01.11.2012

1

Sabit Disk Bileşenleri Kapak Montaj Delikleri

Kasa Montaj Delikleri

Manyetik Plakalar

Okuma Yazma Kafaları

Hareket Kolları

SATA Arayüz Bağlantısı

Enerji Bağlantısı

Hareket Motoru

Plaka Devir Merkezi

Şerit Kablo

Disk Kasası

Hava Filtresi

Genel Olarak Diskin Çalışması

Bütün sabit sürücüler özel bir motor tarafından kontrol edilen kolların üzerinde okuma/yazma başlıkları ve plaklardan oluşur

Plakalar manyetik malzeme ile kaplı alüminyumdan yapılmıştır

Kolların ucundaki kafalar bu plakalar üzerinde okuma ve yazma işlemleri gerçekleştirir

Plakalar dakikada 3.500 ile 15.000 devirle dönerler (RPM)

Plakalar ile kafalar arasındaki boşluk uçuş yüksekliğidir

Uçuş yüksekliği bir parmak izinin kalınlığından bile daha azdır

Okuma/yazma başlıkları diske ne kadar yaklaşırsa, bilgi sürücüye o kadar yoğun depolanır

Sabit Disk İçerisindeki Hava Basıncı

Uçuş yüksekliğinin çok hassas olması, plaka ve kafaların dışarıdaki havaya maruz kalmamasını zorunlu kılar

Plakalar üzerindeki küçücük bir toz parçası, okuma/yazma başlıklarının yolunda bir dağ etkisi yapar

Tüm sürücüler, içindeki havayı temiz tutarak, iç ve dış hava basıncını dengelemek için çok küçük boşluklu bir hava filtresi kullanır

Veri Kodlama ve Flux

Bilgiler, 1’i temsil eden manyetik nokta ve 0’ı temsil eden manyetik olmayan noktayı canlandıran çift şekilde saklanırlar

Bilgiler flux (akı) denilen küçük manyetik alanlarda depolanır

Flux üzerindeki manyetik dönüşümler (1’in 0 veya 0’ın 1 yapılması), “flux reversal” olarak tanımlanır

Sabit diskler veriye ulaşırken yada veriyi yazarken manyetik alanı kutuplandırarak, bu flux değişimlerini 1 ve 0 olarak çok hızlı bir şekilde okurlar veya yazarlar

Veri Kodlama Teknikleri

Sabit diskler, flux dönüşümünü yorumlamak için karmaşık kodlama yöntemleri kullanır

RLL: Run Length Limited (sınırlanmış koşum uzunluğu)

PRML: Partial Response Maximum Likelihood (Kısmi Yüksek Olasılık Karşılığı)

Bilgi kodlama işlemleri ve teknikler, tamamen sabit disklerin kendi iç mekanizmalarında gerçekleştirilir ve görünmezdirler

Disk kapasitelerindeki artış, bu kodlama tekniklerinin ilerlemesine bağlıdır

Step (Adım) Motor Teknolojisi

Kollar, sabit artış veya adımlarla hareket ettirilmekteydi

Zamanla konumlandırmadaki kusursuzluk bozulmaktaydı

Isı problemleri oluşturmaktaydı

Voice Coil (Bobin) Teknolojisi

Güncel diskler bu motor teknolojisini kullanır

Kolları doğru pozisyona getirmek için ince ayarlamalar yapar

Bunun için bir plaka üzerinde veri haritası tutar

Sabit Disk Kol Hareketi

01.11.2012

2

Geometri, bir sabit diskin bilgileri nerede depoladığını belirler

Bir sabit diskte geometri üç temel bileşenden oluşur

Kafalar (Heads), Silindirler (Cylinders) ve Bölgeler (Sectors)

Eski sistemlerde disk geometri bilgisinin öncelikle CMOS ekranından bilgisayara tanıtılması gerekmekteydi.

Günümüzde ise geometri bilgisi sabit disk üzerinde saklanır ve BIOS tarafından otomatik olarak algılanır.

Geometri

Kafalar, okuma/yazma yapabilen uçlardır

Plaka başına (altta ve üstte olmak üzere) iki kafa bulunur

Ayrıca özel amaçlar için farklı kafalar da bulunabilir

Kafaların plakalar üzerinde gezerken üstünden geçtiği veri miktarının artması ile kapasite artar

Fluxların yatay yerine dikey olarak kullanılmaya başlanması ile aynı alanda daha fazla veri saklanmaktadır

Kafalar (Heads)

Tüm plakaların üzerinde, disk üzerinde tam bir tur atan; yani daire şeklinde izler vardır (track)

Alt alta sıralanan plakalarda aynı çapa sahip izlerin oluşturduğu yapı, bir silindir biçimini andırır

Bir diskte, plaka üzerindeki track sayısı kadar silindir vardır

Bu silindirlerin yüksekliği, üst üste dizili plakaların yüksekliği kadardır

İz (Track) ve Silindirler (Cylinders)

