Solıd State Dısk (sdd) ile Bilgisayarınızın Hızını Üst Seviyelere Çıkarmak Artık Elinizde

Bilgisayarın güç düğmesine basıldığında açılışı ve açılış sonrasında masaüstünün kullanım için hazırlanması bazen dakikalar sürebiliyor. Her kullanıcı bilgisayarından maksimum verim almak ister, ayrıca bazı acil durumlarda yavaş bir bilgisayarın açılmasını beklemek sinir bozucu olabilir. Bunun için ne yapılması gerekiyor? Sizler için detaylı bir şekilde araştırdık.

A- A+

27.02.2013 tarihli yazı 27757 kez okunmuştur.

SOLID STATE DISK (SDD) NEDİR?

SSD (İngilizce: Solid State Disk Türkçe: Katı Hâl Sürücüsü), veri depolamak için geliştirilmiş mekanik disklerin yerini alacak veri depolama aygıtıdır. 2.5 inç boyutlarında geleneksel bir Sabit diskin açılmış hali(solda) ve bir Katı hal sürücüsü (sağda). Mekanik disklerdeki artan RPM (revolutions per minute) daha fazla performans ve beraberinde sıcaklık problemi de getirmiştir. Problemlerin çözümünde kullanılan teknikler artık son limitlerine gelmiştir. Mekanik diskler artık yerini yavaş yavaş kendisinden tamamen farklı ve potansiyeli oldukça yüksek olan SSD sürücülere bırakmaktadır.

HDD (soldaki resim) ve SDD (sağdaki resim)' nin iç yapısı

Hiçbir hareketli parça sahibi olmadıkları için sessiz ve daha az güç tüketimine sahip olan SSD'ler ayrıca daha fazla veri güvenliği de sunmaktadır. Mekanik disklere göre %150'ye varan daha hızlı çalışma performansına sahipler. Günümüzde şu ana kadar üretilen SSD'ler 4 TB'a kadar veri depolama kapasitesi sunmaktadır.

SOLID STATE DISKLERİN YAPISI

SSD üniteleri marka, model, form faktör, kapasite gibi pek çok değişken yüzünden birbirinden farklı yapılarda olabilir. Ancak bir SSD ünitesi temel olarak alttaki elemanlardan oluşur;

► PCB (Baskı Devre Kartı)
► Bilgisayara bağlantıyı sağlayan bir ara yüz (SATA veya PCI-E)
► İşlemci başka bir deyişle SSD Kontrolcüsü
► NAND flash bellek çipleri

PCB (Baskı Devre Kartı)

PCB (Baskı Devre Kartı) resimde yeşil olarak gördüğünüz ve bütün elemanları üzerinde barındıran ve onların iletişimlerini sağlayan bir eleman.

Arayüz Bağlantı Çeşitleri

Ara yüz terimini bilgisayar terminolojisinde bir donanımın diğer donanım ya da donanımlarla ilişkisini sağlayan bağlantı tipini tanımlamak için kullanılır. Örnek vermek gerekirse; Bilgisayarınızdan panel televizyonunuza görüntü aktarımı için kullandığınız HDMI bağlantı noktaları bir ara yüzdür.

SSD ünitelerinde şu anda 2 çeşit ara yüz kullanılıyor: SATA ve PCI-E (PCI Express) PCI-E daha hızlı bir ara yüz ve sadece masaüstü bilgisayarlarda kullanılabiliyor. SATA ara yüzü ise an itibari ile piyasada bulunan modellerde SATA 3.0 GBit/s (SATA 2) ve SATA 6.0 GBit/s (SATA 3) olarak 2 tipte bulunuyor. SATA 2 ara yüzü 280 MB/s veri aktarma kapasitesine sahipken, bu aktarım hızı SATA 3 ara yüzünde 550 MB/s.

