HDD (Hard Disk Drive) Nedir, Ne İşe Yarar?

HDD (Hard Disk/Sabit Disk), veri veya programları depolamak için plakalı olarak adlandırılan manyetik kaplamalı bir dizi dönen disk kullanan bir depolama aygıtıdır.

HDD (Hard Disk Drive) Nedir, Ne İşe Yarar?

Hard Disk/Sabit Disk Nedir?

Günlük kullanımda, sabit disk ya da sabit sürücü terimleri birbirinin yerine kullanılabilir, çünkü disk ve sürücü mekanizması aynı varlığı oluşturur.

Tipik bir disk plakalı sürücü 3600 rpm’ye kadar hızlarda döner ve okuma/yazma kafaları 10 ila 25 milyon inç kalınlığında bir hava yastığının üzerinde yüzer, bu nedenle asla kayıt yüzeyiyle temas edilmemesi gerekir.

Havadaki kirleticilerin içeri girmesini ve bu toleranslara müdahale etmesini önlemek için, tüm disk sürücüsü hava geçirmez bir şekilde kapatılmıştır.

Hard disklerin kapasitesi megabayttan gigabayt’lara ve hatta terabayt’lara kadar büyük miktarlarda depolama alanına sahip olabilirler.

Ayrıca, disk ne kadar büyük olursa, yedekleme yapmak için kullandığınız strateji o kadar önemlidir.

Hard diskler güvenilirdir, ancak genellikle en uygunsuz anda başarısız olurlar.

Bunlar, Dijital Manyetik Kayıt sistemi kullanan enerji kaybında bile bilgileri koruyan uçucu olmayan bir cihazdır.

Bir sabit sürücüyü bilgisayara bağlamak için farklı standartlar arayüzleri vardır. En yaygın arabirimler ATA/IDE (Integrated Drive Electronics/Entegre Sürücü Elektroniği), genellikle sunucularda kullanılan SCSI, SATA, 2004’te standartlaştırılmış ve sunucular için özel FC’dir.

Fabrikadan sevk edildiği gibi, bir sabit sürücü Windows, Linux gibi bir işletim sistemi ile beraber gelmez.

Alt düzey bir biçim, bir veya daha fazla bölüm tanımlamanızdan önce, sistemimiz tarafından anlaşılabilecek bir format biçimi ayarlamalıyız.

Katı Hal adı verilen ve Yarıiletkenlerle birlikte bilgileri depolamak için kullanılan belirli bir bellek türü kullanan başka bir disk türü de vardır.

Bu disk sınıfının kullanımı, yüksek fiyatlarından dolayı genellikle supercomputers ile sınırlıydı, ancak artık kişisel bilgisayarlarda kullanılmak üzere piyasada daha ucuz düşük kapasiteli sürücüler bulunmaktadır.

Bu nedenle, Track Cache katı hal hard diskinin içinde katı hal hafızası, RAM türüdür.

Tarihi

Başlangıçta, sabit sürücüler çıkarılabilirdi, ancak bugün tipik olarak hepsi sabit bir kutu içerisine eklendi.

1956’da piyasaya sürülen ilk sabit sürücü, Ramac I bilgisayarıyla sunulan IBM 350 Model 1 idi, bir ton ağırlığındaydı ve kapasitesi 5 MB idi.

Mevcut bir buzdolabından daha büyük olan bu sabit sürücü hala vakum valfleri ile çalışıyordu ve kullanım için ayrı bir konsol gerektiriyordu.

En büyük değeri, erişim için gereken sürenin bazı bellek konumları arasında nispeten sabit olmasıydı, verilen manyetik bantların aksine, her bir bilgi için çok farklı erişim sürelerine sahip olan istenen verileri bulana kadar makaraları sarmak ve gevşetmek gerekiyordu.

Hard disklere uygulanan ilk teknoloji nispeten basitti. Metal bir diskin, daha sonra sektörlere bölünen, eşmerkezli izlerde biçimlendirilmiş manyetik malzeme ile kaplanmasını içeriyordu.