Plaka üzerindeki 2 track arasında kalan; silindir parçasıdır

Sabit disklerin atomudur

Bilgiyi depolarken bölümden daha küçük bir şeye bölemezsiniz

Sektörler

Bağlantı arayüzleri (ATA ve SCSI)

ATA alt bağlantı arayüz türleri (PATA, SATA, e-SATA)

Depolama kapasitesi (GB - TB)

Fiziksel büyüklük (3.5”, 2.5” ->PC, notebook))

Dönüş hızları (5.400 RPM, 7.200 RPM …)

Ön bellek miktarları (8MB - 64MB))

İlave teknolojiler (NCQ, TCQ …)

Sabit Disk Sınıflandırmaları ATA Arayüzleri

ATA arayüzünün tarihsel gelişimine göre 2 türü vardır

PATA: Paralel ATA (ATA 1’den 8’e kadar)

SATA: Seri ATA

Sektörde bu konuda yanlış tanımlama söz konusudur

IDE ve SATA iki ayrı sınıflandırma olarak değerlendirilir; oysa SATA’da, PATA’da IDE arabirimini kullanan

disk teknolojileridir.

IDE’nin yanlış olarak PATA ile eşanlamlı kullanıldığını görebilirsiniz

Klasik ATA terimi, SATA’nın çıkmasıyla PATA olarak revize edilmiştir

01.11.2012

3

ATA-1 Standardı

IBM 1980’lerin başında ilk AT PC’yi çıkardığında sabit sürücüler için BIOS desteği sunmuştu.

ATA-1 Western Digital ve Compaq tarafından 1989’da AT standardı üzerine geliştirilmiştir ve tümleşik kontrol birimi (IDE) kullanır

IDE: Integrated Drive Electronics (Tümleşik Elektronik Sürücü)

İlk AT disk standardı dışındaki tüm diskler IDE kullanırlar.

Burada ilginç olan bir durum da, IDE kontrolcüsünün adındaki “tümleşik” tanımına karşılık kontrolcünün sabit disk üzerinde değil, anakart üzerinde yer alıyor olmasıdır.

ATA-1 Standardı

ATA-1 standardı, bilgilerin hareket hızını ve işleniş tarzları için 2 standart tanımlamıştır.

Bunlardan ilki PIO, yani programlanabilir I/O yöntemi, diğer ise DMA, yani doğrudan bellek erişimidir.

ATA-1’de 3 tane PIO ve 3 tane de tek sözcüklü DMA modu bulunmaktaydı.

PIO 0 (3,3 MB/s), PIO 1 (5,2 MB/s) ve PIO 2 (8,3 MB/s)

DMA 0 (2.1 MB/s), DMA 1 (4.2 MB/s) ve DMA 2 (8.3 MBps)

Bir bilgisayar başlatıldığında BIOS sürücüye hangi modları kullandığını sorar ve daha sonra otomatik olarak en hızlı moda uyum sağlar.

ATA Sürücü Bağlayıcısı

İlk ATA sürücüleri, sürücüden sabit disk kontrolcüsüne 40 hatlı bir şerit kablo ile bağlanıyordu.

İleride ATA sürücüler 80 hatlı kablo kullanmaya başlamıştır

Tek şerit kablo üzerine 2 tane sürücü tanımlanabilir

Tek kablo üzerindeki sürücüler “master” ve “slave” olarak tanımlanır

Kablo üzerinde 2 master veya 2 slave aygıt olursa, kontrolcü bunlardan 1 veya 2’sini göremez

Kablo üzerinden otomatik olarak veya disk üzerinden jumper ile ayarlanır

Bu ayarlama halen tüm PATA sürücüler için geçerlidir

ATA-2 Standardı

ATA-2 ile gelen geliştirmeler EIDE olarak tanımlandı

EIDE: Enhanced IDE (Geliştirilmiş IDE) kavramı Western Digital’in pazarlama terimidir

ATA-2 yüksek kapasite, sabit disk olmayan aygıtların da desteklenmesi, 2 yerine 4 aygıta destek verebilme gibi özellikleri içerdiği için ATA standartlarında en önemlisidir.

İkinci kontrolcü ile 4 aygıtın takılmasını sağlamıştır

ATA-1’de 504 MB olan maksimum disk boyutunu birim geçişi ve LBA’dan faydalanarak 8.2 GB’a çıkarmıştır.

ATA-2 Standardı

ATAPI uzantısı tanımlanmıştır

ATAPI, sabit disk olmayan CD-ROM ve teyp gibi aygıtların bilgisayara ATA kontrolcüsü ile bağlanabilmesinin yolunu açmıştır

Hız olarak 2 yeni PIO modu ile 3 tane çok sözcüklü DMA modu kullanır

PIO 3 (11,1 MB/s) ve PIO 4 (16,6 MB/s)

DMA 0 (4.2 MB/s), DMA 1 (13,3 MB/s) ve DMA 2 (16,6 MB/s)

Birim Geçişi Kavramı ve LBA ATA-2’nin disk kapasitesini artırabilmesinin sırrı birim geçişi ve

LBA’dır.

