8 Nisan 2017 Cumartesi

SSD TEKNOLOJİLERİ

SSD İngilizce Solid State Drive kelimelerinin kısaltmasından türetilmiş bir terimdir. Türkçeye Katı Durum Sürücüleri olarak çevirebiliriz. Kısaca tanımlamak gerekirse; veri depolamak için geliştirilmiş sabit disklerin yerini alan veri depolama aygıtlarıdırlar.

Mekanik bir sabit diskin maksimum yazma hızı ortalama 150mb/sn iken SSD' lerde bu hız 560mb/sn' dir. En büyük avantajları; ısı, ses, düşük enerji sarfiyatı ve mekanikliğin ortadan kalkmasıdır.

SSD' lerin çalışma mantığı RAM' ler ile aynıdır. Yani Rastgele Erişilebilir Bellek RAM' ler gibi (random access memory) veri yolları her mikroçipe paralel bağlanarak istenilen bilgiye eş zamanlı olarak erişilebilir. Bu nedenle SSD' ler çok yüksek hızlara erişebilmektedir.

Teknolojinin gelişimiyle birlikte bilgisayarlar ve bilgisayar donanımlarıda sürekli gelişmektedir. Sabit disklerde bu gelişmelerden nasibini almaktadırlar. Uzun zamandan beri masaüstü bilgisayarlarda harddiskler kapasite olarak devamlı gelişmekteydi. Firmaların TB (Terabayt) yarışı neticesinde sabit disklerin kapasiteleri devamlı olarak arttı. Klasik sabit disklerin çalışma mantığının geliştirilmesine ihtiyaç vardı.

Benzer şekilde sunucu diskleri olan Scsi disklerin de geliştirilmesi gerekliydi. Bulunacak çözüm hem masaüstü hem de Sunucu taraflı sistemlerin ihtiyaçlarına yönelik olmalı ve ayrıca performans olarak sabit diskleri geri bırakmalıydı. İşte tam bu noktada Ssd (Solid state disk)'ler hayatımıza girmiş oldular.

Solid state disk kısaca ssd'ler "katı durum diski" anlamına gelmektedir. İçlerinde hareket eden manyetik kafalar yoktur, bu yüzden de sessiz çalışırlar. Tipik bir RAM gibi üzerinde entegreler bulunur fakat bu entegrelerdeki bilgiler RAM'de olduğu gibi elektirik kesilince silinmez, kalıcıdır. Sabit diskler bilgisayar dünyasının en eski ve en az değişime uğrayan parçaları olmuştur. Eski bir Pentium 2 bilgisayarınız da olsa, onun ATA sabit diskini alır ve güncel bir masaüstü bilgisayara kolaylıkla bağlayıp kullanabilirsiniz.

Performans yönünden de hiçbir şikayetiniz olmaz, sadece kapasitesinin düşüklüğünden muzdarip olabilirsiniz. Mekanik diskler, dönen bir plaka üzerine belirlenen sektörlere hareket eden okuma-yazma kafalarının veriyi manyetik yolla işlemesi mantığına dayalı olarak çalışır (bir mıknatısın demir tozlarını nasıl kendine çektiğini düşünün).

Yıllar boyu bebek adımlarıyla geliştirilmekte olan mekanik sabit diskler teknolojinin sınırlarına fazlasıyla takılmış durumdalar. Bu durum artık devrim niteliğinde sayılabilecek SSD teknolojisi sayesinde ortadan yavaş yavaş kalkacaktır. “Bilgisayar en yavaş parçası kadar hızlıdır” sözünü hatırlayıp, sabit diskleri bilgisayarları frenleyen en büyük etken olarak düşünebiliriz. Aslında bunun tek bir sebebi vardır o da mekanik disklerde asla optimum seviyelere düşürülemeyen erişim süresidir.

CPU L1 ve L2 önbelleklerinin nanosaniye mertebesinde veri erişim süreleri olduğunu, çipset ve ram’lerin de 0.001ms’lik haberleşme sürelerini düşündüğümüzde sabit diskten okunan verilerin 15ms gecikme ile erişilebilir olması sistemi ciddi bir darboğaza sokmaktadır. Solid State Disk’lerde ise erişim süreleri 0.1-0.2ms civarlarındadır ki, bu Random Access Memory(RAM) kadar hızlı olmasa da sabit disklere oranla muazzam bir performans artışı anlamına gelir. Günümüzde kullanılan en hızlı sabit disk, 15000RPM dönüş hızına sahip SCSI disklerdir ki onlar bile 4ms seviyesinde rastgele erişim sürelerine sahiptir.