SSD Kontrolcüsü

Tüm SSD üniteleri, yazma ve okuma işlemini düzenleyen ve bilgisayarlarda kullandığımız işlemcilere benzer hesaplama kabiliyetleri olan kontrolörlere sahiptir. Bu kontrolör SSD ünitesini SSD yapan şeydir ve performansına direkt etki eder. Performansı etkileyen şeyler ise çok çeşitlidir: aynı anda yazılabilecek veri miktarı, yazma hızı, bellek bant genişliği ve bellek verimliliği bunların başında gelir. İşte tüm bunları yöneten ve performansı belirleyen bellek kontrolörüdür.

Kontrolörün en önemli olduğu konu ise performansa çok önemli etkisi olan "Write Amplification" fenomenidir. Write Amplification, SSD kontrolcüsünün yazmak zorunda olduğu veri miktarı ile işletim sisteminin yazmak istediği veri miktarı arasındaki orandır. Bu değer standart bir SSD ünitesi için 1'in üstündedir. Yani 1 MB boyutunda veri yazmak istediğinizde SSD ünitesi bunu yapabilmek için 1 MB'tan fazla miktarda yazma işlemi yapmak zorundadır.

NAND Flash Hücresi

Bir SSD ünitesinin en küçük yapı elemanı NAND-flash hücrelerdir. Bir NAND-flash hücre, 1 yada 2 byte veri saklayabilir.Eğer 1 byte depolayabiliyorsa Single Level Cell (SLC), 2 byte depolayabiliyorsa Multi Level Cell (MLC) adı verilir. SLC tipi NAND-flash hücrelere sahip SSD üniteleri daha uzun kullanım süresi, daha yüksek veri yazma hızları ve sistem dosyası gibi küçük boyutlu çok sayıda dosyayı daha iyi işleme yeteneklerine sahiptir.

SSD’ İN ÇALIŞMA MANTIĞI

SSD Çalışma Diyagramı

Mor renkli kutu olarak görülmekte olanlar kontrol ve kayar nokta mekanizmalarını içeren transistörlerdir. Bu iki transistör ince bir oksit tabakasıyla birbirinden ayrılmıştır. Kayar nokta kapısı (floating gate) sadece kontrol kapısından (control gate) geçen kelime çizgisine (wordline) bağlıdır. Bu bağlantı aşamasında hücre 1 değerini alır, bunu 0 yapabilmek için Fowler-Nordheim Tunneling adı verilen işlem basamağının gerçekleşmesi gerekir.

Tunneling işlemi, elektronların kayar nokta kapısındaki hareketini tanımlar. Yaklaşık 10 ile 13 volt arasında gelen elektrik akımı, yüküyle beraber bit hattından (bitline) gelir ve kayar nokta kapısından girerek önce sürekli akım kanalına (drain) daha sonra da kaynak kanalına (source) geçerek topraklanır.

Bu yüklenme kayar nokta kapısı transistörünün bir elektron tabancası gibi hareket etmesine neden olur. Uyarılmış bu elektronlar ince oksit tabakasının diğer tarafına itilir ve negatif yüklenirler. Bu negatif yüklü elektronlar kontrol ve kayar nokta kapıları arasında bir bariyer vazifesi görürler. Hücre sensörü isimli özel bir yorumlayıcı bölüm bulunur. Bu bölüm sayesinde kayar nokta kapısından geçen yük miktarı izlenir. Eğer bu kapıdan yükün %50’sinden fazlası geçiyorsa bunun değeri 1′dir. Eğer yük miktarı %50′nin altında kalıyorsa da değeri 0 olarak tanımlanır.

Flash bellek çiplerinin içinde yer alan hücrelerdeki elektronlar normale dönüp 1 değerini alırlar. Bunu da yüksek gerilim yükü ile oluşan elektrik alanı ile sağlarlar. Flash bellekler kapalı devredirler ve süregelen döngüsel görevlerin uygulanması şeklinde çalışırlar. Eğer bir veri silinecekse, daha önceden belirlenmiş bloklara gereken elektrik alan uygulanır ve blok sıfırlanmış olur. Silinen kısma tekrar yazılması mümkündür. Flash bellekler geleneksel EEPROM’lardan çok daha hızlıdırlar. Çünkü EEPROM’lar birim zamanda tek byte’lık veri temizleyebilirken, flash belleklerde bu bloklar halinde temizlenerek çok daha hızlı silinir ve tekrar yazılırlar.

