SATA (SERİAL  ATA – Seri Disk Bağlantısı )

                IDE ve SCSI mantığı kişisel bilgisayarlara uyarlanmış halidir. Önceki standart olan Paralel ATA (Paralel Bağlantı ) üzerinde önceki bölümde bahsedilen Ultra ATA tekniği ile IDE standart veri transfer hızının ( 33 MB/Sn ) üzerine çıkabilmişlerdir. Eklenen CRC ( Cyclical Redundancy Check ) hata kontrolü ile yazılan verinin kontrol edilerek doğru yazılması sağlanmıştır. Ultra ATA 133 ile üst sınır olan 133 MB/Sn kapatisesine ulaşılmış olsada çoğunlukla ATA100 kullanılmaktadır.

                SATA temel olarak üreticilerin 600MB/Sn teorik veri işleme kapasitesine rağmen bunu garanti edemiyorlar. Ancak 150 MB/Sn garanti ediliyor.

                                                               SATA GİRİŞLERİ

                SATA ile getirilen yenilik ve avantajları sıralarsak:

                -40 yada 80 damarlı IDE kablo bağlantılarını yerini 7 pinli daha ince bağlantılı kablosu aldı. Böylece kabloların oluşturduğu karmaşa ortadan kalkarak kasa içerisinde ki boş hacim arttı ve hava sirkulasyonu kolaylaştı.

                -IDE denetiminin Master-Slave ayrımına dayalı 4 disk desteği ile birlikte Jumper ayar gereksinimi SATA  ile ortadan kalkmış oldu. Mevcut ana kartlarda çoğunklukla 2 adet SATA ve 2 adet IDE bağlantı noktası yer almakta. Ancak bazı firmaların ürettikleri ana kartlarda 4 adet SATA bağlantı noktası kullanılmaya başlandı.

olduğundan performans artışı belirgindir.Bunu  en belirgin olarak İmaj dosyasını geri yüklemesi ile rahatlıkla görebilirisiniz.

                -SATA dönüştürücüleri ile IDE diskler SATA disk gibi kullanılabilmektedir.

                -özellikle sunucu bilgisayarda kullanılmak üzere daha daha fazla bant genişliğine sahip SATA II arabirimi de tıpkı SATA 1 gibi yüksek bir bant genişliği vaat ediyor  ve bu yüzden optik ürünlerde ve veri depolama ürünlerinde kullanılması düşünülüyor.Tıpkı önceki sürümde olduğu gibi , SATA II de veri aktarımı incecik bir kabloya yapıyor ve jumper’la ayar yapmak gerekmiyor. Sisteme dahil edecek her bir SATA  aygıta sistemi tarafında kendiliğin tanınarak çalıştırabilecek.Serial ATA II ilk olarak sunucu ve ağ donanımlarında kullanılacak.

                -SATAII ile birlikte alternatif teknoloji olarak aynı bağlantı teknolojisi kullanılan SAS, yani Serial Attached SCSI SCSI üzerinde çalışıyor. İki SCSI portu içeren SAS, 8 metreye kadar bağlantı kablosu kullanılabiliyor ve böylece 128 adede kadar harici cihazla bağlantıyı sağlayabiliyor.SAS ile birlikte saniyede 3 Gbit veri transferi hedefleniyor. Yalnız bir denetçinin sadece tek bir SAS aygıtını kontrol edebildiği bu teknolojide, biden çok depolama aracının kullanılacağı zaman SATA Storage switch kullanmak gerekir.

                                                                              IDE DİSK YÖNETİMİ

                Sabit diskler veri depolamala hacmine göre bir veya daha fazla plakadan oluşur.

                Tüm manyetik plakaların alt ve üst taraflarında okuma yazma kafalarının eriştiği manyetik alanlar vardır.Bu kafalar bir motor tarafından konumlandırılır.Bir izden diğerine erişmek için geçen zamana ortalama erişim hızı denir.