ATA, iki geometrisi olacak şekilde yapılmıştır İlki Fiziksel geometri sürücünün içinde CHS’nin gerçek planını belirler

Mantıksal geometri sürücünün CMOS’a nasıl göründüğünü tanımlar

Birim geçişi sürücünün kapasitesini asla değiştirmez; o sadece BIOS sınırı içindeki geometriyi değiştirir

LBA’nın mantığı burada devreye girer. LBA: Local Block Addressing (Yerel Blok Adresleme) LBA, birim geçişini geliştirerek BIOS

limitlerinden yüksek sabit disklerin kullanımına olanak sunar

LBA, bir nevi BIOS’a yalan söylemektedir

Bu sayede ATA-2 ile disk kapasitesi 8.2 GB’a çıkmıştır

01.11.2012

4

ATA-3 Standardı

ATA-2’den kısa bir süre sonra gelmiştir

Getirdiği yenilik S.M.A.R.T teknolojisidir

Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology

Kendi kendine görüntüleyebilme, analiz ve raporlama teknolojisi

S.M.A.R.T. sabit diskin mekanik ekipmanını görüntüleyerek, aygıtın ne zaman çökebileceğini kestirmeye yardımcı olmaktadır

S.M.A.R.T verisi genelde üreticilerin özel yazılımları ile okunabilir

ATA-4 Standardı

Klasik (tek veya çok sözcüklü) DMA modları yerine Ultra DMA modunu getirmiştir

Ultra DMA, DMA bus mastering kullanarak PIO ve eski tarz DMA ile ulaşılabilecek hızlardan çok daha yüksek hızlara çıkabilmektedir

ATA-4, 3 farklı “Ultra DMA” modu tanımlar

Ultra DMA 0: 16,7 MB/s

Ultra DMA 1: 25 MB/s

Ultra DMA 2: 33,3 MB/s

Ultra DMA 2 modunu destekleyen sabit disk sürücüleri, ATA/33 sürücüleri olarak da bilinirler

INT13 Extensions

ATA-1 standartları aslında 137 GB’a kadar destek veriyordu

504 MB sınırı, BIOS’daki sınırlandırmalara dayanıyordu

ATA-2 ile gelen LBA, BIOS’a yalan söyleyerek 8.2 GB’a kadar olan sürücülere destek sağladı

Disk kapasitelerindeki artış, LBA çözümünü de yetersiz bıraktı

BIOS üreticileri INT13 adı verilen BIOS komut setini geliştirdi

INT13: Kesme 13 Genişlemeleri

BIOS’un desteklediği kapasite limiti de 137 GB’a yükseldi

ATA-5 Standardı

Ultra DMA’nın başarılı olması, geliştirilmesinin önünün açtı

Ultra DMA 3: 44,4 MB/ss

Ultra DMA 4: 66,6 MB/s

Ultra DMA 4 modu, ATA/66 olarak da bilinir

Hız artışı 40 pinlik kablonun yetersiz kalmasına neden oldu

Yeni kablo yine 40 pin, ancak 80 hatlıdır

40 normal hatta ek olarak 40 hat toprak olarak görev yapar

Toprak hatları yüksek hızlı sinyallerdeki performansı artırır

Geriye dönük uyumludur

ATA/66 bir aygıtı 40 hatlı bir şerit kabloya bağlamak ciddi bir risktir ve veri kayıplarına yol açabilir

ATA-6 Standardı

Sabit diskler 21. yy başında 137 GB sınırına dayandılar

120 GB kapasitesine ulaşıldığında Maxtor’un zorlamasıyla yeni endüstriyel standartlar geliştirildi

“Big Drives” adı verilen büyük sürücü desteği ile yeni sınır 144 PetaByte’a, yani yaklaşık 140 milyon GB’a ulaşmıştır

Temel olarak 24 bit adreslemeli LBA ve INT13 genişlemesi yerine yeni 48 bit LBA adresleme getirmiştir

Ayrıca tek partide transfer edebilecek veri miktarı 256 sektörden 65.536 sektöre çıkmıştır

Transfer hızlarında da Ultra DMA 5’e geçilmiştir

Ultra DMA 5: 100 MB/s’dir ve ATA/100 olarak da bilinir

ATA-7 Standardı

ATA-7’nin klasik gelişmesi Ultra DMA 6 modudur

Ultra DMA 6: 133 MB/s’dir ve ATA/133 olarak da bilinir

ATA-7’nin asıl devrimsel gelişimi, Serial ATA standardı olmuştur

ATA-7 ile SATA’nın iki hız modu vardır

Transfer hızının 150 MB/s olduğu SATA

Transfer hızı 300 MB/s olduğu SATA II

01.11.2012

5

ATA Sürümleri Karşılaştırması

Standart Yeni Transfer

Modları

Maksimum

Hız

Maksimum

Kapasite Yeni Özellik

İlk ATA PIO 0 3,2 MB/s 10 MB

ATA-1 PIO 0, 1, 2

Single DMA 0, 1, 2 8,3 MB/s 504 MB IDE

ATA-2 PIO 3, 4

Multi DMA 1, 2 16,6 MB/s 8,2 GB EIDE, LBA, ATAPI

ATA-3 - 16,6 MB/s 8,2 GB S.M.A.R.T.

