Sabit Disk - bilmeniz gereken her şey

Sabit diskin ana depolama birimi olarak kullanımı zaten numaralandırılmıştır. Çok hızlı SSD'lerin ortaya çıkmasıyla HDD'ler, yığın depolama için ideal oldukları için daha az önemli olmamasına rağmen arka plana düştü. Şu anda 16 TB'a ulaşan ve 60 Euro'dan biraz fazla bir fiyata PC'mizde 2 TB olabilir, fiyatı için SSD ise çoğumuz için hala ulaşılamayan bir şey.

Bu yazıda, sabit diskler, bunların çalışması, özellikleri ve özellikle sundukları avantaj ve dezavantajlar hakkında bilmeniz gereken her şeyi SSD'lere göre derleyeceğiz, her zaman bir zorunluluktur.

Bir sabit diskin işlevi ve dahili bileşenleri

Sabit diskin adı, bu depolama birimini tanıdığımız ve aynı zamanda bir SSD'den (Solic Disk Sürücüsü) ayırt etmenin en net yolu olan İngilizce Sabit Disk Sürücüsü veya HDD kısaltmasından gelir.

Bir sabit diskin görevi, ekipmanlarımızın sağlanması, tüm dosyaların, programların saklandığı ve işletim sisteminin kurulu olduğu yer olmaktan başka bir şey değildir. Bu nedenle, RAM belleğin aksine, dosyaları elektrik olmadan da içinde tutan ana depolama olarak da adlandırılır.

SSD'ler tamamen elektronik bileşenlerden yapılırken ve NAND geçitlerinden oluşan yonga hakkında bilgi depolanırken, sabit sürücülerde mekanik parçalar bulunur. İçlerinde, bir dizi disk yüksek hızda döner, böylece manyetik kafalar kullanarak, üzerlerindeki bilgiler okunur ve silinir. Bir sabit sürücünün parçası olan ana öğeleri görelim.

bulaşıklar

Bilgilerin saklandığı yer olacaktır. Yatay olarak monte edilirler ve her güverte iki yüz veya mıknatıslanmış kayıt yüzeylerinden oluşur. Bunlar normalde metal veya camdan yapılır. Bilgileri saklamak için, pozitif veya negatif olarak mıknatıslanabilecekleri hücreler vardır (1 veya 0). Bunların bitişi aynen bir ayna gibidir, içlerinde çok büyük miktarda veri saklanır ve yüzey mükemmel olmalıdır.

Okuma kafaları

İkinci en önemli unsur, her yüz veya kayıt yüzeyi için bir tane olan okuma kafalarıdır. Bu kafalar plakalarla gerçekten temas etmez, bu nedenle üzerinde aşınma yoktur. Bulaşıklar döndüğünde, oynatma kafası ile (yaklaşık 3 nm aralıklı) saymayı önleyen ince bir hava filmi oluşturulur. Bu, hücreleri silme ve yazma ile bozulan SSD'lere göre ana avantajlardan biridir.

motorlar

Bir sabit sürücünün içinde birçok mekanik elemanın varlığını gördük, ancak bunu en çok gösteren motorların varlığı. Fanlar hariç, bir PC'deki tek öğe ve ana yavaş sabit disk kaynağıdır. Motor plakaları belirli bir hızda döndürür, en hızlısı için 5.400 RPM, 7.200 veya 10.000 RPM olabilir. Bu hıza ulaşılana kadar, disklerle etkileşime giremezsiniz ve bu büyük bir yavaşlık kaynağıdır.

Buna motoru veya okuma kafalarını verinin bulunduğu yere hareket ettiren elektromıknatıs ekliyoruz. Bu aynı zamanda zaman alır ve bir yavaşlık kaynağıdır.