                Okuma-yazma kafası ile plaka arasında mikron ile ölçüle bilen bir mesafe vardır.Manyetik plak ve okuma-yazma kafası arasındaki bu mesafe kafanın disk palakasına sürtünmesini ve Headcrash olarak adlandırılan veri kayıplarını önler.Kafalardan biri diske değdiğinde disk yüzeği kullanılamaz hale gelebilir.

                Sabit disklerin yazım plakaları fiziksel olarak izler, sektörler ve silindirler şeklinde biçimlendirilir.

                İzler dıştan başlayarak numaralandırılmış ve yoğunlaştırılmış dairelerdir.Merkezden aynı açıklıkta bulunan iz kümeleri silindir olarak adlandırılır.İzler içerisinde en fazla 512 Baytlık sabit veri kümeleri bulunduran sektörlere ayrılırlar.

                Diskler her işletim sistemi ile birlikte gelen fixed disk (FDISK) yazılımı ile bölümlenmesi ve biçimlenmesi gerekir.Oluşturulan her bölüm (Partition) biçimlendirilerek dosya sistemi (volume) oluşturulmuş olur.Disk üzerinde ki her partition bir kimlik numarası alır.Bu tanımlama numarası işletim sisteminin kendisine ait olmayan dosya sistemleri ile karışamamasını sağlar.İşletim sistemi bu alanara bakarak diski kullanıp kullanamayacağına karar verir. Tüm sabit disklerin başlangıcında bölüm bilgilerinin saklandığı tablolar yer alır.Bu alanda en fazla dört birincil sürücü alanı bulunmaktadır.Birincil sürücü için uzatılmış bölüm tanımlandıktan sonra alt kümeler oluşturulup bu kümelerin mantıksal (logical) sürücüler tanımlanması ile aşılır.Bu bölümlemelerin doğrumdan kullanımı ve adreslenmeleri  ve  işletim sisteminin atadığı mantıksal sürücü ismi ile bios tarafından yönlendirilir.Sürücünün bilgileri bios üzerinde 13Hex İnterruptuna (yazılım kesmesi) atanır.Bu işlem beraberinde bazı kısıtlamalar getirmektedir. Zira biosların gelişen arabirim teknolojisine göre güncellenmesi  gerekmektedir. Flaş (programlanabilir)bioslar için bu sorun bıos programının güncellenmesi ile aşılabilmekte iken flaş özelliği olmayan bıoslarda bu mümkün değildir.Bu nedenle aşağıda bıos kaynaklı kısıtlamalara dair açıklama yapma ihtiyacı hissettim.Bunlara geçmeden önce bazı deyim kısaltma ve sistematikler hakkında bilgi edinmemiz gerekmektedir:

                CLUSTER NEDİR? : Bir sektör üzerinde ki kayıtların tutulduğu bloklardır.Bir dosyanın kaydedildiği alan olarakda ifade edilebilir.Dosyalar tamamını doldurmasa bile bir clusteri işgal edebilirler.Bu durum yer kaybına neden olur.

                FAT (File Allocation Table )NEDİR?: Türkçe olarak dosya yerleşim tablosu demek olan bu bölüm disk üzerinde işletim sistemi tarafından kullanılacak verilerin depolandığı fiziksel dosya olarakta adlandırdığımız kümelerin kayıt bilgileridir.Bunu bir kitabın ‘ içindekiler’ bölümüne benzetebilirsiniz.Bu tablo iki kopya olarak tutulur.Birinin hasar görmesi durumunda diğeri yedeği geri alınarak kurtarma işlemi gerçekleştirilebilmesi amacı ile ikinci kopya vardır.

                FAT16 NEDİR?: MS-DOS 3.30 işletim sistemi ile birlikte kullanılmakta olan bu dosya sisteminde 16 bitlik bant genişliği ve fat kayıt boyutu vardır.Bu sistemde cluster bölümü 2-32 Kb. , cluster/sector sayısı ise 4-64 tür.Bu sistem 8.3 olarakta adlandırılır.Zira bu sistemde 8 karakterlik dosya ismi ve 3 karakterlik uzantı kısıtlaması vardır.

