Bilgi

SSD Anlama Klavuzu: USB, SATA, mSATA, M.2 ve U.2 Nedir?

Yazar |

Tarih |

25 Eylül 2018

SSD konusu söz konusu olduğunda bazen ciddi anlamda kafa karışabiliyor. Bunun temel nedeni aslında bazı terimleri farklı yerde kullanmamızdan kaynaklanıyor. Harddiskler (HDD) muhtemelen önümüzdeki yıllarda yerini tamamen SSD’lere bırakacak. Ancak şu anda görünen o ki SSD’ler büyük bir evrimin eşiğine gelmiş durumda. Yeni teknolojilerle beraber artık daha küçük yapıda, büyük kapasitede ve çok yüksek hızlarda SSD’ler üretilmeye başlandı. Durum böyle iken teknolojinin bulunduğu noktada karşımıza çıkan kavramların ne olduğunu anlayabilmek oldukça önemli.

SSD (Solid-State Drive), sabit disk sürücülerde (HDD) bulunan plaklar ve diğer mekanik mekanizmalar yerine DRAM bellek yongaları veya NAND Flash kullanılarak üretilmektedir. HDD’ler, 1950’lerin ortasından bu yana kullanılan bir teknoloji olan manyetik dönen plakalara dayanmaktadır. Veri yazma ve okuma işlemleri bu dönen plakalar ya da diskler üzerinde hareket eden kafalar tarafından gerçekleştirilir. HDD’ler, pek çok hareketli parçaya sahip mekanik cihazlardır ve bu nedenle de mekanik arızalar ile sıcak, soğuk, şok ve titreşim gibi çevre koşullarına dayalı arızalara daha meyillidirler. SSD sürücülerde plakalar ve kafaların yerini bellek yongaları almıştır ve bu sayede sıkça kullandığımız USB, SD ve CompactFlash ürünleriyle benzer şekilde çalışır. SSD’lerde hiçbir hareketli parça yoktur ve bu da HDD’lerde karşılaşılan dönüş gecikmelerini ortadan kaldırmaktadır. Aynı zamanda SSD’lerin HDD’lere kıyasla çevresel koşullara bağlı zarar görme olasılıkları daha düşüktür. SSD’ler yeni nesil veri depolama aygıtları olarak tasarlanmıştır ve bu nedenle mevcut sabit diskler ile aynı form faktörüne ve aynı SATA bağlantılarına sahiptir.

Bir SSD‘nin anakarta kablolu veya doğrudan bağlandığı noktalara biz kısaca Form Faktör, bir bağlantı noktasının boyut, şekil ve stilinin yanı sıra, ana bileşenlerin yerleşimi ve konumudur. Örneğin: M.2 Slotu (genişleme yuvası) için M.2 Form Faktörü denilir.

SSD’lerin farklı fiziksel yapıda modelleri bulunuyor. Bu modeller kullanım alanlarına ve yapılarına göre farklı bağlantı birimlerini kullanmaktadır. Bu farklılık SSD’nin yapısında herhangi bir değişiklik oluşturmaz. Sadece kullanılan teknoloji (veriyolu vs.) farklılaşır ve bağlantı (veri taşıma) hızı değişir. Bir SSD‘yi anakart üzerinde bulunan SATA Slotlarına (kablolu HDD’nin takıldığı yer), mSATA Slotlarına, M.2 Slotlarına, PCI Express Slotlarına (PCIe x4 Adaptörü kullanarak) veya USB kablosu ile kullanmak mümkündür. Bunun dışında U.2 SSD dediğimiz tipteki (kod adı: SFF-8639) SSD’leri U.2 Kit (U.2 Host Card) kullanarak M.2 Slotlarına takılarak kullanılabilir. Ancak burada SSD için asıl önemli olan şey kullanılan bağlantı biriminin veriyolu ile sağladığı okuma/yazma hızıdır.

Şimdi sizlere “USB, SATA, mSATA, M.2 ve U.2 Nedir?” sorusuna yanıt vermeye çalışacağım.

1- USB

USB, İngilizce “Universal Serial Bus” kelimesinin kısaltmasıdır. USB’nin türkçesi “Evrensel Seri Veriyolu”dur. USB dış donanımların bilgisayar ile bağlantı kurabilmesini sağlayan seri yapılı bir bağlantı biçimidir. Bilgisayar (anakart) USB portunu kullanan SSD’lere Portable SSD’de denilmektedir. Portable SSD’nin özelliği ne olursa olsun bağlandığı anakarttaki USB’nin hızı ne ise maksimum o hızda veri transferine izin verecektir. Örneğin USB 2.0 özelliğinde bir USB’ye bağlandıysa en fazla 60 MByte/sn veri transferine olanak sağlayacaktır.