Manyetik kafa, bilgileri sıfırlar ve birler olmak üzere ikili kodunu kullanarak sabit sürücünün küçük bölümlerini mıknatıslayarak kodladı. Bu şekilde kaydedilen bitler veya ikili rakamlar yıllarca bozulmadan kalabilir.

Başlangıçta, her bir bit diskin manyetik yüzeyinde yatay bir düzenlemeye sahipti, ancak daha kompakt bir şekilde bilgilerin nasıl kaydedileceği keşfedildi.

Fransız Albert Fert ve Alman Peter Grünberg’in liyakati, dev magnetoresistance olarak bilinen, daha hassas okuma ve yazma kafaları oluşturmaya ve sabit diskin yüzeyindeki bitleri daha fazla sıkıştırmaya izin veren fenomenin keşfiydi.

Bu araştırmacılar tarafından bağımsız olarak yapılan bu keşifler, sabit disklerde depolama kapasitesinde, 1990’larda yıllık %60 oranında artan bir dramatik büyümeye yol açtı.

1992’de 3,5 inç sabit sürücüler 250 MB barındırırken, 10 yıl sonra HDD kapasiteleri 40 GB boyutlarını aştı. Bugün, günlük kullanımda birden fazla terabayttan kapasitesi içeren diskler vardır.

Ayrıca, 2005 yılında Hard Disk içeren ilk cep telefonları Samsung ve Nokia tarafından tanıtıldı.

HDD Bileşenleri

Bir HDD’nin içerisindeki bileşenler şunlardır;

  • Verilerin kaydedildiği disk plakaları.
  • Okuma ve yazma kafası.
  • Disk plakalarını çeviren motor.
  • Kafayı hareket ettiren elektromiknatıs bileşen.
  • Önbellek.
  • Elektronik kontrol devresi.
  • Nem koruyucu poşet.
  • Kir ve tozdan korunmak için dış kutu bileşeni.
  • Hava deliği.
  • Vida tipi bileşeni de Torx’dur.

Özellikleri

Bir Hard Disk satın alırken dikkat edilmesi gereken özellikler şunlardır:

   Ortalama Erişim Süresi

Kafanın disk yüzeyinde istenen sektöre ulaşması için geçen ortalama süre, Ortalama Arama Süresi, Okuma/Yazma Süresi ve Ortalama Gecikme süresinin toplamıdır.

   Ortalama Arama Süresi

Kafanın istenen parçaya ulaşması için geçen ortalama süre, diskin en çevre biriminden en merkezi yoluna gitmek için kullanılan sürenin yarısıdır.

   Okuma/Yazma Süresi

Diskin yeni bilgileri okuması veya yazması için geçen ortalama süredir. Okumak veya yazmak istediğiniz bilgi miktarına, blok boyutuna, tur sayısına, tur başına süreye ve parça başına sektör sayısına bağlıdır.

   Ortalama Gecikme

Kafanın istenen sektörde olması için geçen ortalama süre, tam disk döndürmeye harcanan sürenin yarısı kadardır.

   Dönüş Hızı

Disk plakalarının dakikadaki devirleridir. Dönüş hızı ne kadar yüksek olursa, ortalama gecikme süresi o kadar düşük olur.

   Transfer Oranı

Kafa doğru yolda ve sektörde konumlandırıldıktan sonra bilgileri bilgisayara aktarma hızıdır.

   Önbellek

Sabit sürücü içindeki bir RAM bellektir. Yarıiletken sabit sürücüler, bilgi depolamak için yarı iletkenlerle oluşturulmuş belirli bellek türlerini kullanır.

   Soket Tipi

Sabit sürücü ve bilgisayar arasındaki IDE/ATA, SCSI, SATA, USB, Firewire, SAS gibi bir arayüz iletişim ortamıdır.

Şu anda, yeni nesil diskler, daha yüksek depolama yoğunluğu sağlayan Dikey Kayıt (PMR) teknolojisini kullanmaktadır.

