại, việc đầu tư thêm vào bộ nhớ đệm NVMe chuyên dụng là không cần thiết. Các ổ SSD NVMe tốc độ cao đóng vai trò là ổ đĩa chính và dung lượng RAM dồi dào đã cung cấp khả năng ghi đệm xuất sắc, được tối ưu hóa bởi hệ điều hành. Tuy nhiên, đối với các hệ thống lưu trữ chuyên biệt như NAS hoặc server sử dụng ZFS, bộ nhớ đệm NVMe vẫn là một thành phần giá trị, giúp tăng cường hiệu suất đáng kể cho các tác vụ truy cập dữ liệu thường xuyên.
Bạn có kinh nghiệm nào với NVMe cache hay các giải pháp tăng tốc hiệu suất khác không? Hãy chia sẻ ý kiến của bạn trong phần bình luận bên dưới!
