illegal isler

Harddisk'lerde Tanımlanamayan Yavaşlık Problemleri

konTRa_attack — Fri, 03 Feb 2017 17:35:05 GMT

Hızlı bir bilgisayar istiyorsanız kilit nokta -günümüz bilgisayarları için konuşuyorum- ne işlemci nede ramdir, kilit nokta sabit disktir. Çünkü işlemci hızları, ram miktarları sürekli artarken (Hatta son kullanıcının ihtiyacının üzerinde artarken) sabit disk hızları buna ayak uyduramıyor. Bunun altında yatan sebep ise
bu disklerin mekanik çalışma prensibine sahip olmaları. Her mekanik
düzenek gibi bunların bir limiti var ve bunun üzerine çıkmaları çok
mümkün değil. Altta bir diskin nasıl çalıştığını görüyorsunuz;

Gördüğünüz gibi sabit disklerin çalışma prensibi bildiğimiz klasik
pikaptan çok farklı değil: Dönen bir disk ve o disk üzerindeki verileri
okuyan bir kafa. (Tabii bunu böyle söyleyince çok basit bir şey gibi görünüyor ama günümüzde kullandığımız sabit diskler inanılmaz bir
mühendislik barındırıyorlar.)

Altta bununla ilgili ayrıntılı bir video seyredebilirsiniz;

Günümüz disklerinde bu plakalar ve okuyucu kafalar birden fazladır.( 2.5" için maksimum 4 plaka, 3.5" için maksimum 5 plaka)

Her plakanın mimarisi ise;

Her plakada iki yüzey
Her yüzeyde eş merkezli halkalar (izler)
Her izde boşluklarla (gaps) ayrılan sektörler şeklinde oluşur.

İşte bu mekanik çalışma düzeneğinin getirdiği sınırlamalar aşılamadığı
için mekanik olmayan ve tamamen elektronik devrelerden oluşan SSD diskler geliştiriliyor. Ancak bunların kontrolcü devrelerinin aşırı
pahalı maliyeti bu disklerin halen son kullanıcıya oldukça yüksek fiyat
etiketleri ile ulaşması anlamına geliyor. Yani bir süre daha mekanik
disklerle yaşamayı ve onlardan en yüksek performansı almayı öğrenmemiz
gerekiyor.

İşte bu yazıyı yazmaya karar vermemde etkili olan nokta bu oldu. Çoğu kullanıcı daha yeni aldığı bilgisayarının -Son derece yüksek konfigürasyonu olmasına rağmen- yavaş çalıştığından bahsediyor. Bu kişilere benim tavsiyem hep aynı oluyor; "Bir Retail Windows medyası ile format at!"

Ve neredeyse istisnasız bu önerimi uygulayan herkes olumlu sonuçlar ile geri dönüyor. Peki neden?

Bunun pek çok sebebi olsa da, ben bu yazıda en önemli sebebi anlatmaya çalışacağım: Yanlış yapılandırılmış disk konfigürasyonu... Lütfen okumaya devam edin...

Sabit Disk performansı nasıl ölçülür?

Sabit disk performansını ölçme konusunda pek çok insan veri aktarım
hızına bakar. Oysa erişim hızı çoğu zaman daha önemlidir. Genel olarak
disk performansını belirleyen etmenler şunlardır;

Disk Erişim Süresi (Access Time): Bir diskin ortalama erişim süresi alttaki üç bileşenin toplamından oluşur.

Konumlanma süresi (Seek Time): Okuma/yazma kafasının ilgili ize konumlanması için geçen süre.

Dönüş gecikmesi (Rotational Latency): Okuma/yazma kafasının, iz içinde ilgili sektörün başına konumlanması için geçen
süre. Kafa diskte ilgili izin üstüne konumlandıktan sonra gerekli olan
sektörün gelmesi için plakanın dönmesini bekler. Bu bekleme süresi
ortalama olarak diskin bir turunu tamamlaması için gerekli olan sürenin
yarısı kadardır. 7200 Rpm disk bir turunu 8.3 ms'de tamamlar. Yani bu diskte ortalama dönüş gecikmesi yaklaşık 4 ms'dir.

