Language
Country/Area
No result found
Bí mật của đĩa: Cách mã hóa MFM tăng gấp đôi tốc độ truyền dữ liệu
Với sự ra đời của thời đại số, công nghệ lưu trữ dữ liệu cũng đã tiến bộ. Trong số đó, công nghệ mã hóa điều chế tần số sửa đổi (MFM) đã trở thành một trong những công nghệ chủ chốt cho lưu trữ đĩa do hiệu suất truyền dữ liệu vượt trội. Bài viết này sẽ khám phá sự phát triển của mã hóa MFM và cách nó có thể tăng gấp đôi tốc độ lưu trữ dữ liệu.
MFM là phương pháp mã hóa đặc biệt nhằm khắc phục những hạn chế của phương pháp mã hóa điều chế tần số (FM) truyền thống, giúp tăng đáng kể tốc độ ghi dữ liệu trên đĩa.
MFM lần đầu tiên được giới thiệu trong ổ đĩa cứng vào năm 1970 và sau đó là trong ổ đĩa mềm vào năm 1976. Công nghệ điều chế tần số cải tiến chủ yếu được thiết kế cho các thiết bị lưu trữ từ tính. Đặc điểm của mã hóa MFM là mỗi bit dữ liệu đầu vào có nhiều nhất một lần thay đổi cực tính. Tính năng này không chỉ làm giảm khả năng xảy ra lỗi dữ liệu mà còn tăng gấp đôi tốc độ ghi, do đó đĩa MFM thường được gọi là đĩa "mật độ kép", trong khi đĩa FM đời đầu được gọi là "mật độ đơn".
Trong lưu trữ từ tính, dữ liệu không được lưu trữ dưới dạng giá trị tuyệt đối mà dưới dạng những thay đổi về cực tính. Sự thay đổi trong từ trường tạo ra dòng điện trong các dây dẫn gần đó và ngược lại. Điều này có nghĩa là khi đầu đọc/ghi đọc hoặc ghi dữ liệu, nó sẽ tạo ra một mẫu phân cực từ trên phương tiện thông qua một loạt các thay đổi dòng điện, cho biết dữ liệu được lưu trữ ở đâu.
MFM là mã giới hạn độ dài (RLL) có tác dụng giới hạn khoảng cách giữa các lần chuyển tiếp được ghi lại trong quá trình ghi để tránh lỗi dữ liệu do nhiễu.
Do yêu cầu về thời gian chính xác hơn đối với MFM nên việc kết hợp các thành phần tương tự và kỹ thuật số cần thiết trên một mạch tích hợp duy nhất với công nghệ có sẵn vào cuối những năm 1970 là không khả thi về mặt kinh tế. Điều này dẫn đến nhu cầu các nhà cung cấp ổ đĩa phải thiết kế mạch phục hồi xung nhịp chuyên dụng của riêng họ, một hệ thống được gọi là bộ phân tách dữ liệu. Việc triển khai mã hóa MFM đòi hỏi phải có phần cứng hỗ trợ phức tạp hơn cho ổ đĩa, nhưng chi phí cho các thiết bị này đang dần giảm xuống khi công nghệ phát triển.
Quy tắc cơ bản của mã hóa MFM là trong luồng dữ liệu, nếu bit trước đó là số không, thì khi đầu vào là số không, nó sẽ được mã hóa thành 10; nếu bit trước đó là số một, nó sẽ được mã hóa thành 00 ; và nếu bit trước đó là 1, nó sẽ được mã hóa thành 00. Nó luôn được mã hóa thành 01. Phương pháp mã hóa này đảm bảo có trung bình từ 0,75 đến 1 chuyển đổi từ trên mỗi bit dữ liệu được mã hóa. Do những hạn chế này, mã hóa MFM có thể đạt được mật độ dữ liệu cao hơn mã hóa FM.
Việc thiết kế bộ phân tách dữ liệu đã trở thành một nghệ thuật vào thời điểm đó và nhiều bộ điều khiển ban đầu như dòng Western Digital FD1771 đã ra đời.
Tất nhiên, ngoài MFM, còn có các công nghệ mã hóa MFM được cải tiến (như MMFM), nén thêm các bit xung nhịp, do đó đạt được độ dài chạy tối đa dài hơn, trở thành mã hóa (1,4) RLL. Bằng cách tối ưu hóa hơn nữa phương pháp mã hóa, MMFM hoạt động tốt trong các tình huống cụ thể, mặc dù mã hóa MFM tiêu chuẩn vẫn có nhu cầu cao trong các ứng dụng chung.
Tuy nhiên, trong môi trường lưu trữ dữ liệu hiện tại, công nghệ MFM đã dần được thay thế bằng các phương pháp mã hóa dữ liệu hiệu quả hơn và đã trở thành công nghệ tiên tiến cho các ứng dụng cụ thể. Tuy nhiên, việc hiểu lịch sử và ứng dụng của công nghệ này vẫn rất quan trọng vì nó đã mở đường cho các công nghệ lưu trữ dữ liệu sau này.
Là nền tảng của số hóa, MFM đã trở thành bước ngoặt giúp chúng ta cải thiện công nghệ lưu trữ và truyền dữ liệu như thế nào? Những công nghệ mới nào sẽ giúp cuộc sống của chúng ta tiện lợi hơn trong tương lai?