önbelleğe

En azından akım ünitelerinde elektronik devreye yerleşik bir bellek yongası bulunur. Bu , fiziksel plakalardan RAM belleğe bilgi alışverişi için bir köprü görevi görür. Fiziksel bilgilere erişimi hafifletmek için dinamik bir arabellek gibidir ve genellikle 64 MB'dir.

kapsüllenmiş

Kapsülleme bir HDD için çok önemlidir, çünkü SSD'nin aksine , iç kısım tamamen basınçlı olmalıdır, böylece tek bir toz lekesi girmez. Plakaların muazzam bir hızda döndüğünü ve kafaların iğnesinin sadece birkaç mikrometreyi ölçtüğünü dikkate alalım. Herhangi bir katı eleman, ne kadar küçük olursa olsun, ünitede geri dönüşü olmayan hasara neden olabilir.

bağlantıları

Bitirmek için paketin arkasında bir SATA güç konektörü ve veri için başka bir bağlantı içeren tüm bağlantı setimiz var. Daha önce, IDE sabit diskleri, sürücüler bir veri yolunu paylaştıysa, çalışma modunu, bağımlı veya master'ı seçmek için bir panele sahipti, ancak şimdi her sürücü anakarttaki ayrı bir bağlantı noktasına bağlanıyor.

HDD'deki form ve arabirim faktörleri

Bu anlamda, bilgi şu anda oldukça kısadır, çünkü sadece iki form faktörü buluyoruz. Birincisi, 3, 5 inç sürücüler ve 101, 6 x 25, 4 x 146 mm ölçümleri olan masaüstü bilgisayarlar için standarttır. İkincisi, 69, 8 x 9, 5 x 100 mm boyutlarında 2, 5 inçlik dizüstü bilgisayar sürücülerinde kullanılan form faktörüdür.

Bağlantı teknolojilerine gelince, şu anda iki tane HDD için çok fazla yok:

SATA

Bu, IDE'nin yerine mevcut PC'lerin HDD'lerindeki iletişim standardıdır. Bu durumda, veri iletmek için paralel yerine AHCI protokolünü kullanan bir seri veri yolu kullanılır. Geleneksel IDE'den çok daha hızlıdır ve maksimum 600 MB / sn aktarımlarla daha verimlidir. Buna ek olarak, cihazların sıcak bağlantılarına izin verir ve çok daha küçük ve daha yönetilebilir otobüslere sahiptir. Her durumda, mevcut bir mekanik sabit disk okumada en fazla 400 MB / s'ye ulaşabilirken, SATA SSD'ler bu veri yolundan tam olarak yararlanabilir.

SAS

Bu SCSI arabiriminin evrimidir ve SCSI tipi komutlar sabit sürücülerle etkileşim kurmak için hala kullanılmasına rağmen, SATA gibi seri olarak çalışan bir veri yoludur. Özelliklerinden biri , aynı veriyoluna birkaç cihaz bağlamanın mümkün olması ve her biri için sabit bir aktarım hızı sağlayabilmesidir. 16'dan fazla cihazı bağlayabiliriz ve SATA diskleriyle aynı bağlantı arayüzüne sahiptir, bu da onu RAID yapılandırmalarını sunuculara monte etmek için ideal hale getirir.

Hızı SATA'dan düşüktür, ancak önemli bir özellik SAS denetleyicisinin bir SATA diskiyle iletişim kurabilmesidir, ancak SATA denetleyicisinin SAS diskiyle iletişim kuramamasıdır.

Sabit diskin fiziksel, mantıksal ve işlevsel parçaları

İçerideki temel parçaları zaten gördük, ancak bu aslında nasıl çalıştığını anlamanın sadece başlangıcı. Ve bu sabit sürücüler hakkında her şeyi bilmek istiyorsanız, bu bölüm en önemlisidir, çünkü bir sabit sürücünün nasıl çalıştığını belirler, bu da iki şekilde yapılabilir:

CHS (silindir kafası - sektör): Bu sistem ilk sabit sürücülerde kullanılan sistemdir, ancak aşağıdaki ile değiştirilmiştir. Bu üç değer sayesinde okuma kafasını verinin bulunduğu yere yerleştirmek mümkündür. Bu sistemi anlamak kolaydı, ancak oldukça uzun konumlandırma yönleri gerektiriyordu.

LBA (bloklar halinde mantıksal adresleme): şu anda kullanılan disktir, bu durumda sabit diski sektörlere ayırırız ve her birine, iş milinin bulunması gereken bir bellek adresi gibi benzersiz bir sayı atarız. Bu durumda, komut dizesi daha kısa ve daha verimli olacak ve diskin sistem tarafından dizine eklenmesine izin verecektir.

Yemeklerin fiziksel yapısı

Sabit sürücünün fiziksel yapısının nasıl bölündüğünü görelim, bu nasıl çalışacağını belirleyecektir.