Aktarım Süresi (Tansfer Time): İki farklı şekilde ifade edilebilir: Bir sektörü aktarmak için geçen süre ya da belli miktarda byte aktarmak için geçen süre.

Veri aktarım hızı (Okuma/Yazma)
Disk dönüş hızı
Disk Önbelleği
İşlenece verinin disk plakası üzerindeki konumu;

Yukarıda da anlattığım gibi sabit diskte veriler daire şeklinde
plakalarda depolanır. Plakaların daire formatında olmasından dolayı ve
okuyucu kafa bu verileri çember şeklinde bir yolu izleyerek okuduğu için
dairenin her noktasındaki veri yoğunluğu aynı değildir. Örneğin 2.5" formundaki bir Notebook sabit diski adı üzerinde 2.5" çapında plakalara sahiptir. Yani bizim ölçü birimimizle bu disklerin plakaları 6.25 cm çapındadır. Buda yaklaşık 24 cm² yada 4 inch² alan demektir. (Merkezdeki kullanılmayan alan hesaba dahil edilmiştir) Şimdi 500 GB kapasiteye sahip olan diskimizi 250 GB'ı C:\ ve 250 GB'ı D:\ olmak üzere 2 bölüntüye ayırdığımız düşünelim. Sanki durum böyle olurmuş gibi düşünürüz;

Oysa dairenin alanı dışa doğru gittikçe katlanarak arttığından dolayı disk aslında böyle bölümlenir. Gözünüz tersini söylese de
resimdeki C ve D alanı birbirine eşittir;

Yine aynı sebepten dolayı disk plakasının en dışındaki dairenin çevresi yaklaşık 20 cm iken en içteki kısımda kalan dairenin çevresi yaklaşık bunun yarısıdır. Okuyucu kafa en dıştaki dairede iken bir turda 20 cm.lik bir çizgideki sektörleri okuyup yazabilirken diskin iç kısımlarına ilerledikçe bu azalmakta ve en nihayetinde okuma, yazma hızı diskin dışına göre yarı yarıya düşmekte. Sonuçta tur zamanı en iç ve en dış çember için tamamen aynı olduğunu düşündüğümüzde (Örneğin 10 ms. olsun) kullanacağımız veri diskin dışında ise bir turda yani 10 ms.de okunacak/yazılacak veri 10 birim ise, en içte olduğunda, bir turda yani 10 ms.de 5 birim olacaktır. Yani yarı yarıya performans kaybı! Şimdi gelin bunu test edelim....

1- Test amacı ile 320 GB kapasiteye sahip, 7200 Rpm, Western Digital Scorpio Black diski 70 GB'ı C ve geri kalan kapasite D olacak şekilde 2 bölüntüye ayırıyorum. Ardından D bölüntüsünden tekrar 40 GB'lık bir bölüntü oluşturarak buna U harfini atıyorum.

Bu şekilde bölmemin sebebi şu: C bölüntüsünün diskin en dışında (Yani en hızlı bölümünde) U bölüntüsünün ise diskin en içinde yani en yavaş yerinde olduğundan emin olmak istiyorum. Disk en dıştan başladığı için ilk bölümlendirmede C ve D bölüntüsü oluşturduğumdan C en hızlı yerde kalıyor. Ardından D bölüntüsünü tekrar böldüğümde kural olarak disk hep sağa doğru bölündüğünden U en içte kalmış oluyor.

2- C ve U bölüntülerine Windows 7 kuruyorum. Yaklaşık 1 aylık kullanımın ardından bariz bir şekilde hız farkını hissediyorum. U bölüntüsünde kurulu olan Windows 7 inanılmaz yavaş. Çok geç tepkiler veriyor ve açılması yaklaşık 1.5 dakika sürüyor. Tam aksine C bölüntüsünde kurulu olan Windows 7 son derece atik ve sorumlu davranıyor, bütün komutlara anında cevap verirken açılışı sadece 35-40 sn. sürüyor. Tabii bunlar tamamen kullanıcı gözlemlerine dayandığı için
görece karşılaştırmalar. Bu yüzden bölüntülerin hızını gelin HD Tune Pro ile ölçelim:

C Bölüntüsü okuma yazma hızında gördüğünüz gibi 100 MB ve üzeri değerlere ulaşıyor.