ATA-4 Ultra DMA 0, 1, 2

ATA/33 33,3 MB/s 137 GB INT 13 Extensions

ATA-5 Ultra DMA 3, 4

ATA/66 66,6 MB/s 137 GB 80 Hatlı Kablo

ATA-6 Ultra DMA 5

ATA/100 100 MB/s 144 PB 48 Bit LBA

ATA-7

Ultra DMA 6

ATA/133

SATA, SATA II

133 MB/s

150 MB/s

300 MB/s

144 PB Serial ATA

ATA-8 - Hibrit Diskler

PATA Problemleri ve SATA’ya Geçiş Aygıtlar ve kontrol birimi arasında direkt bağlantı kurulur;

master ve slave ayarlamalarına gerek kalmamıştır

Veri aktarımı paralel yerine seri bir şekilde yapıldığı için, daha az fiziksel hat gerekir ve 80 hat yerine 7 hatlı kablo kullanılır

Daha ince kablolar hava akışını engellemez

Kablo uzunluğu 1 metreye kadar çıkabilir ve bu tower kasalarda kullanım açısından ciddi kolaylık getirmiştir

Hotswap desteği sunmaktadır

Aygıt sayısı sınırlaması yoktur

Bütün bunların yanında SATA’nın asıl getirdiği yenilik ciddi hız artışıdır

SATA aygıtlar veriyi seri olarak aktarırlar

SATA aygıttaki tek bir veri dalgası, paralel aygıtlardaki çoklu dalgalardan çok daha hızlı ilerlemektedir

SATA aygıtlarda genel kabul gören 2 sürüm bulunmaktadır

SATA I: 150 MB/s

SATA II: 300 MB/s

Yakında zamanda SATA III standardı ile hızın 600 MB/s olacağı duyurulmuştur

SATA ve Hız SATA Bağlayıcılar ve Uyumluluk

SATA önceki PATA standartlarıyla uyumludur PATA aygıtlar SATA köprüsü kullanarak SATA olarak bağlanabilir

Güç bağlantısının ise sadece bağlantı arayüzü değişmemiştir 3.3 V, 5 V, 12 V gerilimleri, 3 pinin bir araya gelmesiyle sağlanır

15 pinli kabloda kalan 5 pin topraklamayı sağlar

Her 3 gerilimden birer pin hotplugging için kullanılır

4 pinli molex bağlayıcısını SATA güç bağlayıcısına çevirmek için adaptörler kullanılabilir

4 pinli Molex bağlayıcıları 3.3V sağlamadığı için bu SATA aygıtları hotplugging'i gerçekleştiremez

e-SATA SATA yol standardını harici aygıtlara genişletir

e-SATA aygıtlar da, dahili SATA konektörlerini kullanmaktadır

Farklı anahtarlamaları sayesinde birbirlerine karıştırılmazlar

e-SATA bilgisayar dışında özel yalıtımlı bir kablo kullanır

2 metreye kadar menzili vardır

Hotplug desteği sunar

SATA bus hızını aynen sunabilir

External SATA

e-SATA Portu

SCSI: Small Computer System Interface SCSI, 1970’lerden beri var olan bir standarttır

Çoğunlukla sunucu sistemlerinde ve RAID amacıyla kullanılır

Aygıtlar sistem içinde veya dışında bulunabilir

SATA bir çok yönden SCSI’nin yerini almaktadır

01.11.2012

6

SCSI kendisini bir SCSI zinciri vasıtasıyla görünür kılar

Bir dizi SCSI aygıtı bir sunucu adaptör üzerinden çalışır

Adaptör, SCSI zinciriyle bilgisayar arasındaki arayüzü oluşturur

Sunucu adaptör, SCSI kontrol birimi veya kartı olarak da bilinir

Bütün SCSI aygıtları dahili ve harici aygıtlar olmak üzere iki gruba ayrılabilir

SCSI Zinciri

Dahili SCSI aygıtları 68 pinli şerit kablo kullanırlar

PATA kablosuna benzeyen, yassı ve esnek kablodur

Harici aygıtların çoğu sunucu adaptöre 50 pin HD kablo ile bağlı iken, bazı ileri seviye SCSI aygıtlar 68 pin HD kablo kullanır

Dış aygıtlar arkalarında iki bağlantıya sahiptir, böylece 15 aygıta kadar daisy-chaining (papatya dizimi) yapılabilir

İç ve Dış SCSI Aygıtları

Birden fazla aygıtın SCSI zincirine bağlanmasında SCSI ID adında özel bir tanımlama sistemi kullanılır

Her SCSI aygıt, ayrı bir SCSI ID’ye sahip olmalıdır

SCSI ID’lerinde herhangi bir sıralama yoktur; aygıt boşta olan herhangi bir ID’yi alabilir