Ayrıca enerjiyi daha verimli kullanan GP (Green Power/Yeşil Güç) adı verilen diskler de vardır.

Yeni HDD türlerinden olan SSD diskler ise hareketli parçaları olmadığından ve daha az enerji tükettiklerinden çok hızlıdırlar.

Fizik Yapısı

Bir diskin içinde, eşmerkezli diskler olan ve hepsi aynı anda dönen bir veya daha fazla plaka vardır.

Okuma ve yazma cihazı görevi yapan kafa, aynı anda içeri veya dışarı hareket eden dikey olarak hizalanmış bir kol setidir.

Bu kolların ucunda, kafanın hareketi sayesinde diskin hem iç hem de dış alanlarını okuyabilen okuma/yazma kafaları vardır.

Her tablada iki yüz bulunur ve her yüz için bir okuma/yazma kafası gerekir.

Gerçekte, kolların her biri çifttir ve biri plakanın üst yüzünü okumak için ve diğeri alt yüzü okumak için 2 kafa içerir.

Bu nedenle, 4 plakayı okumak için 8 kafa vardır, ancak ticari nedenlerle, disklerin tüm yüzleri her zaman kullanılmaz ve tek sayıda kafaya veya devre dışı kafalara sahip sabit diskler vardır.

Okuma/yazma kafaları diske asla dokunmaz, ancak döndüklerinde plakalar ile plakalar arasında oluşan çok ince bir hava tabakası nedeniyle milimetrenin 3 milyonda birine çok yakındır.

Kafalardan herhangi biri bir plakanın yüzeyine temas ederse, plakaların ne kadar hızlı döndüğüne bağlı olarak, ciddi bir şekilde çizilmesine neden olur.

Adresleme

Diskin adresleme olarak kullandığı plaka, yüz, kafa, iz, silindir ve sektör kavramları vardır:

  • Plate/Plaka: Sürücü içindeki disklerin her biridir.
  • Face/Yüz: Bir plakanın alt ve üst olmak üzere iki tarafıdır.
  • Head/Kafa: Yazma ve okuma işlemi yapan uç aygıttır.
  • Track/İz: Bir yüz içindeki bir çevredir.
  • Cylinder/Silindir: Birkaç parçadan oluşan dikey olarak hizalanmış dairelerdir.
  • Sector/Sektör: Bir parkurun her bir bölümüdür. Sektör boyutu sabit değildir, mevcut standart 512 bayttır.

Geçmişte, iz başına düşen sektör sayısı sabitti, bu da önemli ölçüde boşa gitti, çünkü dış izlerden içeriden daha fazla sektör depolanabilir.

Böylece, dış izlerdeki sektör sayısını artıran ve hard diski daha verimli kullanan ZBR teknolojisi ortaya çıktı.

Kullanılan ilk adresleme sistemi CHS idi, çünkü bu üç değerle diskteki herhangi bir veri yerleştirilebiliyordu.

Daha sonra, tüm diski sektörlere ayırmak ve her birine benzersiz bir sayı atamaktan oluşan LBA adlı daha basit bir sistem oluşturuldu.

Bağlantı Türleri

Katı bir disk, anakartla sahip oldukları SATA, IDE, SCSI veya SAS farklı bağlantı türlerini içerir.

   IDE Bağlantı Türü

IDE veya ATA, sabit sürücüler ve ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface/Gelişmiş Teknoloji Ek Paket Paket Arabirimi) gibi yığın veri depolama aygıtları çok yönlülüğü ve kalitesi için ana standarttır.

   SATA Bağlantı Türü

Veri iletimi için seri veri yolu kullanan yeni bağlantı standardıdır.

IDE’den fark edilir derecede daha hızlı ve daha verimlidir ve üç sürümü vardır;

  1. SATA1: Aktarım hızı 1,5GB’dir.
  2. SATA2 Aktarım hızı 3GB’dir.
  3. SATA3: Aktarım hızı 6GB’dir.

   SCSI Bağlantı Türü

Geniş depolama kapasitesine sahip sabit sürücülerdir.