                VFAT NEDİR?: MS-Windows 95 işletim sistemi ile birlikte gelen bu kayıt sistemi fat16 ile aynı özellikleri taşımasına rağmen sadece 8 karakterden daha fazla dosya ismine izin veriyor olmasıdır.Uzun isimli dosya adları DOS altında ilk 6 harfinden sonra ~işareti ve devamında numara ile ifade edilirler.İsminin ilk 6 karakteri aynı olan dosyaların farklı numaralarla gösterilmesi ile bir birilerine karışaması engellenmiş olur.FAT16 ve VFAT sistemleri 2Gb. Diskler ile birlikte kullanılabilmektedir.Daha büyük disklerin mantıksal sürücülere bölünerek kullanılması zorunludur.

                FAT32 NEDİR?: MS-Windows 95 OSR-2 işletim sistemi ile birlikte kullanılmaya başlanmış olan bu dosya sisteminde 32bitlik bant genişliği ve fat kayıt boyutu vardır.Bu sistemde cluster bölümü 4-32 Kb ., cluster / sector sayısı ise 8-64 tür.

                Aşagıdaki tablo ile FAT dosya sistemine ait sınırları gösterilmiştir.

FAT’te CLUSTER SAYISINA BAĞLI SINIRLAR

TÜR                                                                      FAT16 ve VFAT                                 FAT32

FAT Kayıtının Boyutu                                     16 Bit                                                    32 Bit

Her bölümdeki max.Cluster sayısı           65.536                                                  268.435.456

Min. Cluster Boyutu                                      2 Kb                                                      4 Kb

Max. Cluster Boyutu                                     32Kb                                                     32Kb

Max Bölüm Büyüklüğü                                 2Gb                                                      2 Terrabyte(*)

(*) FAT32 2 Terrabyte disk üzerinde dosya sistemi oluşturabilmesine rağmen IDE arabiriminin 32 Gb ile sınırlı kalması bunu mümkün kılmamaktadır.

FAT16 Cluster yapısı

Bölüm Boyutu                                                  Cluster Boyutu                                 Sektör/Cluster sayısı

16-128Mb                                                          2 Kb                                                      4

128-256MB                                                        4Kb                                                       8

256-512Mb                                                        8Kb                                                       16

512-1024Mb                                                     16Kb                                                     32

1024-2148Mb                                                   32Kb                                                     64

FAT32 Cluster Yapısı

Bölüm Boyutu                                                  Cluster Boyutu                                 Sektör/Cluster Sayısı

512-8.190Mb                                                    4Kb                                                       8

8-16Gb                                                                8Kb                                                       16

16-32Gb                                                             16Kb                                                     32

32Gb ve  üstü                                                   32Kb                                                     64

CHS NEDİR?: Sabit disk ardeslemesinde veriye ulaşmak için kullanılan  3’lük kombinasyondur.Veri disk üzerinde silindir,kafa ve sektör üçlü adresi düzeninde kaydedilir ve okunur.Bu 504 Mb noktalık kapasiteli diskler için geçerlidir.

LBA NEDİR?: Logical Block Access (Mantıksal blok erişimi) yöntemidir.Fat yapılarını anlatırken disklerin adresleme yöntemlerinde uzatılmış bölüm üzerinde mantıksal disk bölümleri oluşturulduğunu anlatmıştık.Disk üzerinde Bios desteğine bağlı olarak sınır kapasitenin üzerindeki disk alanlarının mantıksal bölüm olarak adreslenir ve kullanılır.Bu sistemde kayıtlar CHS ile değil mantıksal küme adresleri ile işletilir

DMA NEDİR?: (Direct Memory Access- Doğrudan bellek erişimi) bellek içerisinde depolanmış verilere doğrudan erişimi destekleyen protokoldür.İşlemci ve tüm çevre birimleri verileri ram’den okurlar.Disk işlemlerinde de durum aynıdır.Diskten okunan veri RAM’de okular.Disk işlemlerinde de durum aynıdır.Diskten okunan veri ram’de depolanır ve işlemci bu alanda okuma yapar.DMA hızı veri yolu ile aynı hızda olduğunu belirttik, ancak açıklık kazanması açısından günümüz sistemlerinin PCI veri yolunu kullandığını bu veri yolunun hızınında 33 Mhz olduğunu belirtelim.