Her SCSI aygıtının SCSI ID numarasını ayarlamak için farklı bir yöntemi vardır

Bunun için jumper ayarları, anahtarlama ve yazılımsal ayarlar kullanılabilir

SCSI ID (Kimlikler)

Sonlandırıcılar, sinyal yansımalarından dolayı sinyalin bozulmasını engellemek için kullanılır

Genellikle sonlandırıcı olarak pull-down direnci kullanılır

Sonlandırıcı SCSI zincirinin sonuna takılır

Her SCSI aygıtı zincir sonunda olabileceği için üreticilerin çoğu SCSI aygıtlarına sonlandırıcıyı dahil ederler

Bazı aygıtlar sonda olduklarını otomatik olarak algılayarak kendi kendilerine sonlandırıcıyı devreye sokabilirler

Sonlandırıcılar / Terminators

SAS: Serial Attached SCSI

SAS, standart SCSI’lerin yerine kullanılmak üzere dizayn edilmiş bir veri yolu teknolojisidir

Daha yüksek transfer hızları vaat etmektedir

SATA aygıtlar ile de geriye dönük uyumluluğa sahiptir

Geleneksel SCSI aygıtların kullandığı paralel iletimin aksine SAS seri iletim kullanmaktadır

SAS uyumlu aygıtlar arasında paralel SCSI’de olduğu gibi SCSI komutlarını kullanmaktadır

SAS ve Paralel SCSI SCSI’nin aksine aygıtlar arasında daha az sinyalleşme kullanan

seri protokolü kullanması daha yüksek hıza izin verir

SCSI hatları çok duraklı olmasına karşın SAS hattı noktadan noktaya bağlantı içerir

SAS, SCSI’de olduğu gibi herhangi bir sonlandırıcı sorununa sahip değildir ve sonlandırıcı paketine gerek duymaz

SAS, gecikmeyi elemine eder ve senkron problemi yoktur

16.384 aygıta kadar destek sağlar

SAS 1.5, 3.0 ya da 6.0 Gbps gibi yüksek transfer hızları sağlar

Hız SCSI’de olduğu hat üzerindeki aygıtlar için paylaşılmaz

01.11.2012

7

SAS ve SATA

SATA’nın NCQ sistemine benzeyen TCQ (Tagged Command Queuing) yani “İşaretli Komut Sıralama” desteği vardır

SATA, ATA standardının devamı olarak sadece sabit diskler ile optik sürücüleri desteklerken, SAS ise sabit diskler, tarayıcılar, yazıcılar, optik sürücüler gibi birçok aygıtı destekler

SATA öncelikli olarak kişisel kullanımı hedeflerken, SAS sağlam yapısı nedeni ile kritik sunucu uygulamalarını hedefler

SAS, SATA’yı tamamlayıcı niteliktedir; onun rakibi değildir

SATA’da kullanılan kablo uzunluğu 1m iken, SAS 8m’ye kadar kablo kullanabilir

Kapasite

Sabit disklerin kapasiteleri bayt ve katları olarak ifade edilir

TB, güncel olarak en yüksek düzeydir

KB: Kilobyte, MB: Megabyte, GB: Gigabyte, TB: Terabyte

Yakın gelecekte daha yüksek kapasiteler söz konusu olacaktır

PB: Petabyte, EB: Exabyte, ZB: Zetabyte, YB: Yottabyte

400 GB veya 1 TB depolanabilecek bilgi miktarını belirtir

Disk üreticileri, disk kapasitelerini 1000'in katlarına göre sınıflandırır

Ancak gerçek kapasite 1024'ün katlarına göre hesaplanır

Örneğin 250 GB olarak aldığınız bir sabit disk gerçekte 232,83 GB‘tır

Fiziksel Büyüklük

Disk büyüklüğü inç olarak ifade edilir

Bilgisayarda yaygın olarak 2 tip büyüklük vardır

Masaüstü bilgisayarlarda 3.5 inç

Dizüstü bilgisayarlarda ve taşınabilir ünitelerde 2.5 inç

Özel cihazlar için daha farklı boyutlarda diskler bulunabilir

Bu ölçülendirme mantığında belirtilen ölçüler yaklaşık olarak, sabit disk içindeki kayıt diskinin ölçülerini belirtir

Dış ölçüler biraz daha büyüktür

Dönüş Hızları

Kayıt diskinin dönme hızıdır

RPM, yani dakikadaki tur sayısı olarak ifade

3.600, 5.400, 7.200, 10.000, 15.000 RPM vb.

