Sabit Diskler hakkında her şey, Sabit Diskler ilgili tüm teknik bilgiler. Sabit diskler sundukları yüksek kapasite ve uygun fiyat yapısı nedeni ile günümüzde halen tercih edilmektedir. Teknoloji bir hayli yol aldı. Fakat sabit disklerin mekanik çalışma sistemi günümüzde halen aynı şekilde devam etmektedir. Bu makalemizde Hard Disk, Sabit depolama alanı gibi isimler verilen Sabit Disklerin çalışma mantığını ve verileri nasıl sakladığını tüm detayları ile anlatacağız.

Bilgisayarlar dışında medya oynatıcılar, MP3 çalarlar, TV’lerde bile karşımıza çıkan yüksek kapasiteli depolama birimleri yani sabit diskleri 1956 yılında IBM geliştirdi. Kısaca HDD olarak bilinen sabit disklerin en büyük avantajı verileri uzun vadeli saklayabilmeleri ve bunun için güç beslemesi gerekmemesi. Analog kasetler ve dijital kompakt disklerde olduğu gibi özel bir medya üzerine işlenen bilgiler kolayca okunabiliyor ve silinip güncellenebiliyor. Çok daha hızlı ve birim fiyatı daha yüksek olan RAM belleklerse böyle bir depolama yeteneğine sahip değil. Son yıllarda yaygınlaşan SSD’ler ve onlara öncülük etmiş olan USB parmak bellekler ve bellek kartlarıysa sabit diskler aksine RAM bellekler gibi yonga esaslı depolama yapıyor. Yonga esaslı depolama birimlerinde şok dayanımı, sessizlik, yüksek performans, ufak boyut, düşük güç gibi artılar var ama GB başına maliyet anlamında sabit disklerin liderliği devam ediyor. Sabit disklerin adında sabit kelimesi geçiyor olsa da en büyük sorunları sabit olmayan çalışma sistemleri. Bu ürünlerde, CD’lerdeki gibi dairesel plaka ya da plakalar ve onları döndüren bir motor var. İşte bu sebepten ötürü arıza riskleri yüksek ve boyutları büyüktür. Şoklara karşı dikkatli olmak şart oluyor.

4 TB değerine kadar ulaşan sabit disklerin büyük kısmı 3.5 inç tipinde üretiliyor. Taşınabilir bilgisayarlara özel versiyonsa 2.5 inç tipinde ama daha da ufak alternatifler yok değil. Genelde ufak tipte mobil cihazlarda SSD kullanılmaya başlandı ama 1.8 inç ya da 1 inç sabit disk içeren cihazlar da karşınıza çıkabilir. Tümünde benzer çalışma sistemi geçerli. Sadece boyut azaltılıyor ve mobil cihazlar için ideal yapı elde ediliyor. Bu ufak versiyonlarda boyut dışında güç tüketimi de daha düşük fakat ister istemez kapasite sınırı 300 GB altında kalıyor. Eski nesil sabit disklerdeki PATA paralel bağlantı yerini SATA seri bağlantıya bıraktığı için artık jumper adı verilen Master – Slave ayarına gerek kalmıyor. Aksi halde aynı paralel kabloya bağlı iki cihazdan birinin master, diğerinin slave seçilmesi gerekiyor. SATA sayesinde kablo inceldi, hız sınırı arttı ve jumper ortadan kalktı. SATA geçişiyle birlikte sabit disklerdeki güç girişi de değişti ve 4-pin Molex yerine 5-pin SATA güç bağlantısı kullanılmaya başlandı. Mekanik yapıdan ötürü sabit disklerin gecikme süresi ve aktarım hızı belirli değerleri aşamıyor. SSD’ler kadar hızlı olmaları imkansızlaşıyor.

Sabit Disklerde Seçenekler Azaldı

Hatırlarsanız yıllar önce sabit disk karşısında seçenek yoktu ve daha çok oyuncu vardı. Mesela Quantum marka diskler ilgi görüyordu. Sonrasında Quantum’u Maxtor, IBM’i Hitachi satın aldı. Büyük balığı yutan Maxtor ve Hitachi fazla dayanamadı ve bu kez Maxtor’u Seagate, Hitachi’yi WD aldı. Toshiba ise diğer bir Japon firması Fujitsu’nun disk bölümünü ele geçirdi. Son olarak Samsung sabit disk bölümü de Seagate eline geçince piyasasa sadece WD, Seagate ve Toshiba diskler kaldı. Pazarın büyük kısmını WD ve Seagate paylaşmakta. Bunların 3.5 ve 2.5 inç sabit diskleri öne çıkıyor. Gelecekte 2.5 inç modellerin daha fazla ilgi görmesi bekleniyor. İki tip için de geçerli olan temel çalışma sistemi aynı. Kapalı sabit disk kutusunun üst kapağını açınca karşımıza yuvarlak plakalar çıkıyor. Pikap misali bu plakaların üzerinde ve arasında dolaşan bir kol ve ucunda lazer iğnesi bulunuyor. Okuma ve yazma işlemleri sırasında cam, plastik ya da titanyumdan üretilmiş plakaların dönmesi ve okuyucu kolun hareket etmesi yeterli. Bu esnada dengeler ve temiz çalışma ortamı son derece önemli.