Depolama alanı olarak kullandığım D bölüntüsü ise yaklaşık %20-30 performans düşüşü yaşayarak 80 MB değerlerinin altına düşüyor. Özelikle okuma değerlerinde görülen dramatik düşüşe dikkatinizi çekerim.

Diskin en yavaş kısmında bulunan U bölüntüsü ise tamamen bir çöküş halinde maksimum değerler dahi 60 MB değerinin üzerine çıkamıyor. Yaklaşık % 50'lik bir performans düşüşü söz konusu:

Şimdi gelin başka test yöntemleri kullanarak sonucu pekiştirelim. Altta bütün diskin tamamının okuma performansını görüyorsunuz. (Bu testte sadece U bölüntüsünü test etme imkanı yok. Bu yüzden tamamını test esiyorum. Ancak U bölüntüsünü ayrıca test etme imkanı olsaydı farkın çok daha büyük olacağını görecektik) Gördüğünüz gibi disk en hızlı yerinde 105 MB hızla okurken bu içe doğru gittikçe (Mavi çizgi diskin en dışından en içine kadar örneklendirilmiş okuma hızlarını temsil ediyor) düşüyor ve en sonda 53 MB/sn değerine kadar düşüyor. Ayrıca sarı noktalarla temsil edilen rastgele erişim hızının da yaklaşık 5 ms. den 30 ms.ye kadar nasıl yükseldiğini görebilirsiniz;

Oysa aynı testi diskin ilk 70 GB'lık kısmı için yaptığımda (Yani benim 70 GB'lık C bölüntüm) farkı çok net göreceksiniz. C bölüntümün hiçbir yerinde hız 100 MB/sn.nin altına düşmüyor. Ayrıca rastgele erişim hızı da 20 ms.nin üstüne çıkmıyor.

Yukarıda bahsettiğim gibi bazı testleri sonda kalan U bölüntüsü için ayrıca yapmak mümkün değildi. Altta gördüğünüz testlerde onlardan. Bu yüzden C bölüntüsüne karşılık (İçinde C bölüntüsünün de yer aldığı) tüm diski karşılaştırdım. Yani direk C ve U bölüntüsünü karşılaştırmak mümkün olsaydı aradaki farklar çok daha fazla olacaktı; (İlk resim C bölüntüsü, 2. resim tüm disk)

Yine C bölüntüsüne karşılık tüm diski karşılaştırdığım rastgele erişim hızı tablosu. Ne kadar bariz farklar olduğunu görüyorsunuz. Yukarıda da açıkladığım üzere gerçekte fark çok çok daha fazla.

Sonuç olarak;

Gördüğünüz gibi 7200 Rpm hızlı bir diske sahip olmama rağmen eğer diski yanlış yapılandırır ve Windows'u diskin yavaş kısmında yer alan bir bölüntüye kurarsanız ister 8 çekirdekli işlemciniz olsun, isterseniz 16 GB Ram'iniz olsun sürekli yavaş çalışan, komutlarınıza geç tepki veren "Ya en iyisini aldık ama 10 senelik bilgisayar daha iyiydi" dedirten bir bilgisayar ile karşı karşıya kalırsınız. Birde bunun 5400 Rpm yavaş bir diskte olduğunu düşündüğümüzde (Benim U bölüntüsündeki Windows beni sinir edecek kadar yavaştı) büyük sıkıntılar yaşamanız çok olası.

İşin kötü yanı bu yanlış disk konfigürasyonu çeşitli nedenlerle fabrikada yapıldıysa Recovery bölüntüsünü yada verilen Recovery disklerini kullanarak ne kadar format atarsanız atın disk
konfigürasyonu değişmeyeceği için hiçbir şey değişmeyecektir. Bu yüzden
yapmanız gereken şey bir Retail Windows 7 medyası bularak (Lisans anahtarının geçerli olabilmesi için, bilgisayarınızda kurulu olan lisanslı sürüm ile aynı sürümde olması gerekli) diski komple yeniden biçimlendirerek diski (İhtiyaçlarınız ölçüsünde C bölüntüsünü mümkün olduğunca küçük tutmaya gayret ederek) C ve D olarak 2 bölüntüye bölmek ve C bölüntüsüne Windows'u kurmak.