• İz: İzler, diskin kayıt yüzeyini oluşturan eş merkezli halkalardır. Silindir: Silindirlerin her biri, plakaların ve yüzlerin her birinde dikey olarak hizalanan tüm izlerden oluşur. Fiziksel bir şey değil, hayali bir silindir. Sektör: Her pist sektör adı verilen kemer parçalarına ayrılmıştır. Her sektörde bir veri depolanacak ve bunlardan biri eksik kalırsa, sonraki veriler bir sonraki sektörde olacaktır. ZBR (bit bölgesi kaydı) teknolojisi sektör boyutları, alanı optimize etmek için iç mekandan dış mekan parkurlarına kadar değişecektir. İşletim sisteminden değiştirilebilmesine rağmen genellikle 4KB'dir. Küme: Bir sektörler grubudur. Her dosya belirli sayıda kümeyi kaplar ve belirli bir kümede başka bir dosya depolanamaz.

Bir sabit diskin mantıksal yapısı

Komik olan şey, farklı çalışmasına rağmen sabit sürücünün mantıksal yapısının SSD'ler için de korunması.

Önyükleme sektörü (MBR veya GPT)

Ana Önyükleme Kaydı veya MBR, sabit diskin ilk bölümüdür, parça 0, silindir 0, sektör 1. Burada, tüm sabit diskin bölüm tablosu depolanır ve bunların başlangıcını ve sonunu işaretler. Önyükleme Yükleyicisi de, sistemin veya işletim sistemlerinin yüklü olduğu etkin bölümün toplandığı yerde depolanır. Şu anda, hemen hemen her durumda, şimdi daha ayrıntılı olarak göreceğimiz GPT bölüm stili ile değiştirildi.

bölümler

Her bölüm sabit sürücüyü belirli sayıda silindire böler ve bunlara atamak istediğimiz boyutta olabilirler. Bu bilgiler bölüm tablosunda saklanacaktır. Şu anda, iki farklı sabit sürücüye bile katılabileceğimiz ve sabit bir sistem olarak çalışacağı dinamik sabit sürücü ile birlikte mantıksal bölümler kavramı var.

MBR ve GPT arasındaki fark

Şu anda bir HDD veya SSD için MBR tipi veya GPT tipi (Global Unique Identifier) tipi olmak üzere iki tür bölme tablosu mevcuttur. GPT bölümleme stili, eski bilgisayar BIOS sisteminin yerini alan EFI veya Genişletilebilir Ürün Yazılımı Arabirimi sistemleri için uygulanmıştır. Bu nedenle BIOS, sabit sürücüyü yönetmek için MBR'yi kullanırken, GPT, UEFI için özel sistem olmaya yöneliktir. Hepsinden iyisi, bu sistem her bölüme benzersiz bir GUID atar, bu bir MAC adresi gibidir ve ayırıcı o kadar uzun ki dünyadaki tüm bölümler benzersiz bir şekilde adlandırılabilir ve fiziksel sınırlamaları neredeyse tamamen ortadan kaldırır bölümleme açısından sabit diskten.

MBR ile ilk ve en görünür fark budur. Bu sistem en fazla 2 TB olan bir sabit diskte yalnızca 4 birincil bölüm oluşturmanıza izin verirken, GPT'de bunları oluşturmak için teorik bir sınırlama yoktur. Bir şekilde bu sınırlamayı yapan işletim sistemi olacak ve Windows şu anda 128 birincil bölümü destekliyor.

İkinci fark başlangıç ​​sisteminde yatmaktadır. GPT ile UEFI BIOS'un kendisi, her önyüklememizde diskin içeriğini dinamik olarak algılayarak kendi önyükleme sistemini oluşturabilir. Bu, sabit sürücüyü başka bir mantıksal dağıtım ile başka bir sürücü için değiştirsek bile, bilgisayarı mükemmel bir şekilde önyüklememizi sağlar. Bunun yerine, MBR veya eski BIOS'ların etkin bölümü tanımlamak ve önyüklemeye başlayabilmek için bir yürütülebilir dosyaya ihtiyacı vardır.

Neyse ki, neredeyse tüm HDD ve SSD sabit diskleri GPT bölümleme sistemi ile önceden yapılandırılmıştır ve her durumda, sistemin kendisinden veya Diskpart ile komut modunda Windows'u yüklemeden önce bu sistemi değiştirebiliriz.