SSD’ YE TERFİ ETMEK İÇİN ÖNEMLİ BAZI NEDENLER

Sabit diskler mekanik bileşenler içerir. SSD’ler ise hareket eden bir parça içermez. Mobil cihazlarda kullanılabilmek adına sabit disklerde boyutlar 3.5 inçten 2.5 ince, hatta 1.8 ince kadar indirilebilir. Müzik çalarlardaysa 1 inç boyuta ulaşmış sabit disklerle karşılaşabilmek mümkündür. Sabit disklerde boyut azaldıkça hassaslık artar. SSD’lerde ise boyutla hassasiyet arasında bir orantı yoktur; SSD’ler her koşulda daha sağlamdır.

SSD' ler HDD' lere Göre Neredeyse Hiç Isınmazlar

Modeline göre 4200, 5400 ya da 7200 devirle dönen disklerin 10.000 ve 15.000 devirli uç modelleri de var. Dönüş hızı ve plaka sayısının fazlalığına göre sıcaklık yer yer 60 dereceye kadar ulaşabiliyor. SSD’ler ise düşük gerilim ihtiyaçları ve mekanik aksam içermemeleri nedeniyle neredeyse hiç ısınmazlar.

Dizüstü bilgisayar sabit diskleri uyuma sırasında oldukça düşük enerji tüketirler. Söz konusu değerler bir SSD’nin tam verimle kullanılırken ihtiyaç duyduğu enerjiyle birbirine yakındır. Dizüstü bilgisayar diskleri özellikle okuma/yazma ve rastgele arama yaparken ciddi anlamda enerji tüketir. Dolayısıyla dizüstü bilgisayarlarda SSD tercih etmek batarya ile çalışma süresini de olumlu etkiler.

Sabit disklerin motorları diske enerji gelmesiyle birlikte gürültü üretmeye başlar. Tabii gürültünün asıl kaynağı sadece motor değildir. Okuma ve yazma işlemleri sırasında kafa disk yüzeyi üzerinde hareket eder ve çeşitli temaslarda bulunur. Halk arasında “tıkır tıkır” olarak adlandırılan mekanik sabit disk seslerine SSD’lerde rastlanmaz.

SSD'ler HDD'lere Göre Oldukça Hafiftirler

Masaüstü bilgisayarlarda tercih edilen 3.5 inçlik sabit diskler bugün 700 gram ağırlığa ulaşabilmekte. Dizüstü bilgisayarlarda tercih edilen 2.5 inç yapısındaki disklerse 100 ile 120 gram arasında değişen ağırlıklara sahipler. Aynı boyutlardaki bir SSD, benzer kapasiteler sunmasına karşın neredeyse üçte bir ağırlığa sahiptir.

SSD’ler sabit disklere oranla kat kat daha performanslıdır. Günümüzde standart bir masaüstü bilgisayar diski saniyede 90 MB, dizüstü bilgisayar diski ise 50 MB okuma seviyesine ulaşabilmektedir. Standart bir SSD’de ise okuma hızı saniyede 200 MB seviyesindedir. (Sandforce kontrolcülü SSD'lerde ise bu değer 285mb!) Söz konusu değere masaüstü bilgisayar disklerinden 3 tanesinin RAID 0 performansıyla anca ulaşılabilir.

Üretici firmalar sabit disklerine genelde 2 ile 5 yıl arasında değişen garanti sağlarlar. Bazı SSD’ler de bu süre “ömür boyu” dur. Nedeniyse firmaların SSD teknolojisine olan güveninden kaynaklanıyor. Sisteminizde elektriksel bir aksaklık olmadığı sürece SSD’lerin bozulması mümkün değildir. Sabit diskler ise elektriğe ve çalışırken sarsılmaya karşı oldukça hassaslardır.

Kaynaklar:

►Wikipedia
►PcTechGuide
►Enpedi