Bu aynı zamanda şikayetlerinizin kaynağı fabrikada hatalı yüklenen yada problemli olan bir imaj ise bu sorunu da halledecektir. Windows lisansınız hakında endişelenmenize de hiç gerek yok, bilgisayarınızda yüklü gelen Windows sürümüne ait lisans anahtarını kullanarak Windows'u kolayca etkinleştrebilirsiniz.Ancak bu işlemi uygulamadan önce -Eğer ileride Recovery bölüntüsünü kullanmak istiyorsanız- markanıza bağlı olarak ilgili programla yedeğini alın. Çünkü bir Retail Windows Medyası ile format atmanız diskin MBR kaydını değiştireceği için kurtarma bölüntüsünü kullanılamaz hale getirebilir.

A'dan Z'ye Hard Disk(HDD) rehberi

konTRa_attack — Fri, 03 Feb 2017 16:57:28 GMT

Verileri kalıcı olarak depolayan hafıza birimidir. Bundan dolayıdır ki; en önemli donanım birimidir. Arızalandığında kendi maliyetinden çok daha fazla önemlidir. Tüm donanım birimi arızalansa maliyeti kadar zarar verir ama sabit disk arızalandığında veri kaybı ve daha fazlası anlamına gelmektedir. Sistem programlarının birçoğu diskler üzerinde arıza onarımı ve veri kurtarma üzerinde yazılmaktadır. Sabit diskler bu gün, taşınabilir olmaları ile gelişen teknolojiye ayak uydurmaktadır. 3 farklı yapıda sabit disk vardır. Yaygın sabit disk üreticilerinden Seagate, WesternDigital, Samsung ve Maxtor sayılabilir.

HDD(Hard Disc Driver): Verileri bir eksen etrafında dönebilen manyetik disk üzerinde tutan yapıya sahiptirler. Yapısında elektronik ve elektrik bileşenlerin yanında mekanik bileşenler de vardır. Mekanik yapı sabit disklerin bant genişliğini sınırlamaktadır. Çünkü dönüş hızları ve eksensel hareket kabiliyetleri, elektronik yapılara göre oldukça düşüktür. Fakat veri kurtarma kabiliyeti en iyi sabit disk modellerdir.

SSD(Solid State Driver): Verileri SDRAM ve Flash hafıza yapılarında tutan sürücülerdir. Mekanik parçaları olmadığı için performansı daha iyi ve güç gereksinimi daha düşüktür. Veri kurtarma olanakları çok düşüktür. Mekanik yapıları olmadığı için sessiz çalışırlar.

HHD(Hybrid Hard Driver): SSD ve HDD karışımı melez yapıya sahiptirler. Flash hafıza içeren yüksek boyutta tampon belleğe sahiptirler. Böylece mekanik sisteme göre daha hızlı olan flash yapı kullanılarak disk erişimlerindeki bekleme süreleri azaltılır.

Hard Disk'in yapısı

Sabit diskin iç yapısı ve teme bileşenleri

Manyetik yüzeye sahip genelde alüminyum veya seramik katkılı cam malzemeden oluşan disklere sahiptirler. Bu diskler sabit bir hızla döner. Okuma/yazma kafası dönen disk üzerindeki dosya sistemine göre hareket ederek verilen komutları icra etmeye çalışır.

Manyetik yüzey eski disklerde demir oksit, şimdiki disklerde ise kobalt denilen malzeme ile kaplanır. Veriler hızla dönen diskler üzerinde arkalı önlü olarak, dijital formatta tutulmaktadır.

HDD Çeşitleri

Yukarıda IDE, SATA ve SCSI disklerin önemli parametrelerinin karlıklı olarak verildiği tablo yer almaktadır.

Fiziksel olarak tüm HDD çeşitleri birbirine benzerler ve aynı boyutlardadır. Bunları birbirinden ayırt etmek için, güç ve veri kablo soketlerine bakılır. Bağlandıkları arayüz açısından farklılık gösterirler.

A- PATA(IDE): Parallel Advanced Technology Attachment açılımındadır. Paralel ileri teknoloji eklentisi anlamına gelmektedir. Bu kelime ATA, IDE, ATAPI olarak ta birçok yerde geçmektedir. Paralel olarak veri iletimine sahiptir. Sahip olunan arabirim CDROM, DVDROM ve HDD ler için de aynıdır. 40 ve 80 iletkenli kablo(ribbon kablo) ile anakarta bağlanır. 80 iletkenli kablo daha yüksek band genişliğine sahiptir.