USB 1.0 ve 1.1: Hız 12 Mbit/sn (1,5 MByte/sn)
USB 2.0: Hız 480 Mbit/sn (60 MByte/sn)
USB 3.0: Hız 4,80 Gbit/sn (600 MByte/sn)
USB 3.1: Hız 10 Gbit/sn (1,22 GByte/sn)

Aşağıdaki fotoğrafta bir USB SSD hem laptop hemde tablet için kullanımı görülmektedir. Burada bağlantı için kullanılan arabirimler (kablolar) farklıdır ve dolaysıyla transfer hızları cihazların yapısından dolayı farklı olacaktır. Bir USB SSD’yi dizüstü bilgisayar, laptop, telefon, tablet gibi desteklenen bir donanımlarda -bağlantı kablosu ile- kullanabilirsiniz. Bir çeşit “Taşınabilir Harddisk (HDD)” gibi düşünebilirsiniz. Eğer bağlantı sağladığınız bilgisayar USB 3.0’ı destekliyorsa 450 Mb/s okuma-yazma hızlarını elde edebilirsiniz.

2- SATA

SATA yani Seri ATA, bilgisayar donanımı içerisinde bir veri taşıma teknolojisidir. Özellikle SSD/HDD diske veri aktarımı işlevini yerine getirir. ATA teknolojisinin üstüne üretilmiştir. İsim karışıklığı olmaması için eski ATA ismi PATA (Paralel ATA) olarak değiştirilmiştir. Hem SATA hem de PATA sürücüsü IDE sürücüsüdür. SATA I, SATA II ve SATA III olarak üç ayrı versiyonu bulunmaktadır.

SATA I: Hız 1.5Gb/s (150 MByte/sn)
SATA II: Hız 3Gb/s (300 MByte/sn)
SATA III: Hız 6Gb/s (600 MByte/sn)

SATA II özellikleri SATA I portlarında çalışma uyumluluğuna sahiptir. SATA III özellikleri SATA I ve SATA II portlarında çalışma uyumluluğuna sahiptir. Fakat, sürücünün maksimum hızı, portun en düşük hız limitinden dolayı daha düşük olacaktır.

Bir SATA SSD denildiğinde aşağıdaki gibi bir SSD akla gelmelidir. Farklı kapasitelerde ve veri (okuma/yazma) hızlarında SATA SSD’lere rastlamak mümkün.

SATA SSD

Masaüstü bilgisayarların anakartları üzerinde aşağıdaki gibi “SATA Portları” yer almaktadır. Bu portlara bildiğiniz üzere HDD-Harddisk dediğimiz Sabit Diskler takılmaktadır. Üstteki SATA SSD‘yi HDD ile aynı kabloyu kullanarak anakarta takıp kullanmak mümkündür.

Dizüstü bilgisayarda aynı şekilde depolama birimi olarak sıklıkla HDD-Harddisk kullanılmaktadır ve kullanılan HDD’ler 2.5 inç (2.5″) ölçüsündedirler. İşte dizüstü bilgisayardaki HDD’nin takılı olduğu yuvaya istenildiği taktirde 2.5 ” SATA SSD takılıp kullanılabilir.

Ancak burada şu unutulmamalıdır. Masaüstü veya dizüstü bilgisayara taktığınız SATA SSD’nin bağlantı sağladığı SATA portu veriyolu hangi hızları destekliyorsa o hızda performans alırsınız. Örneğin aldığınız 500 Mb/s okuma yazma hızındaki SATA SSD’yi SATA II veriyoluna sahip bir SATA portuna takarsanız alacağınız hız maksimum transfer hızı (okuma/yazma) 300 Mb/sn olacaktır. Çünkü yukarıda anlattığımız üzere SATA II veriyolu 3.0Gb/s yani 300 Mb/sn‘ye kadar hızı desteklemektedir.

