Gelişen teknoloji ve yükselen veri miktarı karşısında depolama çözümlerinden beklenen performans gereksinimi en yüksek seviyeye tırmanmış bulunmaktadır. BigData ve HaDoop kavramlarının her gün yeniden anlam kazanması, şüphesiz büyüyen ve çeşitlenen veri yüzünden performans gereksinimi neticesinde karşımıza çıkmaktadır. Bu konu üzerine birçok teknolojiler geliştirilmiş olsada, sahnenin performans kahramanı olarak rol alan en büyük aktör SSD diskler olarak karşımıza çıkmaktadır. Peki SSD diskler nedir, nasıl çalışır, neler vadeder, avantaj ve dezavantajları nelerdir, dilerseniz biraz inceleyelim.
SSD diskler günümüzde 3 farklı tür olarak kullanılmaktadır. Bunlardan ilki SLC (Single Level Cell), yani tek hücreli, ikincisi MLC (Multi Level Cell) yani çok hücreli, üçüncüsü ise TLC (Triple Level Cell) yani çok katmanlı olarak karşımız çıkmaktadır. Bunları detayları ile inceleyelim isterseniz.
SLC diskler (Single Level Cell): SLC diskler her bir hücrede sadece 1 bit veri saklarlar ve bu yüzden daha az kapasite sunarlar. Fakat her sektör bir kere yazıldıktan sonra, silinip başka bir veri yazılana kadar sadece okunduğundan daha yüksek performans sağlarlar. Çok yüksek performans gerektiren uygulamalar için SLC tipi bellekler tercih edilmektedir. Her sektör bir bit veri barındırdığından kapasiteleri daha az ve daha pahalıdırlar.
MLC (Multi Level Cell): MLC tipi diskler ise her bir hücrede 2, 3 ve daha fazla bit veri saklayabilir. Bu sebeple kapasite olarak SLC disklerden çok daha fazla alan sunabilirler. Fakat performans anlamında SLC’ler kadar iyi değildirler. Çünkü aynı sektör içine birden fazla veri yazıldığından hem okuma hemde yazma işi için aynı alanları kullanırlar fakat kapasite kazanımından dolayı SLC disklerden daha ucuzdur.
TLC (Triple Level Cell): TLC diskler ise kısaca MLC disklerin katmanlı halidir. Yani farklı katmanlardaki hücrelere 2 veya daha fazla veri yazılabilen disklerdir. Performans anlamında MLC’dende kötüdür ama fiyat ve kapasite olarak hepsinden daha iyidir.
Geleneksel disklerde bulunan okuma/yazma kafası SSD disklerde bulunmadığından ve veriler NAND flash yongaları üzerinde barındırıldığından, SSD diskler tıpkı bilgisayarlarımızdaki RAM’ler kadar hızlı çalışırlar. Yukarıda bahsi geçen performans takdir edeceğiniz üzere geleneksel mekanik disklerle hiçbir zaman kıyaslanamayacak kadar iyidir. Aşağıdaki grafikte SSD disk türlerini ve farkları daha detaylı görebilirsiniz.
SSD disklerin çalışma mantığı
SSD diskler sistem tarafından kullanılırken bloklara bölünerek kullanılırlar. Blok boyutları 512kb olarak ölçeklenir(Bazı sistemlerde 256kb olaraktan kullanılabilir). Bu bloklar 128 adet 4kb’lık page’lere bölünür. Şekil olarak bakacak olursak aşağıdaki gibi görebilirsiniz.
Peki, bu teknoloji kusursuz bir teknoloji mi birazda bunu sorgulamakta fayda var. Tabii ki dez avantajlar mevcut!
Dezavantajlar için biraz derinlemesine inceleyelim,
SSD’lerdeki büyük problem mekanik disklerden farklı olarak yaşanan fragmantasyon problemidir. Normalde mekanik disklerde bir dosya yazılabilir, genişletilebilir ve silinmesi gerektiğinde ise silinmiş gibi işaretlenir ama bloklar temizlenmez. SSD’lerde ise dosya yazılır, genişletilemez. Çünkü yazma işlemi page’lerde yapılıyorken silme işlemi blok bazında gerçekleştirilir. Dolayısı ile bloklar silinmek üzere işaretlenemez silinme işlemi her seferinde fiziksel olarak gerçekleştirilir.
Grafiksel olarak anlatmaya çalışalım, şimdi aşağıdaki bloklara bakalım Çözümpark.docx dosyası mevcut. Bir sonrasında ise HU_CV.docx dosyası.
