Bir katı hal sürücüsü (SSD) ile gelen avantajlar, özellikle performans açısından oldukça geniş ve bilinen bir konudur. Aslında, HDD'den SSD'ye geçiş, PC'nizde yapabileceğiniz en iyi güncellemelerden biridir. Ancak, bir SSD'nin içsel olarak nasıl çalıştığını biliyor musunuz?

Katı hal sürücülerine birçok makale ayırdık çünkü yeni model lansmanları neredeyse haftada bir gerçekleşiyor. Bu nedenle, güncel tuttuğumuz alışveriş rehberinin yanı sıra, disklerden kurtulmak için bir kullanım senaryosu, bir dizüstü bilgisayarda bir HDD'yi SSD ile değiştirme, bir PC'de HDD ile birlikte bir SSD montajı veya Windows'u HDD'den SSD'ye taşımak gibi konularda makaleler sunduk. Bugün, bir SSD'nin içsel olarak nasıl çalıştığını biraz daha derinlemesine inceleyeceğiz.

Bilgisayarlar ve Bellekler

SSD'lerin nasıl çalıştığını ve neden bu kadar kullanışlı olduklarını anlamak için, bir bilgisayarın bellek mimarisinin ve bileşenlerinin nasıl çalıştığını bilmek önemlidir: önbellek, RAM ve depolama birimi.

Önbellek bellek, en içteki bellek birimidir. Önbelleğe giden elektrik yolları en kısa olduğu için verilere erişim neredeyse anındadır. Ancak, önbellek bellek çok küçüktür, bu nedenle verileri sürekli olarak üzerine yazar.

RAM, ara birimdir. Bilgisayarın aktif olarak çalışan programlar ve süreçlerle ilgili verileri depoladığı rastgele erişim belleğidir. RAM'e erişim, önbelleğe erişimden biraz daha yavaştır.

Depolama birimi, kalıcılık gerektiren tüm verilerin saklandığı yerdir ve işletim sistemi, uygulamalar, oyunlar, yapılandırma dosyaları ve tüm kullanıcı dosyaları, belgeler, video veya müzik verileri burada saklanır.

Bu üç bileşen arasında büyük bir performans farkı olduğunu bilmek önemlidir. Önbellek ve RAM nanosecond hızlarında çalışırken, geleneksel bir sabit disk milisaniye hızlarında çalışır. Sonuç olarak, depolama sistemi, tüm PC'nin performansı için büyük bir darboğaz olmuştur.

Diğer bileşenler ne kadar hızlı olursa olsun, bir bilgisayar yalnızca sabit disk ne kadar hızlı veri yükleyip kaydedebiliyorsa o kadar hızlı işlem yapabilir. İşte burada SSD'ler devreye giriyor; çok daha hızlı oldukları için programların ve süreçlerin yükleme süresini önemli ölçüde azaltıyorlar, bu da bilgisayarınızın çok daha hızlı hissettirmesini sağlıyor.

Bir SSD Nasıl Çalışır?

SSD'ler veya "katı hal sürücüleri", bir sabit diskin yaptığı gibi verileri ve dosyaları uzun vadeli depolamak için aynı amaca hizmet eder. Fark, modern SSD'lerin (2010'dan itibaren) bir tür flash bellek kullanmasıdır (RAM'de kullanılanlara benzer) ancak bunlar, bilgisayar kapandığında verileri silmeyen NAND kapıları üzerine kuruludur.

Bir SSD'deki veriler, enerji yokken bile kalıcıdır. Volatil olmayan bellekler oldukları için, depolanan verileri kaybetmemek için sürekli bir güç kaynağına veya pile ihtiyaç duymazlar, ani kesintilerde bile.

Tipik bir sabit diski söktüğünüzde, manyetik plakaların, dönen disklerin ve bir plak okuyucu iğnesinin yığınını göreceksiniz. İğne verileri okuyup yazmadan önce, plakaların doğru konum etrafında dönmesi gerekir.