B- SATA(ser ial ATA): Seri olarak veri alışverişi yapan yeni bir modeldir. Band genişliği daha fazla ve kablo boyutları uzun ve incedir.

C- SCSI(Small Computer System Interface): Daha çok sunucularda kullanılan disklerdir. Disklerinin dönüş hızları ve performansları çok yüksektir. Bu yüzden fiyatları ev kullanımı için uygun değildir. SCSI arabirimi disklerin dışında birçok farklı donanım (tarayıcı, DVDROM...) ile de beraber çalışabilir. Seri ve paralel çalışan tipleri vardır. Band genişliği 640MB/s ye kadar çıkmıştır. 8-16 adet HDD yi birbirine bağlanabilir. Kablo iletken sayıları 68 veya 50 adettir.

Disk Bileşenleri(1)

Okuma yazma kafası ve sağda bileşenleri

1. Disk Plakaları(Platters): Üzerinde manyetik ortam bulunan, dairesel biçimdeki metal veya seramik katkılı cam malzemeden yapılmış disklerdir. Her bir diskin iki yüzü de kullanılır. Her bir disk için iki adet okuma/yazma kafası(head) vardır. İz ve sektör denilen veri bileşenleri plakalar üzerinde yer alır.

2. Okuma/Yazma Kafası: Disklerin üzerinde değmeden gezen ve istenen adrese verileri yazıp, istenen adresten de verileri okuyan kafadır. Günümüzde bu kafa üzerinde okuma ve yazma kısımları birbirinden ayrı yapıya sahiptirler. Eski disklerde okuma ve yazma kafası aynı olup "C" şeklinde demir yapıdan oluşmaktaydı. Bu disklerde okuma yazma kafası okuma işleminde manyetik işareti elektrik işaretine, yazma işleminde ise elektrik işareti manyetik işarete çevirerek okuma yazma yapardı.

Günümüzde yazma işlemi için aynı yapı kullanılır. Bu kafanın sargılarının üzerinden geçen akımın yönüne göre oluşan farklı yönlerdeki manyetik alanın etkisi ile veriler disk üzerine yazılır. Veriler okunurken ise manyetik koruyucu içerinde yer alan GMR(Giant magnetoresistance) denilen sensor yardımıyla bitlerin manyetik durumu algılanır. GMR manyetik alanın durumuna göre direnci değişen bir algılayıcıdır.

Disk Bileşenleri(2)

Solda disk yapısı ve sağda sabit diskin dıştan görünüşü

3. Silindir(Cylinder): Birden fazla disk tabakası için düşeyde aynı hizadaki tüm izleri içine alan silindir şeklindeki tanımlamadır. Okuma yazma kafaları hep birlikte hareket ederler. Bir okuma yazma kafası 4. iz üzerinde ise diğerleri de aynı iz üzerindedir. Okuma yazma kafasının konumunu değiştirmeden, okuma yazma yapabildiği tüm izler silindir yapıyı oluşturur. Eğer sabit disk tek bir disk tabakasından oluşsaydı silindir ve track aynı anlama gelecekti.

4. Sektör: 256, 512Byte gibi büyüklüklere sahip ardışık veri depolama kümeleridir. Aşağıdaki resimde B harfi ile gösterilmiştir.

5. İz(Track): Verilerin kaydedilmesi amacıyla iç içe halkalar şeklinde disk üzerinde oluşturulmuş veri kayıt bölümleridir. Merkeze aynı uzaklıkta iç içe dairesel halkalardan oluşur. Bir iz üzerinde ardışık sektör parçaları yan yana dizilmişlerdir. Okuma yazma kafası bir iz üzerine konumlanarak istediği sektörleri okuyup yazabilir.

6. Kümeler(Cluster): Disk üzerinde varsayılan bir büyüklüktür. İşletim sisteminin disk yönetimi ile alakalıdır. Dosya ve dizinlerin yerleştirildiği en küçük disk alanına denir. Boyutu dosya sistemine göre değişir.