Disk üzerindeki verilere ulaşılması için geçen zaman büyük ölçüde bu hıza bağlıdır

Dönüş hızı, sabit diskin hızını tek başına ifade etmeye yetmez

Erişim süresi ve aktarma hızı değerleri de önemlidir

Sabit diskin önbellek miktarı da, bu sürelerin üzerinde etkileşimli olarak rol oynar

Önbellek

Okuma kafasının veriye ulaşması ile bu verinin ana sisteme ulaşması arasında geçen zamana aktarma süresi denir

Günümüzde sabit disklerde veriler okuma kafası tarafından okunduktan sonra, sabit diskin içinde yer alan ön belleğe aktarılarak oradan ana sisteme iletilirler

Ön bellek zaman kaybını önlemek için kullanılır

Üreticiler, kayıt diskinden ön belleğe ve ön bellekten ana sisteme iletim hızlarını ayrı olarak belirtmektedirler

Ön belleğe iletim hızı Mbit/sn, ana sisteme iletim hızı ise MB/sn olarak ifade edilir

Önbellek Boyutları

Piyasada 2, 8, 16 ve 32 MB önbellekli sürücüler bulunmaktadır

Daha büyük önbellekler, düşük fiyatlı DRAM’ler ve teknik açıdan anlamsızdır

Sabit diskler verileri önbelleklemek için veya verilerin tekrar kullanılması ihtimaline karşın önbellekte tutmak için bazı kurallar kullanırlar

SATA sürücüler gelen komutları saklamak ve verimli şekilde kullanmak için bir miktar belleğe ihtiyaç duyarlar

Verimli kullanım, yani en düşük kafa hareketi için komut sıralarını değiştirebilen özelliğe NCQ denir

01.11.2012

8

Disk Erişim/Gecikme Süresi

Sabit disk üzerinde verilerin okunabilmesi için, önce ilgili sektöre ait kafanın bu kısma erişmesi gereklidir

Kafanın sabit disk üzerindeki herhangi bir bölüme ulaşması için gereken bu süre erişim süresidir ve milisaniye ile ifade edilir

Daha düşük bir erişim süresi daha hızlı bir sabit disk demektir

Dönüş hızı ile ters orantılı şekilde azalmaktadır

Ancak dönüş hızı dışında kullanılan disk erişim teknolojisi, önbellek nitelikleri ve önbellek miktarı ile de alakalıdır

Yeni Elendi

NCQ: Native Command Quening Intel ve Seagate tarafından birlikte yazılıp geliştirilen “SATA

Native Komut Sıralaması”dır

Sadece SATA disklerde uygulanabilen bir komut protokolüdür

Birden çok komutun disk içinde aynı anda yer almasını sağlar

NCQ, sabit disk bir komut için veri araştırırken, aynı anda ilave komutlar verilmesini sağlayan bir mekanizmaya sahiptir

Sabit disk sürücü kafasının açısal ve döner konumunu kendiliğinden bilir

Arama ve döngüsel gecikmeleri en aza indirgeyecek bir sonraki veri transferini seçer

Verinin Korunması ve RAID

Bilgisayardaki en önemli ve değerli şey verilerdir

Yedekleme çözümüne fırsat kalmayacak şekilde sabit disklerin bozulması, geri dönüşü olmayan veri kayıplarına neden olabilir

Bunun için disk ve/veya disk kontrolcüsü bazında çeşitli yedeklemeli çalışma sistemleri geliştirilmiştir

Bu sistemler, çoklu disk kullanımına dayanır ve güvenliğin yanı sıra performans artışı da sağlanır

RAID (Redundant Array of Inexpensive Disk) bu amaçla kullanılan bir sistemdir ve çeşitli uygulamaları vardır

RAID

RAID (Bağımsız Disklerin Tekrarlı Dizilimi), diskler arasında veri kopyalama veya paylaşımı için birden fazla sabit diski kullanarak yapılan veri depolama tasarısıdır.

Tek diske göre, RAID’in yararı, veri bütünlüğünü, hata toleransını, iş çıkarma yeteneğini ve toplam disk kapasitesini artırmasıdır. Özgün uygulamalarda, anahtar avantajı disk kapasiteyi artırmakla beraber disk performansını da yükseltmesi ve verileri eş zamanlı olarak yedeklemeyi sağlamasıdır.

RAID, tek bir mantıksal birime çoklu diskleri birleştirir.

Böylece işletim sistemi birçok farklı sabit disk görmek yerine sadece bir tane görür.

RAID

RAID sunucu tabanlı bilgisayarlarda tipik olarak kullanılır ve genellikle aynen boyutu ayarlanmış disk sürücüyle tamamlanır.

RAID şartnamesi birtakım prototipleri “RAID düzeyleri” veya disk bileşimlerini önermekteydi. Her birinin teorik avantajları ve dezavantajları vardı.

Yıllar içinde, RAID kavramının farklı yürütmeleri ortaya çıktı. Çoğu orijinal hallerinden farklılaştı ama numaralandırılmış adlar kaldı.

Temel RAID kavramlarını kullanan herhangi bir sistem güvenlik, kapasite veya performans için fiziksel disk uzayını birleştiriyorsa buna RAID Sistem denir.