Fakat SSD diskler 0.1ms rastgele erişim süreleri ile veriye 40 kat daha hızlı ulaşabilmekteler. Tamamen serverlar için düşünülmüş SCSI 15000RPM disk ile durum böyleyse, yaygın olarak masaüstü pc’lerde kullanılan 7200RPM’lik 12-14ms erişim sürelerine sahip bir SATA-2 diskte durum nedir tahmin edebilirsiniz.

Solid State Disk’ler sadece erişim süresi avantajına değil, veri güvenliği anlamında da mekanik sabit disklerden çok ilerideler. 0 ile 70 derece sıcaklıkta optimum olarak çalışabilen bu diskler 1500 G’lik darbe dayanımına sahiptir. G değeri yerçekimi ivmesi olarak bilinmekte ve 9,81m/s2 değerine sahiptir.

Dünya üzerinde her insanın omurgasına yerçekim ivmesinden kaynaklanan 800kg civarında yük uygulamaktadır. Fakat insan omurgası bu yüke uygun olarak yaratıldığından zorlayıcı bir etkisi bulunmamaktadır. Uzaya çıkan astronotlarda ise vücutlarından birden kalkan bu yük nedeniyle birkaç hafta içerisinde eklem rahatsızlıkları ve ciddi fiziksel kemik bozuklukları yaşanmaktadır. Bu nedenle uzay mekiği içerisinde basınç odalarında yaşamaktalar ve mekik dışında 250KG ağırlığında elbiseler giymekteler.

1500 G değerini biraz daha açmak gerekirse, bir Formula 1 pilotu 300km/s hızla giderken tam güçle frene basarak 2sn’de 60km/s sürate inebilmektedir. Bu durumda dahi pilotun üzerine uygulanan kuvvet 6 G seviyesindedir. Bir duvara çarpan F1 aracında ise, 90 G üzeri ölümcül kabul edilmekte ve en iyi ihtimalle beyin travmasına neden olmaktadır. Bu nedenle 1500 G’ye dayanıklı bir diskin son derece güvenli olduğu rahatlıkla söylenebilir.

SSD’ lerin okuma ve yazma performansına gelince, 100MB/s okuma ve 80MB/s yazma performansını görmekteyiz. Standart bir mekanik SATA-2 sabit diskin de bu değerlerde veya çok az daha hızlı okuma ve yazma yapabildiğini düşünürsek SSD’ lerde pek bir kayıp bulunmuyor. Fakat bu tekil dosyaların transferi esnasında ulaşılabilen bir değerdir. Örneğin büyük bir video dosyasında her iki disk türü de birbirine yakın performans gösterecektir. Fakat çoklu dosyalarda yani yüzlerce dosyaya erişim söz konusu olduğunda SSD diskler 30MB/s gibi okuma-yazma değerlerine düşerken, mekanik disklerde bu düşüş 300KB/s gibi dramatik seviyelerde yaşanmaktadır.

Bu nedenle program açılışları veya oyun yüklemeleri gibi durumlarda SSD disklerin 100 kata kadar daha hızlı olduklarını rahatlıkla söyleyebiliriz. SSD’ ler genellikle 2.5 inç boyutlarında üretilmekte ve laptoplarda kullanılmaktadır. Masaüstü PC’lerde ise sarsıntılardan doğabilecek veri kayıpları ufak bir ihtimal olduğundan henüz yaygınlaşmaya başlamamıştır. Geleneksel sabit disklerin harcadığı 15 Watt değerine karşılık SSD’ ler 2 Watt enerji ile çalışabilmekteler.

Daha az ısındıklarından ve hafif olduklarından kullanımı daha elverişlidir. Fakat SSD’ lerde belirli bir yazma sınırı vardır. Örneğin bir bölgeye 100 bin defa yazma veya silme işlemi yapılabilir. Tabi bu değer teknolojinin gelişimiyle daha üst seviyelere çıkartılabilir. Ama bu haliyle de 100 bin değeri hiç az bir rakam değil. Normal bir kullanımda en az 5 sene sorunsuz çalışabilecektir.