UDMA 33 ve UDMA 66 : Ultra DMA olarak adlandırılan bu bellek erişimi Günümüzde bant genişliği / hızı 33 Mhz ile 66 Mhz olmak üzere bellek alanından verinin işlemciye transferini gerçekleştiren erişim yöntemleridir.Veri transferinin PCI veri yolu üzerinden yapıldığını belirtmiştik,yine bu veri yolunun 33 Mhz hızında çalıştığını biliyoruz.O halde 33 Mhz normal gibi görünüyor.Öyle ise ultrasıda ne oluyor demeyin çünkü ISA ve EISA veri yolunun hızı 8.4 ile 12 Mhz arasında değişmektedir. ISA veri yoluna göre ultra oluyor yani…

İlk üretilen ana kartlarda ki UDMA 66 denetcisi biostan bağımsız çalışır.Daha açık anlatmak gerekirse UDMA 66 denetçisi kullanılan bilgisayarda bu denetçiye bağlı diski bios göremez.(SCSI’de olduğu gibi)

1850 Chip setleri ile birlikte UDMA 100 bu hız furyasının şuan ki son halkasıdır.

UDMA diskler konnetöre 80 kanallı kablo ile bağlandığı taktirde bu fırsatı kullanabilirler.Bu kablonun kullanılışı ise birax dikkat istemektedir.Biraz açalım  bu konuyu: Normal IDE kablosunda Maste yada Slave diskin takılı olduğu kablo konnektörü farketmezken, çoğu ana kartlarda UDMA kablo kullanıldığında master diski uc kısıma, Slave diskin orta kısıma takılması gerekmektedir.

PIO NEDİR?: (Proccesor Imput/Out put- işlemci giriş/çıkışı) Sabit diske okuma/yazma işlemlerini düzenleyn veri transfer metodudur.DMA hızı veri yolu hızı ile aynı olduğunu bir kez daha söyleyerek açıklamaya çalışalım.PIO, Vesa Local Bus (16 Bitlik veri yolu) üzerinden iletişim yapan denetleycilerin dma kullanarak diskten bilgi alış verişi yapması çok yavaş gerçekleştiğinden verinin ram’e oradan işlemciye gitmesi yerine doğrudan işlemciy gitmesi olarak açıklanabilir.

IDE DİSKLER İÇİN BIOS KAPASİTE SINIRLARI

                Bu aşamada bilinmesi gereken en önemli özellik disk ara biriminin destekleyeceği kapasitenin BIOS desteği ile sınırlı olmasıdır.BIOS  CHS adresleme metodu denilen (Cylindir/Head/ Sector) üçlü adresleme metodunun getirdiği 504 Mb sınırlamasıdır.Bu metot ile max. 1024 sislindir, 16 kafa ve 63 sektör adreslenebilmektedir.1994 yılından önce üretilen bioslarda bu sorunla karşılaşılmaktadır.Bu LBA ile aşılmıştır,Ancak FAT adresleme biçimi başka kısıtlamaları beraberinde getirmiştir.FAT16 sisteminde 2 Gb üzerinde diskler adreslenememekte olmasına rağmen fat32 ile bu sınırda aşılmıştır.2Gb sınırı Enhanced bioslardan kaynaklanmaktdır.İşletim sisteminiz Fat 32 desteğine sahip olsa bile bu tip bir bios kullanıyorsanız 2 Gb den daha büyük bir diski tanıtmanız mümkün olmayaktır.Bu bioslarda 4096 silindirin okunabilmesi bu sınırı getirir.(512X4096X16X63=2.016 Mb )

                EIDE denetleyicileri 8.4 Gb ile sınırlıdır.Bu nedenle günümüzde EIDE ara birimi sadece CDROM sürücülerinde bulunmaktadır.Bu gün IDE ara birimi 32 Gb kapasiteye kadar destek verebilmektedir.