Disk şeritleme yöntemi, en az 2 sürücü gerektirir

Her hangi bir güvenlik sunmaz; disklerden birinin çökmesi durumunda veri kaybedilir

Veri bir kerede birden fazla sabit diske bölünerek yazılır

Yazma ve okuma hızı artar

RAID 0: Disk Stripping

01.11.2012

9

Disk aynalama / ikizleme yöntemidir ve en az 2 disk gerekir

Çift olmak koşuluyla herhangi bir sayıda sürücüyle de çalışabilir

Birincil olarak kullanılan diskin kopyası, diğerine üretilir

Mirror’da aynı kontrolcü kullanılırken, duplex’de farklı kontrolcü kartlar kullanılır

Dezavantajı, yer israfıdır; 100 GB veri saklamak için iki adet 100 GB sabit disk gerekir

RAID 1: Disk Mirroring / Duplexing

RAID 2: Çoklu Denklik Sürücüsüyle Disk Şeritleme

Anlamsız bir fikir olarak kalmış ve asla pratik olarak kullanılmamıştır

RAID 3 ve 4: Atanmış Denklik ile Disk Şeritleme

RAID 3 ve 4 arasındaki fark önemsizdir

RAID 2’nin aksine kısa süreli de olsa kullanım şansı yakalamışlardır

Ancak RAID 5 kısa sürede bunların yerini almıştır

RAID 3 ve 4: Dedicated Disk Stripping

RAID 5: Striped Parity Disk Stripping

Bölüştürülmüş denklik ile disk şeritleme yöntemidir

RAID 5 ile veri ve denklik bilgisi sürücülere dağıtılır

Aynı zamanda sürücü alanını da daha verimli kullanmaktadır

En yaygın RAID türüdür ve en az 3 adet disk gereklidir

Sabit disklerinizden birisi kaybedilirse sorunlu disk yenisi ile değiştirilip dizinlerin yeniden oluşturulması sağlanır

Tekrar oluşturma tamamlanana kadar veriler yine risk altındadır

RAID 6: Dual Striped Parity Disk Stripping

Dağıtılmış eşlik ile süper disk şeritleme yöntemidir

RAID 6, RAID 5’in fazladan denklik verisi eklenmiş halidir

En az 5 sürücü gerekmektedir

Sistem aynı anda 2 sürücü kaybını sorunsuz karşılayabilir

Çoklu RAID Çözümleri İlk RAID seviyeleri sonrasında, farklı RAID’lerin birleştirilmesi

fikirleri doğmuştur

RAID 0+1, 2 çift stripping uygulanmış sürücünün aynalanmasıdır

RAID 1+0, 2 çift aynalanmış sürücünün stripping yapılmasıdır

Farklı RAID kombinasyonlarıyla üretilen RAID çözümlerine çoklu RAID çözümleri adı verilir

Çoklu RAID örnekleri de kısmen kullanım alanına sahip olsalar da, RAID 0, 1 ve 5 tekli çözümlerine kıyasla çok nadirdirler

RAID in gerçeklenmesi

RAID seviyeleri veri güvenliği ve hız için faklı yöntemler sunar

Bu yöntemlerin nasıl uygulanacağına değinmezler

RAID kurulumunda binlerce farklı yöntem kullanılabilir

Kullanılacak yöntem büyük ölçüde istenilen RAID seviyesine, kullanılan işletim sistemine ve mali duruma bağlıdır

Disk tercihi açısından geçmişte SCSI ilk seçenekti, ancak SATA günümüzde karşılaştırılabilir bir çözümdür

01.11.2012

10

Donanımsal ve Yazılımsal RAID

Veri güvenliği ve hız söz konusu ise donanım kullanılır

Özel kontrol birimleri kullanılır

İşletim sistemi tüm diskleri tek parça olarak görür

Ücret faktörü performanstan önemliyse yazılım ön plana çıkar

Yazılımsal RAID’de özel kontrol birimlerine gerek yoktur

İşletim sistemi tüm disklerin farkındadır

Bunları tek parça olarak birleştirir

Sabit Disklerin Montajı

Sabit diskin ilgili yuvaya yerleştirilmesi ile, güç ve veri bağlantılarının yapılmasından oluşan 2 temel adımı vardır

Ayrıca bazı sürücülerde, jumper ayarlamaları yapılmalıdır

Masaüstü bilgisayar kasalarında 3.5” sürücüler için standart montaj yuvaları bulunur

Hangi yuvanın kullanılacağı, kullanılacak kablo uzunluklarına ve imkanına göre seçilmelidir

Bazı kasalarda disk yuvaları sökülüp kasa dışına çıkarılabilir

Yuvaların yatay veya dikey olması mümkündür ve bu bir sorun teşkil etmez

PATA Sürücülerde Jumper Ayarları Jumper ayalarını kasa içerisinde yapmak çok zordur

Montaj işlemi öncesinde bu ayarları yapmalısınız

Sabit diskin genelde üst yüzeyinde, jumper konumlarının hangi moda karşılık geldiği yazılıdır

“Cable Select” modu, master ve slave ayarını cihazın PATA kablosundaki konumuna göre otomatik belirlenmesini sağlar

SATA Sürücülerde Hız Jumper Ayarı

Bazı durumlarda SATA II disklerin SATA I modunda çalıştırılması gerekebilir ve bu bir jumper ile ayarlanır