Solid State Disk’ ler aslında kullandığımız usb flash belleklerin birbirlerine bağlanarak oluşturulduğu bir platformdur. Tabi bunu üzerindeki kontrolcü sayesinde kusursuz olarak gerçekleştirir ve bir bütün olarak çalışır. Örneğin 64GB’ lık bir SSD diskte 32 adet 2GB’ lık flash bellek veya 128GB’ lıkta 32 adet 4GB’ lık flash bellek kullanılabilir.

SSD (Solid State Disk)'ler nasıl çalışırlar?

Geleneksel hard disklerde veriler, plakaların üzerindeki sektörlerde tutulurlar. Bu plakalar hard disk içerisindeki motorlar ile döndürülür ve okuma / yazma kafası tarafından okunurlar. SSD' lerde ise veriler NAND flash yongalarda saklanır. SSD' lerin içerisindeki bellek yongaları, tıpkı bilgisayarlarımızdaki RAM' ler gibi hızlı çalışırlar.

SSD (Solid State Disk)'in avantajları nelerdir?

  1. Bilgisayarınız daha hızlı açılır.
  2. Aşırı düşük okuma ve yazma gecikme süreleri.
  3. Daha hızlı rastgele erişim süresi.
  4. Düşük güç tüketimi ve ısı üretimi.
  5. Daha iyi mekanik güvenilirlik.
  6. Daha kararlı performans
  7. Disk birleştirmeye gereksinim duymaz.
  8. Daha küçük boyut ve daha hafif
  9. Dosyalara erişim hızı çok yüksek.
  10. Oyun ve uygulamalarda daha fazla performans

SSD (Solid State Disk)'in dezavantajları nelerdir?

  1. Ssd (Solid State Disk)'ler şimdilik kapasite bakımından düşük, fiyat bakımındanda pahalılar.
  2. Manyetik alan ve statik elektriğe karşı mekanik hard disklerden daha dayanıksız olması bir dezavantajdır.
  3. 10.000 - 15.000 işlem civarında yazma-silme ömrü bulunması ssd'lerin bir dezavantajıdır.

Ssd satın almadan önce dikkat edilmesi gerekenler nelerdir?

  1. Alacağınız ssd diskin kontrölcülerin bilindik markalar olmalı.
  2. Alacağınız ssd harddiskin flash bellek yonga tipine dikkat ediniz.(MLC, SLC, TLC)
  3. Alacağınız ssd harddiskin okuma ve yazama süreleri gibi teknik verilerini incelemeyi unutmayınız.
  4. Alacağınız ssd harddiskin "Wear Levelling Algorithms" gibi teknolojiler içerip içermediğini öğreniniz.
  5. Alacağınız ssd harddiskte "Trim" desteğinin olup olmadığını öğreniniz.

MLC, SLC, TLC nedir ?

SSD diskler günümüzde 3 farklı tür olarak kullanılmaktadır. Bunlardan ilki SLC (Single Level Cell), yani tek hücreli, ikincisi MLC (Multi Level Cell) yani çok hücreli, üçüncüsü ise TLC (Triple Level Cell) yani çok katmanlı olarak karşımız çıkmaktadır.

SLC diskler (Single Level Cell): SLC diskler her bir hücrede sadece 1 bit veri saklarlar ve bu yüzden daha az kapasite sunarlar. Fakat her sektör bir kere yazıldıktan sonra, silinip başka bir veri yazılana kadar sadece okunduğundan daha yüksek performans sağlarlar. Çok yüksek performans gerektiren uygulamalar için SLC tipi bellekler tercih edilmektedir. Her sektör bir bit veri barındırdığından kapasiteleri daha az ve daha pahalıdırlar.

MLC (Multi Level Cell): MLC tipi diskler ise her bir hücrede 2, 3 ve daha fazla bit veri saklayabilir. Bu sebeple kapasite olarak SLC disklerden çok daha fazla alan sunabilirler. Fakat performans anlamında SLC’ler kadar iyi değildirler. Çünkü aynı sektör içine birden fazla veri yazıldığından hem okuma hemde yazma işi için aynı alanları kullanırlar fakat kapasite kazanımından dolayı SLC disklerden daha ucuzdur.

TLC (Triple Level Cell): TLC diskler ise kısaca MLC disklerin katmanlı halidir. Yani farklı katmanlardaki hücrelere 2 veya daha fazla veri yazılabilen disklerdir. Performans anlamında MLC’dende kötüdür ama fiyat ve kapasite olarak hepsinden daha iyidir.

Wear Levelling Algorithms nedir?