3- mSATA

mSATA, yeni nesil desktop ve notebook anakartlar üzerinde de bulunabilen özellikle ultrabooklarda tercih sebebi olan ve mini-SSD belleğin direkt olarak anakarta bağlanmasını sağlayan iletişim yoludur. mSATA, SATA III (6G b/s) hızına sahiptir. mSATA bağlantı yoluna direkt olarak bağlanabilen mini-SSD bellekler 1.8″ boyutlarında olup 2.5″ ve 3.5″ SSD belleklere göre daha düşük maliyetlidir. Günümüzde 500/600 Mb/s okuma ve 500/600 Mb/s yazma hızlarına ulaşmışlardır.

mSATA, yalnızca SATA veriyolunu destekler. Bu nedenle SATA3 6Gb/s (600 MByte/sn) hızına sahiptir. Fiziksel olarak mSATA SSD‘ler farklı görünürler ve M.2 Portu veya SATA portlarına -pin yapısı ve büyüklüklerinden dolayı- takılamazlar. Kendine özgü mSATA portu bulunmakadır. Aşağıda 1 TB mSATA SSD görülmektedir.

mSATA SSD

mSATA SSD ile ilgili küçük bir hatırlatma yapalım. mSATA SSD çeşitli dönüştürücüler kullanarak SATA SSD’ye çevirmek mümkündür. Aslında bu bir çok SSD yapısı içinde geçerlidir. Aşağıda bir mSATA SSD’yi SATA SSD’ye dönüştüren çeviriciyi görmektesiniz. Böylece bir laptopta veya masaüstü bilgisayarda kullanılabilir hale getirilebilir.

4- M.2

M.2, standart kuruluşları olan PCI-SIG ve SATA-IO tarafından geliştirilmiş olup PCI-SIG M.2 ve SATA Rev. 3.2 spesifikasyonlarında tanımlanmıştır. İlk önce Next Generation Form Factor (NGFF) olarak adlandırılmış, daha sonra 2013’te resmi kuruluşlar tarafından M.2 olarak yeniden adlandırılmıştır. Birçok kişi M.2’ye hâlâ NGFF demektedir. M.2 küçük form faktörü, Wi-Fi, Bluetooth, uydu navigasyonu, Yakın Alan İletişimi (NFC), dijital radyo, Wireless Gigabit Alliance (WiGig), Wireless WAN (WWAN) ve Katı Hal Sürücüleri (SSD’ler) gibi eklenti tipi birçok kart için geçerlidir. M.2’nin, sadece SSD’lere özel form faktörüne ilişkin bir alt grubu bulunmaktadır.

M.2, fiziksel form faktörüdür. SATA ve PCIe, depolama arabirimini işaret eder yani bu veriyollarından birini kullanır.

Yukarıda SATA konusunda veriyolu hızlarını vermiştik. PCIe veriyolu hızları ise aşağıdaki gibidir.

M.2 Slotu yeni nesil anakartlar üzerinde bulunan ve slota SSD takılmasını sağlayan bir yapıdır. Anakart üzerinde yatay konumda bulunan bu yapıya M.2 tipinde SSD alınıyor ve sistem kapalı durumdayken tıpkı RAM takar gibi hiçbir kabloya ihtiyaç duyulmadan laptop veya masaüstü anakartının desteklediği ölçüde SSD’yi anakarta takıyoruz. Temel farklılık, performans ve M.2 SSD tarafından konuşulan protokoldür (dil).

M.2 spesifikasyonu, SSD’ler için hem SATA hem de PCIe arabirimini barındıracak şekilde tasarlanmıştır. M.2 SATA SSD’leri, 2.5 inç SATA SSD’lerde şu anda kullanılmakta olan aynı denetleyiciyi kullanacaktır. M.2 PCIe SSD’ler, PCIe protokolünü desteklemek için özel olarak tasarlanmış bir denetleyici kullanacaktır.

Günümüzde satılan SSD lerin 550/500 mb/s gibi okuma/yazma oranlarının olmasının nedeni de bu SATA III arayüzünün kısıtlamasıydı. 600 mb/s hızlarının üstüne çıkılabilmesi için yeni bir arayüze ihtiyaç duyuldu ve sonucunda NVMe arayüzü oraya çıktı.NVMe arayüzü SATA SSD ler gibi M.2 slotu üzerinden çalışabiliyor. NVMe arayüzünün farkı artık SATA (AHCI) arabirimini bırakarak PCI Express (PCIe) arabirimi üzerinden çalışması sağlandı, bu sayede SATA arabiriminin getirdiği bant genişliği sınırlamasından kurtulmuş olundu.