Bu jumper ayarını da gerekli ise mutlaka montaj işlemine başlamadan gerçekleştirin

Diskin Yuvaya Yerleştirilmesi

Eğer sökülebilir bir yuva var ise, öncelikle bu yuvayı sökün ve sabit diski kasa dışında yuvaya monte edin

Eğer sökülebilir bir yuva yok ise, genişleme kartları ve ekran kartının yuvanın önünü kapatmadığından emin olun

Eğer engel teşkil ediyorsa, genişleme kartlarını sökün veya yeni bir sistem topluyorsanız, önce sabit diskleri yuvalarına takın

Enerji ve Veri Bağlantıları

PATA ve bazı SATA sürücüler molex güç bağlantısı kullanırlar

SATA sürücüler ise 12 pin özel bir güç bağlantısı kullanır

Eğer SATA sürücülerde molex veya molexden çevirici ile enerji bağlantısı yapılırsa, hotplug özelliği kullanılamaz

Kabloların hepsi anahtarlanmıştır ve sadece uygun olan yuvaya tek yönde takılabilirler

01.11.2012

11

Dizüstü Bilgisayarda Sabit Disklerin Bağlanması Yaygın olarak 2.5” boyutunda diskler kullanılır

Bilgisayarın alt yüzeyindeki özel bir kapağın altında yer alır

Kapağın altında sabit diskin monte edildiği özel bir çerçeve bulunur ve bu çerçeve notebook kasasına vidalanmıştır

Veri ve güç bağlantısı için bir kablo yoktur

Çerçeve üzerinde yer alan ve yatay hareketi sağlayan tutamaçlar ile pinler direkt olarak bir sokete yerleştirilir

Bazı modellerde montaj yeri yan yüzeyde yer alır

Çerçevenin boyutu ve montaj şekli üreticiden üreticiye değişebilir

SCSI Disklerin Bağlanması

SCSI aygıtların montajı için 3 temel gereksinim vardır

Sürücülerle çalışan bir kontrol birimi

Kontrol birimi ve sürücü için SCSI ID ayarlamaları

SCSI şerit kablo ve güç kablosu bağlantılarının yapılması

Veri kablonun ters takılması diske, veriye yada her ikisine de zarar verebilir

Ayrıca gerekli ise hat sonlandırıcılar takılmalıdır

Tüm ATA sabit diskler için BIOS ayarları sadece aygıtı açık veya kapalı duruma getirmekten ibarettir

SCSI aygıtlar için ise yazılımsal sürücüler ya da sunucu adaptör için firmware gerekmektedir

CMOS Ayarları ve Sürücüler CMOS Kontrolleri

Bir sürücün çalışması için disk kontrolcülerin aktif olması gerekir; güç tasarrufu için bazı kontrolcüler kapalı olabilir

Her disk slotu için otomatik tanıma açık ise, diskler otomatik olarak listelenecektir

Disk kurulum ve yapılandırma, sonraki bölümün konusudur

Bilgisayarın açılışında POST işlemi sonrasında CMOS’da belirtilen sıra ile sabit disk veya benzer ortamlar kontrol edilir

Sabit diskler kontrol edilirken, diskin ilk tarafında bulunması beklenen MBR (Master Boot Record) bölümü aranır

MBR bölümü yok ise tanımlanan diğer sürücüler kontrol edilir

MBR bölümü bulunur ise, buradaki tanımlı yazılım çalıştırılır

Bilgisayarın Sabit Diskten Açılış İşlemi Hibrit Sabit Diskler

Standart 2.5” dizüstü sabit disklerine 128 MB veya 256 MB flash bellek eklenmesiyle oluşturulan disklerdir

Bu sürücüler sistem açılışını yarı zamana indirebilmektedirler

Disklerin sürekli dönmek zorunda olmamaları taşınabilir bilgisayarda 20 - 30 dk. fazladan batarya süresi sağlamaktadır

01.11.2012

12

SSD: Solid State Drive

Bu tür, tamamen flaş bellekten oluşturulmuştur

Düşme ve sarsılma sonrası içindeki verilerin kaybolması veya diskin bozulması sonuçlarını önlemeyi amaçlar

İçinde hareketli bir parça olmaması en önemli avantajıdır

Normal sabit diskler, 2 ms içinde 350 G'ye dayanabilirken, SSD'ler 0,5 Milisaniye içinde 1500 G'ye dayanabilmektedir

2.5” dizüstü diskleri 2 Watt harcarken, SSD'ler 0,5 Watt harcar

Standart diskler 0/60oC'de çalışırken, SSD'ler -25/85oC'de çalışabilir

NAS: Network Attached Storage Herhangi bir ağa doğrudan bağlanabilen ve merkezi veri

sunucusu hizmeti üstlenen depolama teknolojisidir

İstemci/sunucu ilişkisini esas alır

Gömülü bir işletim sistemi kullanırlar

Değiştirilebilir diskler dışında sabit bir donanıma sahiptirler

Dosya sunucularında olması beklenen bir çok özelliği sunarlar

Yeni Eklendi