Gördüğünüz gibi page şeklinde yazılarak devam edilmiş. Hiçbir sorun görünmüyor. Şimdi sorun çıkartalım ve ÇözümPark.docx dosyasını açıp içine bir şeyler ilave edip genişletelim. Bu aşamada SSD işlemcisi çözümpark dosyasını genişletemeyecek page bazında da işlemde yapamayacaktır. Yapılacak işlem dosyanın tamamının silinip başka bloklar üzerine alınması olacaktır. Aşağıda görebilirsiniz.
Gördüğünüz gibi işlem page bazında değilde blockbazında yapıldığından ÇözümPark.docx dosyası ile birlikte HU_CV.docx dosyasınında taşınması gerekti. Daha öncede belirttiğim gibi disk üzerinde yer varsa SSD işlemcisi rahat rahat haraket ederek çok fazla sıkıntı çekmeden hizmet verecek performans olarakta çok fazla sıkıntı hissettirmeyecektir.
Peki diskinizin %70’inin dolduğunu ve data değişikliği için alan sıkıntısı baş göstermeye başlayınca ne olacak?
SSD işlemcisi sıkıntı çekmeye başlayacak, sistem boş kaldığı zamanlarda Garbage Collection denilen işlemlere ağırlık vererek Blok ve page’lerde boş alan açmaya çalışacaktır. Ve buda performans olarak size yansıyacaktır. İlk zamanlar uçmakta olan sistem size Allah Allah sistem bayağı bir yavaşladı. Neden acaba dedirtecek cinsten olacaktır. İşte bu sorunla karşılaşmamak için SSD boyutuna karar verirken biraz büyük kapasite düşünmeniz gerekebilir.
Diğer önemli husus ise SSD’lerin ömürleri ile alakalıdır. Herkesin bildiği gibi SSD hücrelerinin bir ömrü, yani yazma ve silme işlemlerinin bir sınırı vardır. Çeşitli algoritmalarla Linux ve Windows TRIM desteği ile SSD ömrü uzatılmış olsada, eğer çok fazla yazma ve silme yaparsanız SSD diskin ömrüde bu ölçüde kısalacaktır. Bu algoritmalar ve Trim desteği için son versiyon işletim sistemlerini kullanmak gerektiğini unutmayalım.
Bir başka önemli husus ise bir problem durumunda, meydana gelen fiziksel bozulmalarda mekanik disklerden data kurtarma konusunda daha fazla şansımız var. SSD disklerden data kurtarma şansı henüz yok.
Son olarakta SSD fiyatlarının yüksekliği, kapasitelerinin de az olması dezavantaj olarak karşımıza çıkmaktadır.
Şimdide avantajlarından bahsedelim isterseniz,
Her ne kadar dezavantajlarından bu kadar bahsetmiş olsak da SSD diskleri tercih etmek için çok fazla neden var. Bir kere ne kadar Garbage Collection problemi olsa da hiçbir mekanik disk SSD hızına yetişemeyecektir. Avantajlarını maddeler halinde sıralayacak olursak,
1- Yüksek Performans
2- Güç tüketimi
3- Hafiflik
4- Sağlamlık
5- Isınmama
6- SSD bilinen ömrü*
*Mekanik disklerde yazma ve silme adedi kestirilememektedir. Oysaki SSD disklerde yazma ve silme ömrü adet olarak kesinleştirilmiş durumdadır. Dolayısı ile SSD ömrünün hesaplanması mümkündür.
Günün sonunda,
Herkesin ortak paydası performans ihtiyacıdır. Ve şu anda SSD teknolojik olarak gelinen son nokta olduğundan ne kadar dezavantajlarından bahsetmekte yetişilemez hızı dolayısı ile tercih sebebidir. Sağladığı performans ve verimlilik özellikleri sebebiyle Flash teknolojileri BT altyapılarında da yoğun olarak talep görmeye başladı. HDD ve SSD’lerin birlikte kullanılarak veri katmanlandırma (Tiering) yaklaşımıyla performans ve verimliliğin elde edildiği hibrit sistemlerin yanı sıra çok yüksek IO ihtiyacı ve düşük cevap süreleri (< 1ms) gerektiren uygulamaların ihtiyaçlarını, tamamı SSD’lerden oluşan FlashStorage’larla karşılanmaktadır. SSD teknolojileri daha öncede kullanılmasına rağmen yaklaşık 3 yıldır da storage firmaları tarafından yoğun olarak kullanılmakta ve Performans ihtiyacı olan tüm uygulamalarda alternatifi bulunmamaktadır. Teknoloji geliştikçe mekanik disklerin rafa kalkarak yerlerini SSD ve RAM tabanlı depolama teknolojilerine bırakacağı aşikârdır. Özellikle bu aralar çok fazla adını duyduğumuz flash disk teknolojilerinin performans katmanı olarak kullanımı günümüz veri depolama sistemlerinin en çok aranan özellikleri arasında yer almaktadır.