Anakart üzerinde bulunan M.2 Slotlarından (M.2 Form Faktör) bazıları SATA arayüzü üzerinden çalışırken bazıları da PCIe arayüzü üzerinden çalışıyor. Bunu dış görünüşten anlamak pek mümkün değil. Alacağınız SSD’nin SATA veya PCIe desteğinin olup olmadığını anlamak için Anakart üreticinin web sitesine bakmanız ve anakart modelinin desteğini araştırmanız gerekmektedir. Anakartınız M.2 slotunda PCIe desteği veriyorsa, bu slota PCIe destekli SSD takabilirsiniz anlamına geliyor. SATA III SSD ler saniyede 600 MB gibi hızlara çıkabilirken, PCIe SSD saniyede 32 Gbit hızlarına ulaşılabiliyor.

NVMe, PCIe disklerin okunmasını sağlayan arayüzdür. Yani daha basit bir ifade ile M.2 formunda yani bu porta takılabilecek 2 farklı SSD bulunuyor. Bunların SATA olanların AHCI, PCIe olanların NVMe kullandıklarını bilmenizde fayda var.

Samsung 960 EVO NVMe Series 1TB M.2 PCI-Express 3.0

Aşağıda bir M.2 Form faktörüne takılmakta olan bir M.2 SATA SSD‘yi görüyoruz. Bu M.2 Form faktörü SATA arabirimini desteklediğinden buraya SATA destekli bir M.2 SSD takılabilir.

M.2 Form Faktörüne Takılan M.2 SATA SSD

Aşağıda bir M.2 Form faktörüne takılmakta olan bir M.2 PCIe SSD‘yi görüyoruz. Bu M.2 Form faktörü PCIe arabirimini desteklediğinden buraya PCIe destekli bir M.2 SSD takılabilir.

M.2 Form Faktörüne Takılan M.2 PCIe SSD

Bir M.2 SSD, ya SATA’yı ya da PCIe’yi destekler. Aynı anda her ikisini de desteklemeyebilir.

Ayrıca üreticiler tarafından, ya SATA’yı ya da PCIe’yi veya bazı durumlarda her ikisini de destekleyecek sistem kartı yuvaları belirlenmiştir. Aygıtınızda hangi teknolojilerin desteklendiğini kontrol etmek için sisteminizin kullanım kılavuzuna bakmanız gerekir.Bazı anakartlarda, her ikisini de destekleyen yuvalar olabilirken bazılarında yalnızca SATA’yı veya yalnızca PCIe’yi destekleyen yuvalar bulunur.

İlk çıkan M.2 PCIe arabirim destekli yuvalara M.2 SATA SSD girer ancak çalışmaz. Ancak yeni nesil bir çok anakartta hem M.2 PCIe SSD hemde M.2 SATA SSD destekli olabileceğini yani hem M.2 PCIe hem de M.2 SATA destekleri olabileceğini hatırlatalım. Burada M.2 SSD’lerin üzerindeki çentikler (M key, B key, M+B Key) kafanızı karıştırmasın.

Bir M.2 SSD, yalnızca bir protokolü destekleyebilir ama bazı sistemlerde, SATA veya PCIe’yi destekleyebilen M.2 yuvaları bulunur.

Aşağıda M.2 Form faktörünü kullanan SSD’leri görmektesiniz.

Şimdi akla şöyle bir soru gelebilir. Anakartta M.2 slotu yoksa veya M.2 slotu PCIe x4 destekli değilse aşağıdaki gibi bir adaptörle M.2 NVME SSD‘kullanabilirsiniz. Farklı yapıda adaptörlerin bulunduğunu hatırlatalım.

5- U.2

U.2 veya diğer kod adıyla SFF-8639, oldukça yeni bir depolama arabirimidir. Kurumsal pazar için geliştirilmiş olan U.2, SAS ve SATA sürücülerle birlikte yeni PCI Express sürücülerini destekleyecek şekilde tasarlanmıştır . U.2 arabirimi, günümüzde bazı PCIe arayüzlü 2.5 inçlik disklerde karşımıza çıkıyor. M.2’nin aksine U.2 diskler, dizüstü sistemler yerine daha çok masaüstü ve sunucu sistemlerde kendine yer buluyor. U.2 arabirimi, her ne kadar büyük anakart geliştiricilerinin desteğini alsa da, çoğu anakartta bu arabirim desteklenmiyor. Eğer elinizde bir U.2 SSD varsa, bu SSD’yi anakarta bağlamak için U.2-M.2 dönüştürücüsü veya alternatif bir dönüştürücü satın almanız gerekiyor.