Disk Parametreleri

Disk Dönüş Hızı(RPM=Rotate Per Minute): Diskin dakikadaki dönüş hızını gösteren bir parametredir. Günümüzde 15.000, 10.000, 7200, 5400rpm değerlere sahip diskler bulunmaktadır.

Tampon Bellek(Cache veya Buffer): Disk erişimi bellek erişiminden daha yavaş olduğu için disk performansını artırmak için HDD üzerine bellek hafıza birimleri yerleştirilmiştir. Amaç erişilmesi öngörülen verileri bellekte hazır bekletmektir. Eğer istenen veri bellekte varsa disk erişimi olmadan veriler doğrudan bellek üzerinden gönderilir.

Konumlanma Süresi(Seek Time): Disk üzerinde okuma yazma kafasının, istenen adrese yazma veya okuma amaçlı ulaşmak için harcadığı süredir. Kafanın disk üzerindeki konumuna göre bu süre kısalıp uzayabilir. Bunun için ortalama konumlanma süresinden(average seek time) bahsedilir. Kısa olması diskin okuma ve yazma performansının daha iyi olduğunu gösterir.

Kapasite: Depolayacağı veri miktarını gösterir. Günümüzde 750 GB, 1TB ve hatta 4TB kapasiteli diskler bulunmaktadır.

Master/Slave Ayarı(1)

Anakart üzerindeki IDE ve SATA veri kablosu bağlantı soketleri

Diskler anakart üzerine kendilerine has data ve güç kablosu ile bağlanırlar. IDE HDD'ler için, anakart üstündeki tek bir IDE sokete iki adet HDD bağlanabilir. Bu bağlantı şekline paralel bağlantı denir. Günümüz anakartlarında iki adet IDE yuvası vardır. Dolayısıyla bir bilgisayara en fazla 4 adet (IDE)PATA disk bağlanabilir. SATA diskler için ise anakart üzerinde kaç adet soket varsa o kadar disk bağlanabilir. Bunlarda paralel bağlantı(aynı kabloya iki adet) söz konusu değildir. Aşağıda IDE ve SATA anakart bağlantı soketlerini gösterilmektedir.

Bir IDE kablosuna iki adet HDD bağlanabilir. İkisi de birbirine paralel bağlandığı için birisi için gelen veri ve okuma yazma komutu, diğerine de gelecektir. Bu durumda gelen veriler ve komutlar hangi disk için olduğu anlaşılamaz. Bu kargaşayı önlemek için disklerden birisi birincil(master), diğeri ikincil(slave) olarak ayarlanmalıdır.

Master/Slave Ayarı(2)

PATA diskler için master/slave ayarı yapılışı ve jumper resimleri

Her PATA diskin üzerinde master/slave ayarının nasıl yapılacağına ilişkin bir tablo vardır. Bu tabloya bakarak jumper denilen iletken birleştiricileri uygun pinlere takarız. Her IDE kablosuna bağlanan iki HDD den biri master diğeri slave olmak zorundadır. Eğer master/slave ayarı yapılmazsa diskler sistem tarafından görülmezler.

NOT: Master/slave ayarına alternatif olarak eğer 80 iletkenli kablo kullanılıyorsa paralel bağlanan her iki IDE diskin, Cable Select pinlerine jumper takılırsa bu durumda master/slave ayarına gerek kalmadan disklerin birisi master diğeri slave olarak otomatik ayarlanacaktır.

Disklerin Montajı

IDE ve SATA diskler için kablo bağlantıları

PATA disklerin montajını yaparken önce Master/Slave ayarı gerekiyorsa yapılmalıdır. Bahsedildiği üzere SATA disklerde bu ayara gerek yoktur. Sonra sabit disk kasa içerisindeki yuvalara vida ile her iki taraftan sıkıca oynamayacak şekilde vidalanmalıdır. Son olarak veri ve güç kabloları takılarak montaj tamamlanır.

Yukarıda PATA ve SATA sabit disklerine ait veri ve güç kablolarının bağlı olduğu resimler görülmektedir. PATA disklerde veri kablosunun bir kenarında kablo boyunca genelde kırmızı renkte bir şerit bulunur. Kablo disk üzerine bağlanırken, bu renkli şerit tarafı mutlaka güç kablolarına bakmalıdır.