TB’larca verinin bu kadar düşük bir yüzey alanına sığması için veri yoğunluğunun çok yüksek olması gerekiyor yani okunan ve yazılan veri noktaları inanılmaz derece küçüktür. Manyetik yüzeye sahip olan plaka üzerine son derece yakın konumda duran lazer kafa, elektrik yükünü değiştirmek için gerekli işlemi gerçekleştirebildiği gibi okuma işlemi sırasında burada kayıtlı bilgiyi okuyabiliyor. Sistem aslında yüksek kapasiteli birden çok CD, DVD, Blu-ray içeren müzik kutusu gibi düşünülebilir. Benzer biçimde dairesel plakanın ortasında yer alan deliğe bağlı motor yardımı ile istenen hızda dönme işlemi gerçekleştiriliyor. Genelde sabit diskin alt kısmında görülebilen yeşil renkli baskı devre üzerinde özel bir kontrolcü ve diğer dönüştürücüler yer alıyor.

Sabit diskin arka kısmındaki veri ve güç girişlerinden iletilen bilgiler devreye ulaştıktan sonra gerekli olacak biçimde motor çalıştırılıyor ve kafa hareket ettiriliyor. Bu bir okuma ya da yazma işlemi olabilir, iki farklı türden işlem birbirini izleyebilir. Modern sabit disklerde yer alan kontrolcü, okuma ve yazma işlemlerinin durumunu kontrol ederek gerekli sıralamayı gerçekleştirilebilir. NCQ olarak duymuş olabileceğiniz teknoloji bu sıralama işleminin daha verimli hale gelmesini sağlıyor. Bu sayede kafanın sürekli en uzak noktalar arasında gidip gelmesi ve zaman kaybetmesi, paralelinde kullanıcının veri akışı için beklemesi engelleniyor.

Sabit Disklerde Arıza Riski Engellenemiyor

Az önce söylediğimiz sistemden ötürü tahmin edebileceğiniz üzere motorun bozulma riski her zaman var ve mekanik esaslı sistemlerde bu tür riskler daha yüksek. Hareketli parça içermeyen SSD’ler ve parmak belleklerde arıza riski çok daha düşük. Sabit diskin motorunun bozulması bir kenara, çalışma sırasında oluşabilecek bir darbeden ötürü plakaların zarar görme riski daha yüksek. Sürekli olarak ileri geri hareket eden okuma kafası ani biçimde dikey hareket ederse plakalara zarar verme riski yüksek. Bazen ölü sektör olarak karşımıza çıkan bölgesel arızalar bu şekilde oluşabilir. Plakalardan biri üzerindeki belirli bir nokta okunmaz ya da yazılmaz hale gelebilir. İşletim sistemleri bu noktanın yerini işaretleyip dikkate almayabilir ama bu tür sorunlar başladıktan sonra disk geneline yayılabilirler. Sabit disklerde standart olan S.M.A.R.T. durum takip sisteminin görevi bu tür sorunları önceden tespit edip kullanıcıya bildirmek. Bu sayede veri kaybı olmadan önce yedekleme yapılabilir ve yeni bir sabit disk alınarak cihazın devre dışı kalması engellenebilir. Bazı yeni nesil sabit diskler, bekleme modunda kafayı park konumuna alarak darbelere karşı koruma sağlayabiliyor. Bundan ötürü diski sabitken değil çalışırken düşürmek çok daha riskli. Çoğu durumda ani elektrik kesintisi halinde bile kafalar park konumuna geçebiliyor.

Sabit disklerin kapalı olan yapısı sayesinde içeri toz girmesi ve nem oluşması engellenir. Düşünülenin aksine iç kısım vakumlu yani havasız değildir. Sabit diskin iç kısmında basınç değeri belirli hava yer alır. Bu sayede okuma kafaları belirli bir hızda ve yükseklikte hareket ederler. Dikkatli bakarsanız çoğu sabit diskte korumalı hava deliği görebilirsiniz. Bu sayede iç ortam basıncı düzenlenir. İç ortamdaki dengelerin önemini bir de şu açıdan anlatmak gerekli. Çoğu modelde motor dakikada 5400 ya da 7200 kere dönüyor. Bazı modellerde 10 bin ya da 15 bin devir söz konusu. Saniyede en azından 90 kez dönen plakaları ve bunların son derece yakın olduğunu düşünün. Aralarına çok sıkı biçimde yerleşmiş kafalar da olduğuna göre dengenin inanılmaz derecede hassas olması şart. Kafaların plakalara temas etmediği apaçık ortada. Aksi halde hem plakalar çizilir ve pert olurdu, hem de dirençten ötürü kafalar aşırı ısınır ve bozulurdu. Kafa ile plaka arasındaki mesafeyi anla-tan örnek şöyle: Boeing 747 uçağın yerden 20 cm yüksekte dengede durduğunu hayal edin. Özel biçimde dengelenen iç basınç ile bu denge korunabiliyor. Bundan böyle çalışan bir sabit diski hareket ettirmeden önce bir kez daha düşüneceğinize eminiz. Özellikle USB bağlantılı 2.5 inç harici disk kullanıcıları dikkatli olmalı. Elbette sabit diskler içinde titreşimi azaltan dengeleyici sistemler var ama GB’larca hatta TB’larca verinin birden bire erişilmez hale gelmesini kimse istemez.