Bir SSD'nin yapısı tamamen farklıdır. Mekanik veya hareketli parçaları yoktur, hızlı veri gönderip almak için elektrik hücreleri sistemini kullanır. Bu hücreler, "sayfalar" adı verilen bölümlere ayrılmıştır ve verilerin depolandığı yerlerdir. Sayfalar, "bloklar" oluşturacak şekilde gruplandırılır.

Bir SSD'nin Ana Parçaları

Bunu bilmek neden önemlidir? Çünkü SSD'ler yalnızca bir bloktaki boş sayfalara yazabilir. Sabit disklerde veriler her zaman herhangi bir yerde yazılabilir ve bu, verilerin kolayca üzerine yazılabileceği anlamına gelir. SSD'ler, bireysel sayfalardaki verileri doğrudan üzerine yazamazlar. Yalnızca bir bloktaki boş sayfalara veri yazabilirler.

Peki, SSD'ler verileri nasıl siler? Bir bloktaki yeterince sayfa kullanılmadığı olarak işaretlendiğinde, SSD, bir bloğun tüm verilerini önbelleğe aktarır, siler ve ardından kullanılmayan sayfaları boş bırakarak verileri önbellekten geri gönderir. Blokların silinmesi, verilerin kaybolduğu anlamına gelmez.

SSD'lerin Dezavantajları

Yeni bir SSD tamamen boş sayfalarla doludur. Yeni veriler geldiğinde, SSD'ye yazılır ve hızla işlenir. Ancak, daha fazla veri yazıldıkça, boş sayfalar azalır ve birim, tüm bloklar arasında dağılmış rastgele kullanılmayan sayfalarla kalır.

Yukarıdaki durumun bir sonucu olarak, teorik bir dezavantaj, flash belleğin yalnızca sınırlı sayıda yazma işlemini sürdürebilmesidir. Bir SSD kullanıldığında, her bir veri hücresindeki elektrik yüklerinin periyodik olarak sıfırlanması gerekir. Maalesef, her sıfırlama ile birlikte her hücrenin elektrik direnci biraz artar, bu da o hücreye yazmak için gereken voltajı artırır. Sonunda, gerekli voltaj o kadar yüksek hale gelir ki, belirli bir hücreye yazmak imkansız hale gelir.

Bir SSD Ne Kadar Süre Dayanır?

Bu, bir SSD'nin mutlaka bir sabit diskten daha kısa ömürlü olduğu anlamına gelmez. Bir SSD'deki bellek blokları sınırlı sayıda yazma işlemi gerçekleştirebilirken, yeni nesiller güvenilirlik açısından büyük ölçüde gelişmiştir. Tüm SSD'ler, diğerleri arızalandığında kapasite kaybetmemek için ek bellek hücreleri içerir ve hasarlı sektörleri yeniden tahsis eder.

Dayanıklılık testleri, bazı serilerin 2 petabaytın üzerinde bir yazma testi sonrasında hayatta kaldığını doğrulamıştır. Bu, gerçek koşullarda (normal kullanımda) bir kullanıcının tamamlamasının on yıllar alacağı devasa bir veri miktarıdır.

Son nesil SSD'lerde, üreticiler, her hücrede üç seviyeli flash bellek olan NAND TLC'ye yatırım yapmaktadır. Bu teknoloji, depolama yoğunluğunu artırır ve maliyetleri düşürür, ancak MLC ve özellikle yalnızca bir bit depolayan SLC formatlarının dayanıklılığını azaltır; bu türleri artık tüketici pazarında göremezsiniz.

Üreticiler, en az üç yıl garanti sunmakta ve yeni nesillerde tüketici birimlerinde 5 yıl garanti ve profesyonel pazarda 10 yıla kadar garanti sunulmaktadır. Kullanıcı düzeyinde dayanıklılık konusunda endişelenecek pek bir şey yok, ancak bu katı hal sürücülerinin nasıl çalıştığını daha iyi anlamanızı istedik; bu sürücüler, depolama pazarının standardı haline gelmektedir.