HDD nedir?

HDD, çeşitli cihazlar için veri depolamak amacıyla manyetik filmle kaplı katı plakalar kullanan bir sabit disk sürücüsüdür. Adındaki "sabit disk" kelimesi buradan gelmektedir. Bu depolama cihazları 1950'lerden beri bilgisayarlarda kullanılmaktadır ve daha hızlı bir alternatif olan katı hal sürücülerinin yaygınlaşmasıyla birlikte, önceki on yıllara kıyasla tüketici cihazlarında çok daha küçük ölçekte olmakla birlikte, günümüzde de kullanılmaya devam etmektedir.

Sabit sürücüler, güç kaynağı olmadığında bile veri depolayabilen kalıcı aygıtlardır. Bu, veri depolamak için güç kaynağına ihtiyaç duyan geçici aygıtlar olan PC bellekleri (DRAM) ile tam tersidir.

Bir HDD'nin ana bileşenleri, verileri depolayan manyetik bir filmle kaplı metal veya seramik plakalar ve plakaların yüzeyi üzerinde hareket ederek verileri ana sisteme aktaran okuma/yazma kafalarıdır. Bu okuma/yazma kafaları, sabit sürücünün her plaka yüzeyinde kullanılır, bu nedenle genellikle plakanın her iki tarafında bulunurlar. Dolayısıyla, 10 plakalı bir sürücüde genellikle 20 okuma/yazma kafası bulunur. Bu küçük okuma/yazma kafaları, sürücünün tabanından plakaların üzerine uzanan aktüatör kollarına takılıdır ve küçük bir motor tarafından çalıştırılır. Manyetize edilmiş plakalar, veri depolayabildikleri için genellikle "ortam" olarak adlandırılır.

Sabit disk sürücüsünün en önemli avantajı, çok düşük bir maliyetle çok fazla veri depolayabilmesidir. Bu özelliği, sabit disk sürücülerini son 60 yılı aşkın süredir bilgisayarlar için fiili depolama türü haline getirmiştir. Günümüzde sabit disk sürücüler hala dünya çapında yaygın olarak kullanılmaktadır, ancak katı hal sürücülere kıyasla çok düşük bir maliyetle büyük miktarda veri depolayabilme özelliği nedeniyle veri merkezleri ve sunucular gibi kurumsal ortamlarda kullanımı giderek artmaktadır.

Bir kişi bir klasöre gidip bir dosya veya klasöre çift tıkladığında gibi ana sistemden veri istendiğinde, okuma/yazma kafaları bulunan aktüatör kolu, söz konusu verinin bulunduğu dönen plakanın üzerine hareket ettirilir ve küçük veri parçası sürücü tarafından okunarak ana sisteme gönderilir.

Veriler sürücüye yazılırken, işlem aynıdır ancak tersine gerçekleşir; kol boş bir alana hareket eder ve okuma/yazma kafası diske yeni veriler ekler veya silinmek üzere işaretlenen verilerin üzerine yazar.

Plakalar üzerindeki veriler, mikroskobik pirinç tanelerine benzeyen "bit" adı verilen birimlerde depolanır. Okuma/yazma kafaları, plakalar üzerindeki bitlerle manyetik alanlar oluşturabilir; bitlerin bir ucu Kuzey Kutbu, diğer ucu Güney Kutbu'dur ve bu yönelim, diskteki her bitin ikili durumunu temsil eder. Okuma/yazma kafası, bitlerin manyetik alanlarını inceler ve bunları kullanılabilir verilere dönüştürür. Veri yazılırken, okuma/yazma kafaları diskin belirli alanlarını manyetize ederek bitleri yukarı veya aşağı durumuna getirir ve tüm verilerin ikili temelini oluşturur.

Bit, sabit sürücüdeki en küçük veri birimidir ve 8 bit bir baytı oluşturur, 1.000 bayt ise bir kilobaytı, bin kilobayt ise bir megabaytı oluşturur ve her 1.000 birimlik grup bir gigabayt, terabayt, petabayt vb. oluşturur. Bir bütün olarak, sabit sürücünün toplam kapasitesini bu şekilde ölçeriz ve günümüzde bu kapasite terabayt cinsinden ifade edilir.

Sabit diskler , adından da anlaşılacağı gibi hareketli parçası olmayan katı hal sürücülerinin (kısaca SSD) piyasaya sürülmesiyle tüketici cihazlarında popülerliğini yitirmiştir. Hareketli parçaların olmaması, okuma/yazma kafasının pozisyonuna gelmesini beklemek gerekmediği için, dönen plakalı sürücülere göre çok daha hızlıdır. Ayrıca, kafanın yeniden konumlandırılması için gereken "arama" süresi, hareketli parça olmadığı için SSD'lerde yoktur.

Tasarımları nedeniyle sabit sürücülerde bulunan performans darboğazlarının çoğu, SSD'lerde bulunmaz. Bu da SSD'leri HDD'lerden çok daha hızlı hale getirirken, okuma/yazma kafasının plaka ile çarpışarak sabit sürücüyü bozma endişesi olmadan çarpma ve sarsılmalara karşı çok daha dayanıklı olmalarını sağlar. Dezavantajı ise SSD'lerin HDD'lerden hala çok daha pahalı olmasıdır. Bu nedenle veri merkezleri ve sunucular, SSD'lerle büyük miktarda veri depolamak hala çok maliyetli olduğu için, büyük miktarda veri depolamak için hala sabit sürücülere güvenmektedir.

SSD'lerin sayısız avantajı nedeniyle günümüzde tüketici cihazlarında pek kullanılmasa da, sabit diskler hala modern mühendisliğin harikalarıdır. Örneğin, okuma/yazma kafaları, dönen plakaların üzerinde hiç temas etmeden yüzmelidir, ancak diskteki verileri işlemek için yeterince yakın olmalıdır. Bu nedenle, kafa ile plaka arasındaki mesafe yaklaşık 3-5 nanometredir. Bu, insan parmak izi kadar ince veya birbirinin üzerine istiflenmiş birkaç insan DNA zincirinin yüksekliği kadardır. Karşılaştırma için, tek bir insan saçı telinin genişliği 80.000 nanometredir.

Daha da şaşırtıcı olanı, plakaların dönmesi, kafanın plakanın üzerinde "uçması" için hava akışını sağlıyor ve genellikle dakikada 7.200 devire veya saniyede 120 devire ulaşan hızlarda, hemen altında dönen diskin neden olduğu türbülansa rağmen, bu imkansız derecede küçük mesafede süzülmesini sağlıyor.

Nispeten yavaş performanslarına rağmen, modern bir sabit sürücüdeki mühendislik ve hassasiyet, en azından bizim gibi (ve belki de sizin gibi) bilgisayar meraklıları için nefes kesici.