Ortalama erişim süresi 7 milisaniyeye ulaşabilir ve sıralı bilgi iletim hızı teorik olarak Standart SCSI disklerde 5 Mbps, Hızlı SCSI disklerde 10 Mbps ve Geniş Hızlı SCSI disklerinde (SCSI-2) 20 Mbps’ye ulaşabilir.

SCSI denetleyicisi, papatya dizimi bağlantılı 7 adede kadar SCSI sabit sürücüyü işleyebilir. IDE disklerinden farklı olarak, mikroişlemciye göre eşzamansız olarak çalışarak onları daha hızlı hale getirebilirler.

   SAS Bağlantı Türü

SAS veri aygıtlarıyla etkileşimde bulunmak için SCSI komutlarını kullanmaya devam etmesine rağmen, paralel SCSI’nin ardılı seri veri aktarım arayüzüdür.

Hızı artırır ve hızlı bağlantı ve bağlantı kesilmesine izin verir.

Ana özelliklerden biri, bağlı cihazların sayısını artırarak aktarım hızını arttırması, yani SCSI’de mevcut 16 cihazın sınırlamasını sona erdirmenin yanı sıra, bağlı her cihaz için sabit bir aktarım hızını yönetebilmesidir.

Ek olarak, konektör SATA arabirimindekiyle aynıdır ve hıza daha az ihtiyaç duyan uygulamalar için bu sabit sürücülerin kullanılmasına izin verir, maliyet tasarrufu sağlar.

Bu nedenle, SATA diskleri SAS denetleyicileri tarafından kullanılabilir, ancak tersi kullanılamaz çünkü SATA denetleyicisi SAS disklerini tanımıyor.

Boyutları

Sabit sürücülerin en eski form faktörü, boyutlarını disket sürücülerden devraldı.

Aynı kasaya monte edilebilirler ve bu nedenle form faktörü sabit disklere halk dilinde FDD tiplerine disket sürücüler denirdi.

Form faktörü uyumluluğu, daha küçük boyutlu diğer disket türleri çıkarıldıktan sonra bile 8,89 cm (3½ inç) olmaya devam eder.

   8 inç

1979’da Shugart Associates, sabit boyutlarla uyumlu SA1000, aynı boyutlara sahip ve disket sürücülerinin 8 inç arayüzüyle uyumlu ilk form faktörünü yayınladı.

   5,25 inç

Bu form faktörü, Seagate sabit diskleri tarafından 1980’de aynı boyutta ve maksimum 5¼ inç FDD yüksekliğinde, maksimum 82,5 mm boyutu kullanır.

Çoğu 120 mm optik sürücü (DVD/CD) modeli 5¼ yarım yükseklikte form faktörü boyutunu kullanır, aynı zamanda sabit sürücüler için de kullanılır.

Quantum Bigfoot modeli 1990’ların sonlarında kullanılan son modeldir.

   3,5 inç

Bu form faktörü ilk olarak 3½, 41.4 mm yüksekliğindeki sürücülerle aynı boyutta olan Rodine sabit diskleri tarafından kullanılır.

   2,5 inç

Bu form faktörü PrairieTek tarafından 1988’de tanıtıldı ve disket sürücülerinin boyutundan tamamen farklıdır.

Bu genellikle mobil bilgisayar sabit diskleri tarafından kullanılır ve 2008’de 3,5 inçlik disklerin yerini almıştır.

Bugün bu disk boyutu dizüstü bilgisayar sürücülerinde daha yaygın görülmektedir.

   1,8 inç

Bu form faktörü 1993 yılında Integral Peripherals tarafından tanıtıldı ve belirtilen boyutlarda ATA-7 LIF ile ilgilendi ve dijital ses çalarlarda kullanımı önemli ölçüde arttı.

Orijinal varyant 2GB ila 5GB arasındadır ve bir PC genişletme kartı yuvasına sığar. Normalde iPod‘larda ve MP3 tabanlı sabit disklerde kullanılırlar.

