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