SSD' lerde ortalama yazma-silme işlem boyutu ömrü yaklaşık 10.000 - 15.000 işlem civarında. İşte bu ömrü uzatmak için geliştirilen bir teknolojidir "Wear Levelling Algorithms". Yazılacak veriler, ne kadar dolu olursa olsunlar diskteki bütün hücrelere dağıtılıyor. Böylece belli hücrelerin erken yıpranıp bozulmasının önüne geçilmiş oluyor.

Bir SSD' nin ömrü bu teknik sayesinde büyük miktarda uzatılabiliyor. Yükü dağıtan bu sistem olmasa, yoğun kullanılan bir SSD' nin ömrü 6 ay kadar kısa olabilir. Bu sistemle ise diskin ömrü 5 ila 10 yıla kadar uzuyor. Bir dezavantajı var o da veri sabit disk geneline dağıtıldığı için performans düşüşü yaşanması.

Trim desteği nedir?

Windows 7' den önceki işletim sistemlerinde SSD ve sabit diskler üzerindeki dosyayı sadece sanal olarak silebilirdiniz. Gerçekte ise üzerine başka bir veri yazılıncaya kadar o dosyanın veri blokları diskte sürekli kalırdı. Geleneksel sabit disklerde silinmiş gibi görünen blokların üzerine rahatlıkla tekrardan veri yazılabilirken, SSD' lerde tekrar veri yazılabilmesi için 4KB' lık hücre bloklarının mutlaka boş olması gerekir.

TRIM desteği olmadan yeniden yazma işlemi için öncelikle hücre bloklarındaki veriler okunmalı, sonra silinmeli ve en sonunda ise boşalmış olan hücrelere veri depolanmalıdır. Windows 7 ile beraber gelen TRIM komutu sayesinde diskteki dosyalar flaş yonga hücrelerinden tam anlamıyla silinir ve diskiniz bu işlemlerle uğraşarak zaman kaybetmez.

Özellikle evinizin veya büronuzun bir köşesine atılmış eski teknolojili diz üstü bilgisayarlarınızın harddiskini SSD ile değiştirirseniz; inanılmaz performans artışına ulaşabilirsiniz. Zira dizüstü bilgisayarlarda en çok güç tüketen aygıtlar harddiskler olmaktadır.

Dizüstü bilgisayarlar için üretilen harddsiklerin hızlarının düşük, fiyatlarının ise pahalı olması nedeni ile birçok insan diz üstü bilgisayarlarını geliştirmek yerine değiştirme yolunu seçmektedir. Oysaki harddisklerin ssd ile değişimi çok daha makul bir
çözümdür.

Masaüstü bilgisayarlar için de bugüne kadar geliştirme/iyileştirme deyince aklımıza en önce RAM' ler ve işlemciler gelmekteydi. Zira harddisk teknolojilerinin çalışma ilkeleri SSD' ler çıkıncaya kadar son 30 yılda pek az değişmiştir. Oysaki şimdi SSD' ler ile yaşanan devrim çok büyük boyutlardadır.

Somut örnek vermek gerekirse SSD' lere sahip bilgisayarların açılış süreleri 3-4 saniye kadardır. Bundan dolayı artık yeni bilgisayar alacak meslektaşlarımızın mutlak surette depolama birimi olarak SSD' leri içeren sistemlere yönelmeleri akıllıca bir seçim olacaktır. Zira çok yakın bir zamanda normal harddisklerin üretimden kalkacağını söylemek, hayalcilik olmayacaktır kanısındayım.

Büronuzda kullandığınız bilgisayarların hızından memnun değilseniz yeni bilgisayar almak yerine, klasik depolama aygıtlarınızı SSD' ler ile değiştirmenizi tavsiye edebilirim. Hem cebinizden daha az para çıkmış, hem de istediğiniz hız artışına kavuşmuş olursunuz.

Kaynakça:

  1. https://tr.wikipedia.org/wiki/Kat%C4%B1_hal_s%C3%BCr%C3%BCc%C3%BC#SSD.27lerin_di.C4.9Fer_depolama_t.C3.BCrleri_ile_kar.C5.9F.C4.B1la.C5.9Ft.C4.B1r.C4.B1lmas.C4.B1
  2. http://www.nedir.com/ssd
  3. https://www.cozumpark.com/blogs/donanm/archive/2013/08/11/ssd-disk-teknolojileri.aspx

Hiç yorum yok:

Av. Yusuf İŞLER