   1 inç

Bu form faktörü 1999 yılında IBM ve Microdrive tarafından kompakt flash tip 2 yuvalarına uygun olarak tanıtıldı. Ayrıca, Samsung 1,3 inç ile aynı faktörü kullanmaktadır.

   0,85 inç

Toshiba, bu form faktörünü video ve 4G mikro mobil depolama için optimize edilmiş HDD ile uyumlu SD/MMC yuvası dahil olmak üzere cep telefonlarında ve benzer uygulamalarda kullanım için 8 Ocak 2004’te açıkladı.

Disk boyutlarının inç olarak adlandırılması normalde mevcut ürünleri tanımlamaz, ancak bunları tarihsel süreklilik uğruna diskin göreli boyutunu gösterir.

Dayanıklılık ve Hata Toleransı

HDD kafaları ve yüzeyi arasındaki aşırı dar alan nedeniyle, okuma/yazma kafalarının bir kaza sonucu, kafanın disk yüzeyini çizdiği zaman veri kaybına neden olur.

Bu kazalara elektronik arıza, elektrik beslemesinde ani bir kesinti, fiziksel şoklar, aşınma ve yıpranma korozyonu veya kötü üretilmiş kafalar veya diğer nedenler olabilir.

Hard Disk sisteminin ekseni, kafaları desteklemek için muhafaza içindeki hava basıncına ve sürücü dönerken doğru yüksekliklerine bağlıdır. Sabit sürücü, düzgün çalışması için belirli bir hava basıncı hattı gerektirir.

Dış ortama bağlantı ve basınç, genellikle içinde bir filtre bulunan muhafazadaki küçük bir delikten gerçekleşir.

Hava basıncı çok düşük olduğunda, kafa ve disk yüzeyi arasında yeterli alan olmayabilir ve bu da veri kaybına neden olabilir. Bu yüzden yaklaşık 3 kilometre yükseklikte çalışabilen diskler gereklidir.

Modern uçaklarda basınç yüksekliği normalde 2.6 KM’dir bu nedenle basınçlı bir kabine sahiptir. Dolayısıyla normal Hard Disk aygıtlarınızı uçuşlarda güvenle kullanılabilirsiniz.

Modern diskler sıcaklık sensörlerini içerir ve çevre koşullarına göre ayarlanır. Havalandırma delikleri tüm disklerde görülebilir. Normalde yanlarında kullanıcıyı deliği örtmemesi konusunda uyaran bir çıkartma bulunur.

Disk içindeki hava, plakanın sürtünmesi ile süpürülmek üzere sürekli hareket halindedir.

Bu hava, herhangi bir kirletici maddeyi, bir şekilde disk içine girmiş olan bir parçacığı veya kimyasal bileşeni, normal çalışma sırasında bir parçacığı içerisinden atmak için bir iç devridaim filtresinden geçer.

Uzun bir süre boyunca çok yüksek nem, kafaları ve plakaları aşındırabilir.

Büyük manyetizmaya dirençli (GMR) kafalar için, özellikle, kontaminasyon nedeniyle küçük bir olay sonunda disk yüzeyi ile sürtünme nedeniyle geçici kafa aşırı ısınmasıyla sonuçlanır ve verilerin kafaya kadar kısa bir süre boyunca okuyabilecekleri ile sonuçlanabilir.

HDD’nin elektronik bileşenleri, aktüatörün hareketini ve diskin dönüşünü kontrol eder ve disk denetleyicisinin gerektirdiği okuma ve yazma işlemlerini gerçekleştirir.

Firmware, disk yüzeyine okuma ve yazma işlemlerini verimli bir şekilde programlayabilir ve başarısız sektörleri yeniden atayabilir.

Üreticiler

Modern disklerin geliştirilmesi ve üretimi için gereken teknolojik kaynaklar ve teknik bilgi, 2007’den bu yana dünyadaki sabit disklerin %98’inden fazlasının bir grup büyük şirket Seagate, Western Digital, Samsung ve Hitachi tarafından üretilmektedir.