Sabit sürücüdeki dosya sistemleri

Bir sabit diskin çalışmasını bitirmek için, kullanılan ana dosya sistemlerinin ne olduğunu öğrenmeliyiz. Kullanıcının ve depolama olanaklarının temel bir parçasıdır.

• FAT32 ExFAT NTFS HFS + EXT ReFS

Mevcut depolama sistemlerinde pratik olarak işe yaramaz olduğu için FAT sisteminin varlığını göz ardı eden FAT32, selefidir. Bu sistem kümelere 32 bit adresler atanmasına izin verir, bu nedenle teoride 8 TB depolama boyutlarını destekler. Gerçek şu ki, Windows bu kapasiteyi 4 GB'den büyük olmayan dosya boyutlarıyla 128 GB ile sınırlar, bu nedenle sadece küçük USB depolama sürücülerinin kullandığı bir sistemdir.

FAT32 sınırlamalarının üstesinden gelmek için Windows, 16 EB'ye (Exabytes) kadar teorik dosya boyutlarını ve 64 ZB (Zettabytes) teorik depolama boyutlarını destekleyen exFAT sistemini oluşturdu.

Bu sistem , sistemi yüklemek ve sabit diskteki dosyaları yönetmek için Windows tarafından kullanılan sistemdir. Şu anda maksimum birim boyutu olarak 16 TB, 256 TB dosyaları desteklemektedir ve biçimlendirme için farklı küme boyutları yapılandırabilirsiniz. Birim yapılandırmanız için çok fazla alan kullanan bir sistemdir, bu nedenle 10 GB'den büyük bölüm boyutları önerilir.

Apple'ın kendi dosya sistemidir ve daha büyük dosyalar ve daha büyük birimler için destek ekleyerek geleneksel HFS'nin yerini alır. Bu boyutlar maksimum 8 EB'dir.

Şimdi Linux'un kendi dosya sistemi ile ilgileniyoruz, şu anda EXT4 sürümünde. Desteklenen dosya boyutları maksimum 16 TB ve birim boyutu olarak 1 EB'dir.

Son olarak, ReFS Microsoft tarafından patentlenen ve NTFS'nin evrimi olmaya yönelik başka bir sistemdir. Windows Server 2012 ile birlikte uygulanmıştır, ancak bazı iş dağıtımları için Windows 10 şu anda bunu desteklemektedir. Bu sistem, örneğin veri bozulması, düzeltme ve hata ve yedekliliğe karşı koruma, RAID desteği, veri bütünlüğü doğrulaması veya chkdsk kaldırma gibi birçok bakımdan NTFS üzerinde gelişir. 16 EB dosya boyutunu ve 1 YB (Yottabyte) birim boyutlarını destekler

RAID nedir

Ve dosya sistemleri kavramı ile yakından ilişkili olan RAID yapılandırmalarıdır. Aslında, depolama kapasiteleri için zaten RAID 0 yapılandırmasına sahip dizüstü bilgisayarlar veya PC'ler vardır.

RAID, Yedekli Bağımsız Diskler Dizisi anlamına gelir ve birden çok depolama birimi kullanan bir veri depolama sistemidir. Bunlarda, veriler tek bir birimmiş gibi dağıtılır veya verilerin hatalara karşı bütünlüğünü sağlamak için çoğaltılır. Bu depolama birimleri HDD veya mekanik sabit sürücüler, SSD veya katı hal sürücüler, hatta M.2 olabilir.

Şu anda, bu sabit sürücüleri farklı şekillerde yapılandırmak ve ilişkilendirmekten oluşan çok sayıda RAID seviyesi vardır. Örneğin, RAID 0 iki veya daha fazla diski birleştirerek verileri hepsine dağıtır. Sistemde yalnızca bir sabit sürücüyü görüntüleyerek depolama alanını genişletmek için idealdir; örneğin, iki adet 1 TB HDD tek bir 2 TB oluşturabilir. Öte yandan, RAID 1 tam tersidir, iki veya daha fazla yansıtılmış diske sahip bir yapılandırmadır, böylece veriler her birinde çoğaltılır.

HDD'nin SSD'ye göre avantajları ve dezavantajları

Son olarak, mekanik bir sabit sürücü ile katı hal sürücüsü arasındaki temel farkları özetleyecek ve açıklayacağız . Bunun için, tüm bu faktörlerin ayrıntılı olarak açıklandığı bir makalemiz var, bu yüzden sadece hızlı bir sentez yapacağız.

Olağanüstü avantajlar

• Kapasite: Bu, bir sabit sürücünün SSD'ye göre sahip olduğu başlıca avantajlardan biridir ve bunun nedeni tam olarak SSD'lerin küçük olması değil, maliyetlerinin çok artmasıdır. Bir HDD'nin SSD'den daha yavaş olduğunu biliyoruz, en hızlı sürücülerde 400MB / s'ye karşılık 5000MB / s, ancak sürücü başına depolama kapasitesi bir veri ambarı olarak kullanım için mükemmeldir. Şu anda 16 TB'a kadar 3, 5 ”HDD sürücüler var. GB başına düşük maliyet: Sonuç olarak, yukarıdan GB başına maliyet, HDD'de SSD'ye göre çok daha düşüktür, bu nedenle daha büyük birimler satın alabiliriz, ancak daha düşük bir fiyata. 2 TB'lık bir sabit disk yaklaşık 60 Euro fiyatla bulunurken, 2 TB'lık bir M.2 SSD en az 220 Euro veya daha fazla. Raf Ömrü: Bir HDD'nin üçüncü avantajı, plakalarınızın raf ömrüdür. Dayanıklılığını ve direncini değil , mekanik sabit sürücülerde neredeyse sınırsız olan hücreleri kaç kez yazıp silebileceğimize dikkat edin. SSD'lerde, sayı birkaç bin ile sınırlıdır, bu da onları veritabanları ve sunucular için çok daha az çekici seçenekler haline getirir.

dezavantajları

• Çok yavaşlar: SSD'lerin ortaya çıkmasıyla birlikte, mekanik sabit sürücüler USB 3.1'in altında bile bir bilgisayardaki en yavaş aygıt haline geldi. Bu onları bir işletim sistemi kurmak için neredeyse tek kullanımlık bir seçenek haline getirir, sadece gerçekten hızlı bir bilgisayar istiyorsak veriler için hedeflenir. HD'yi SSD'den 40-50 kat daha yavaş yerleştiren rakamlardan bahsediyoruz, bu saçmalık değil. Fiziksel boyut ve gürültü: Mekanik ve plakalı olması, boyutları sadece 22 × 80mm olan M.2 SSD'ye kıyasla oldukça büyüktür. Benzer şekilde, bir motor ve mekanik kafalara sahip olmak , özellikle dosyalar parçalandığında onları oldukça gürültülü yapar. Parçalanma: izlerdeki dağılım, verilerin zamanla daha fazla parçalanmasına neden olur. Başka bir deyişle, disk silindiğinde boş bırakılan sektörleri dolduracaktır, bu nedenle okuma başlığının tam bir dosyayı okumak için birçok sıçrama yapması gerekir. Elektronik hücrelerin bir hafızası olan SSD'de, hepsine aynı hızda erişilebilir, tıpkı RAM belleği gibi, bu sorun mevcut değildir.

Sabit sürücülerde sonuç

Bu sayede mekanik sabit disk konusunu derinlemesine geliştiren makalemizin sonuna geldik. Kuşkusuz, en azından kullanıcıların çoğunluğu için, piyasada 2 TB'lık SSD'lere sahip olarak biraz daha küçük bir rol oynayan unsurlardır. Ancak yığın depolama için hala yıldız seçenek, çünkü bunun için çok fazla hıza değil, çok fazla alana ihtiyacımız var.

Tek bir 512 veya 256 GB SSD'miz varsa ve 4K filmler kaydetmek, oyun yüklemek veya içerik oluşturucu olarak çalışmak istersek ne olacağını hayal edin. Hız istiyorsak, SSD'ye bir servet harcamalıyız, HDD ile 20 TB'ye sahip olmak bize yaklaşık 600 avroya mal olurken, SSD SATA ile yapmak bize yaklaşık 2000 avroya mal olabilir ve eğer NVMe ise daha iyi hesaplamazlar.

Sizi şimdi bilgileri tamamlamak için kullanışlı olacak bazı makaleler ve elbette kılavuzlarımızla bırakıyoruz.

PC'nizde kaç tane sabit sürücünüz var ve bunlar ne tür? SSD ve HDD kullanıyor musunuz?