Tại sao Linux không cần chống phân mảnh?

Nếu bạn là một tín đồ Linux, có thể bạn đã từng nghe thấy ổ đĩa cứng của mình không cần phải chống phân mảnh. Bạn cũng sẽ nhận thấy các bản phân phối Linux không có những tiện ích chống phân mảnh ổ đĩa. Nhưng vì sao lại thế?

Để hiểu tại sao Hệ thống file của Linux không cần chống phân mảnh trong sử dụng thông thường và người dùng Windows lại cần thì ta phải hiểu tại sao hiện tượng phân mảnh xảy ra và hệ thống file của Linux và Windows hoạt động khác nhau như thế nào.

Phân mảnh là gì?

Nhiều người dùng Windows, kể cả những người không có nhiều kinh nghiệm thì đều tin rằng, chống phân mảnh định kỳ cho hệ thống file sẽ tăng tốc độ máy tính của mình. Cái mọi người không biết là tại sao lại thế.

Nói ngắn gọn, một ổ đĩa cứng có nhiều sector trên nó, mỗi sector có thể chứa nhiều mẩu dữ liệu. Những file, đặc biệt là những file lớn phải được lưu qua nhiều sector khác nhau. Người dùng lưu nhiều loại file khác nhau trong ổ đĩa hệ thống. Mỗi một file trong đó sẽ được lưu trên một cụm sector liên tiếp. Sau đó, người dùng sửa đổi file lưu ban đầu, làm tăng kích thước file. Hệ thống file sẽ cố gắng lưu những phần mới của file gần những phần ban đầu. Không may là, nếu không đủ không gian liền kề, file phải được chia thành nhiều mẩu. Khi ổ đĩa cứng đọc file, đầu dò phải bỏ qua khoảng giữa những vị trí vật lý khác nhau trên ổ cứng để đọc từng đoạn sector một. Việc này làm chậm tốc độ đọc.

Chống phân mảnh là một xử lý tập trung để chuyển các bit của file xung quanh để giảm phân mảnh, đảm bảo mỗi file được lưu liền mạch trên ổ đĩa.

Tuy nhiên, với những ổ đĩa trạng thái rắn thì lại khác. Những ổ này không có bộ phận cơ học chuyển động và không nên thực hiện chống phân mảnh. Chống phân mảnh một ổ SSD thực tế sẽ làm giảm tuổi thọ ổ. Và ở những phiên bản mới nhất của Windows, bạn không thực sự cần phải lo lắng về chống phân mảnh hệ thống file. Windows sẽ tự động làm việc này.

Hệ thống file trong Windows hoạt động như thế nào?

Định dạng FAT cũ của Microsoft không cố sắp xếp file một cách thông minh. Định dạng này xuất hiện mặc định lần cuối trên Windows 98 và ME, mặc dù nó vẫn còn sử dụng trên các ổ USB hiện nay. Khi lưu một file vào hệ thống file kiểu FAT, máy sẽ lưu càng gần điểm bắt đầu của đĩa nhất có thể. Khi lưu file thứ hai, nó lưu file ngay sau file đầu tiên và cứ như vậy. Khi những file ban đầu tăng kích thước, chúng sẽ luôn bị phân mảnh. Không có không gian trống nào xung quanh để chúng mở rộng ra.

Định dạng NTFS mới hơn của Microsoft xuất hiện trong Windows XP và 2000 thì thông minh hơn một chút. Nó cấp nhiều không gian trống “đệm” xung quanh các file trên ổ, mặc dù vậy, những hệ thống file NTFS vẫn trở nên phân mảnh theo thời gian.

Do phương thức hoạt động như vậy nên hệ thống file của Windows cần được chống phân mảnh để đạt hiệu năng cao nhất. Microsoft đã xoa dịu vấn đề này bằng cách chạy chương trình chống phân mảnh trên chế độ nền ở những bản Windows mới nhất.

Hệ thống file trong Linux hoạt động như thế nào?

Các hệ thống file ext2, ext3 và ext4 của Linux đặc biệt là ext4 được sử dụng cho Ubuntu và hầu hết các bản phân phối Linux khác, cấp phát file một cách thông minh hơn. Thay vì để nhiều file gần nhau trên ổ đĩa cứng, những hệ thống file Linux rải nhiều file khác nhau trên toàn bộ đĩa cứng, để lại một lượng lớn không gian trống ở giữa chúng. Khi một file được chỉnh sửa và cần mở rộng thì thường có nhiều không gian trống xung quanh cho file. Nếu hiện tượng phân mảnh xảy ra, hệ thống file sẽ cố gắng di dời những file xung quanh để làm giảm phân mảnh tự động mà không cần tiện ích chống phân mảnh.

Do cách hoạt động như vậy, hiện tượng phân mảnh sẽ xuất hiện nếu hệ thống file đầy. Nếu đầy 95% (hoặc thậm chí là 80%), người dùng sẽ gặp hiện tượng phân mảnh. Tuy nhiên, hệ thống file được thiết kế để tránh phân mảnh một cách tự nhiên.

Nếu gặp vấn đề với phân mảnh trên Linux, bạn có thể cần một ổ đĩa cứng lớn hơn. Nếu thực sự cần chống phân mảnh hệ thống file, cách đơn giản và đáng tin cậy nhất là: Copy toàn bộ file khỏi phân vùng, dọn dẹp phân vùng, sau đó copy file lại phân vùng. Hệ thống file sẽ cấp phát file một cách thông minh khi copy chúng lại đĩa cứng.