Fujitsu taşınabilir diskler ve sunucu diskleri üretmeye devam ediyor, ancak 2001’de masaüstü bilgisayarlar için disk yapmayı bıraktı, geri kalanı Western Digital’e satıldı.

Toshiba, 2,5 inç ve 1,8 inç dizüstü sabit disklerin önde gelen üreticilerinden biridir. ExcelStor küçük bir sabit sürücü üreticisidir.

PC pazarındaki ilk kurban Computer Memories Inc/CMI 1985’te 20 MB’lık hatalı disk sürücüsüyle ilgili bir olaydan sonra, CMI’nın itibarı hiçbir zaman iyileşmedi ve 1987’de sabit sürücü pazarından ayrıldı.

Bir diğer önemli başarısızlık, bir sahtekarlık yaptıkları ve birkaç yıl boyunca satış sayısını şişirdikleri keşfedildikten sonra 1990’da iflas eden MiniScribe idi.

Micropolis 1997 yılına kadar dayanabildi ve sahneye yeni gelen JTS sadece birkaç yıl sürdü ve 1999’da kayboldu, sonra Hindistan’da sabit diskler yapmaya çalıştı.

Rodime, 1980’lerde de büyük bir üreticiydi, ancak yeniden yapılanmanın ortasında 1990’larda kayıt yapmayı bıraktı ve lisanslama teknolojisine odaklandı. Ayrıca, 3.5 inç formatıyla ilgili çeşitli patentleri vardır.

Hasar Belirtileri

Bir HDD’nin arızalarını belirleyen bir yazılımınız yoksa, diskin bozulmak üzere olduğunu gösteren bazı belirtiler vardır.

  • Özellikle işletim sistemi başlatıldığında düzensiz olarak kitlenmeler veya donmalar.
  • Bir dosyayı kopyalarken işlemin yarıda kesilmesi veya tamamen iptal edilmesi.
  • Kendiliğinden değiştirilen dosya veya klasör adları.
  • Dosyaların anlamsız silinmesi.
  • Bir klasörü veya dosyayı açmak istediğinizde işlemin çok uzun sürmesi.
  • Hard Disk’ten çıkan cızırtı sesleri.

HDD’den gelen seslerin belirtileri çok önemlidir. Bu fiziki olarak diskinizin bozulma olasığının garantisidir ya da kısa zamanda bozulma durumunu gösterir. Günümüzde kullanılan SSD diskler mekanik tür olmadığı için bu belirti göz önüne alınmaz.

Modern sabit disklerin “Kendini İzleme Analizi ve Raporlama Teknolojisi” anlamına gelen ve arızaları tespit etmeye ve göstermeye yardımcı olan SMART teknoloji kullanılmaktadır.

SMART verilerini okuyan ve disk durumunu gösteren çeşitli uygulamalar vardır.

Eğer diskinizin SMART özelliği bir sorun bildiriyorsa, verilerinizi hemen harici bir diske yedeklemeniz önerilir.

Ek olarak, bir HDD’de Bad Sector de meydana gelebilir ve bu durum, veri kaydetmeyi ve okumayı engellemekle kalmaz aygıtınızı tamamen kullanılamaz duruma getirebilir. Bu yüzden bu yazımızdaki adımları takip ederek diskinizin sağlığını kontrol edebilirsiniz.

Performans Ölçümü

Hard Disk aygıtınızın marka ve modeline göre performans hızları değişebilir. Özellikle SSD gibi yeni tip bir disk kullanıyorsanız, verileri okuma ve yazma hızları daha yüksek olacaktır. Hatta eski bir bilgisayarınızı bir SSD ile canlandırabilirsiniz.

HDD’nizin okuma ve yazma performanslarını test etmek için çeşitli yazılımlar kullanabilirsiniz. Bu işlemde en çok kullanılan yazılım CrystalDiskMark’tır.

   İlgili Yazılar


RAID Çeşitleri
Yonga Seti
PCI Slotu
FAT Dosya Sistemi
NTFS Dosya Sistemi

Add a Comment

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

error: