3 TB ve Üstü Disklerin Kullanımı ve 4K Advanced Format

Dün gelen bir soru zaten yazmam gereken bu konuyu öne çekmeme sebep oldu. Soru şuydu;

"Yeni aldığım 3 TB harici disk MBR olmasına rağmen tek parça olarak bölümlenmiş ve tamamını kullanabiliyorum. Hani MBR diskler için 2 TB sınırı vardı?"

Bu yazıda bu sorunun cevabını verirken bir yandan da 4 K Advanced Format'ın ne olduğunu, 2 TB sınırının nereden geldiğini ve 3 TB ve üstü diskleri hangi şartlarda tam kapasite olarak kullanılabileceğini anlatacağım.

Sabit disklere ve bunların çalışma prensiplerine meraklı arkadaşlar dilerlerse alttaki yazıları da okuyabilirler;

• UEFI ve GPT nedir?
• Sabit Disk (I) : Bir Diskin Ön Yüklenme (Boot) Süreci ve MBR
• Sabit Disk (II) : Disklerde Bölme ve Genişletme (Birleştirme) Prensipleri
• Sabit Disk (III) : Fabrika Çıkışı 4'e Bölünmüş ve Kulanıcının Yeni Bölüntü Oluşturmasına İzin Vermeyen Diskler

2 TB sınırı nedir?

Bazı kaynaklarda konunun 32 bit işletim sistemi ile alakalı olduğu belirtiliyor. Bu tamamen yanlış. İşletim sisteminin 32 bit olması veya 64 bit olmasının konuyla bir alakası yok.

Bilgisayar tarihi boyunca belki de bilgisayar geliştiricilerine en çok sıkıntıyı yaratan donanım diskler oldu. Çoğunuz bilmez ama 2 TB sınırından önce de sınırlar vardı; 10.9 MB - 16.7 MB - 33.6 MB - 134 MB - 528 MB - 2.1 GB - 4.2 GB - 8.4 GB - 137 GB gibi.

Hatta şimdilik bizi ilgilendirmediği için kaale almıyoruz ama önümüzde 128 PB (131,072 TB) sınırı da var. Bu sınıra çok olduğunu, ömrünüzün yetmeyebileceğini düşünebilirsiniz ama çok da uzak olmayan bir geçmişte Bill Gates, 540 KB'ın herkes için yeterli olduğunu düşünüyordu. Daha yakın bir geçmişte çoğu insan için 500 MB'ın üzerinde bir depolama alanlarının olması hayal bile edilmesi güç bir şeydi.

Neyse konumuza geri dönelim.

Sabit disklerde depolanan veriler, sektör adı verilen (512 Bayt büyüklüğünde) küçük mantıksal bloklar halinde biçimlendirilirler. Bir sektörün yapısını altta görüyorsunuz;

▪ Aralık, sektörleri birbirinden ayırmak için kullanılan alandır.
▪ Senkronizasyon bölümü, sektörün başlangıcını belirtir.
▪ Adres işareti, sektörün diskteki konumunu (Adresini) belirtir.
▪ Data bölümü, sektörün verileri depoladığı alandır.
▪ ECC bölümü, okuma veya yazma işlemi sırasında zarar görmüş olabilecek verilerin
onarımı ve kurtarılması için kullanılır.

Diske kaydedilen verilerin milyonlarca sektör arasında kaybolmaması için her sektörün bir adresi olur. Böylece işletim sistemi her verinin hangi sektörde olduğunu tam olarak bilir. Bunu devletin her vatandaşının adresini kayıt altına almasına benzetebilirsiniz. Böylece devlet gerektiğinde her vatandaşı kolaylıkla bulacaktır

İşte dananın kuyruğunun koptuğu nokta da burası. Burada anlatmanın hem çok uzun olacağı hem de son derece teknik olacağı bir takım karmaşık sebeplerden dolayı günümüzde (BIOS kullanan bilgisayarlarda) maksimum 32 bitlik adresler kullanılabiliyor. Bunun anlamı bilgisayarlar ikilik sistemle çalıştığı için 2 üzeri 32 (2^32) kadar adres kulşanabileceğimiz. Yani maksimum 4.294.967.296 tane sektöre adres verebiliyoruz.

Bir benzetmeyle açıklamak gerekirse; 3 haneli telefon numaralarının kullanıldığı bir sistem düşünün. Bu sistemde 1 000 abone telefon kullandığı sürece sorun yoktur çünkü 000'dan 999'a kadar telefon numaraları kullanabilirsiniz. Ancak 1001. abone geldiğinde artık ona telefon bağlayamazsınız çünkü 1001. benzersiz telefon numarasını türetmeniz mevcut sistem içinde mümkün değildir. 32 bitlik adres sisteminde de 4.294.967.297. sektöre benzersiz bir adres veremezsiniz artık.

Bir sektör 512 Bayt olduğu için 4.294.967.296 ile 512'yi çarparız ve maksimum disk boyutumuzun 2.147.483.648 KB olduğu sonucuna götürür bizi. Bu başka bir deyişle 2.097.152 MB (2.147.483.648/1024) ya da 2.048 GB (2.097.152/1024) ya da 2 TB eder. İşte 2 TB sınırının altında yatan sebep 32 bitlik adresleme sistemi ile adresleyebileceğimiz sektör sayısının bir sınırı olması.

Peki bu sınır nasıl aşılacak?

UEFI

Sınır zaten UEFI tabanlı modern bilgisayarlar için çoktan aşılmış durumda. BIOS'un yerini alan UEFI, 64 bitlik adres sistemi kullandığı için 2 üzeri 64 (2^64)kadar adres oluşturabiliyorsunuz. Şimdi hesaplarla uğraşmayalım ama bu hayal edebileceğinizin çok üzerinde bir rakama tekabül ediyor. 2.2 TB'ın milyar kat fazlası gibi!

Ancak 2. bir yol daha var: 4K!

Dikkat ettiyseniz -sanki Allah'ın emriymiş gibi- hep bir sektörün 512 Bayttan oluştuğunu belirttik. Gerçekten de 30 yıldan fazla bir süredir bilgisayar sektörü için bu boyut Allah'ın emri gibi bir şeydi. Bütün işletim sistemleri buna göre tasarlandı. Internet'te bu konuda bulabileceğiniz bilgilerin tamamı hep bu sabite göre yazılmıştır. Oysa 2011'den bu yana disk üreticileri 4K (4096 Bayt) boyutunda sektörlere sahip diskler üretiyorlar.

Bir önceki bölümü hatırlarsak aslında depolanacak alanının büyüklüğünün değil bu verilerin depolanacağı sektörlerin sayısının kısıtlı olduğunu görmüştük. Yani maksimum 4 milyar civarı sektöre adres atayabiliyorduk. Sektörlerin depolayacağı veri 512 Bayt olunca bu sayıdaki sektör 2 TB'a denk geliyordu. Peki sektör boyutunu 4K yapar yani sektör boyutunu 8 kat arttırırsak ne olur?

Cevap basit; 2 TB olan sınır 16 TB'a yükselir bir anda. Böylece yazının başında söz konusu ettiğim sorunun da cevabına ulaşmış oluruz.

Evet, 4K Advanced Format disklerde BIOS/MBR sisteminiz olsa bile 16 TB'a kadar tek parça bölümler oluşturabilir bu boyuta kadar olan diskleri tam kapasite olarak kullanabilirsiniz.

Yukarıda da bahsettim; Microsof'un sitesi dahil neredeyse tüm kaynaklarda yer alan bilgiler "Sektör boyutu=512 Bayt" sabitine göre değerlendirilmesi gereken bilgilerdir. Yani burada yazdıklarımın tam tersini yazıyor olabilirler. Bu bilgiler 4K sektörlere sahip dikler için geçersiz bilgilerdir.

Peki neden bu diskler daha önce kullanılmadı?

Bunun sebebi işletim sistemlerinin uyumlu olmaması ile alakalı. Eski işletim sistemleri bu diskleri doğru hizalayamaz.

Hangi işletim sistemleri 4K diskleri destekliyor?

4K'nın da 2 türevi var:

• Öykünmeli 4K (512e): 512e türevi, bir geçiş türevi ve geçiş sancılarını azaltmak için oluşturulmuş geçici bir çözüm. Bu disklerde sektörler fiziksel olarak 4K'dır ancak bir emülasyon (Öykünme) katmanı sayesinde işletim sistemlerince 512 Baytlık (mantıksal olarak bölünmüş) sektörler halinde işlem görürler. Bu diskleri Windows Vista ve Windows 7 -Windows güncellemeleri ile otomatik olarak yüklenen bir yama güncellemesi ile-  Windows 7 SP1 ve üzeri ise varsayılan olarak desteklerler. 
• Gerçek 4K: Adından da anlaşılabileceği üzere hiçbir emülasyon olmadan fiziksel olarak da mantıksal olarak da 4K sektörler kullanan diskler. Bu diskleri Windows 8 ve üzeri işletim sistemleri desteklerler. 

3 TB ve Üstü Disklerin Kullanımı

Son sözü ilk olarak söyleyeyim: İmkanınız varsa bu diskleri GPT olarak kullanın. Böylece başınız hiç ağrımaz.

İmkânınız varsa ne demek?

• 3 TB ve üstü bir diski depolama amaçlı kullanacaksanız (İşletim sistemi yüklemeyecekseniz) Windows Vista ve üzeri işletim sistemi kullanıyor olmanız yeterli. Başka bir gereksinim yok.
• 3 TB ve üstü bir diski sistem diski olarak kullanacaksanız (İşletim sistemi barındıracaksa) sisteminizin UEFI desteğine sahip olması gerekir. UEFI desteğine sahip bir bilgisayara 64 bit olmak kaydıyla Windows Vista ve üzeri işletim sistemlerini yükleyebilirsiniz.

Şimdi genel kurallara geçelim;

• Windows Vista ve üzerinde, (3 TB ve üstü) diski GPT olarak kullanabilirsiniz.
• Windows Vista ve üzerinde, (3 TB ve üstü) GPT başlattığınız diskinize Windows yükleyebilirsiniz. Ancak UEFI şarttır.
• Windows Vista ve üzeri, GPT diske yüklenecekse 64 bit sürümü şarttır.
• Intel RST sürücüsü kullanıyorsanız 10.1 sürümünün üstü olmalıdır.
• BIOS/MBR sistemlerde bu disklerin sadece 2 TB'lık bölümünü kullanabilirsiniz. Ancak diskiniz 4K Advanced Format ise tam kapasite olarak kullanabilirsiniz.
• Windows XP, GPT diskleri desteklemez.
• Windows XP, MBR diskleri 800 GB olarak görür. (3. parti sürücülerle bu limit 2 TB'a kadar yükseltilebilir.)

Diskimin 4K Advanced Format olup olmadığını nasıl anlarım?

Bu arada olası bir yanlış anlaşılmanın önüne geçeyim; Sürücüleri biçimlendirirken yapabildiğiniz bir ayar var; Birim ayırma boyutu. Bunun orijinal ismi Cluster'dir ve konuyla bir alakası yoktur. Yani 4K bir disk fabrikada bu şekilde üretilir. Sonradan 512 Bayt sektörlere sahip bir diski 4K yapamazsınız.

Bu basit. Bir Komut İstemcisi (Yönetici Haklarıyla) açın ve fsutil fsinfo ntfsinfo C: komutunu girin. (C yerine hangi diski kontrol edecekseniz o diskte yer aan bir sürücünün harfini yazın. Örneğin fsutil fsinfo ntfsinfo F: gibi) Açılan pencerede Bytes Per Sector ve Bytes Per Physical Sector değerlerine bakın. Sırasıyla 512/512 değerleri standart bir diski, 512/4096 değerleri Öykünmeli 4K (512e) diski ve 4096/4096 değerleri Gerçek 4K diski temsil eder.

Standart 512 Bayt disk

Gerçek 4K

Öykünmeli 4K (512e)

4K Advanced Format hakkında ek bilgiler/notlar

Yukarıda 512 Baytlık bir sektörü resimle anlatmıştım. Altta da 4K bir sektör görüyorsunuz;

• Gördüğünüz gibi 4K sektör, 8 adet 512 bayt sektörün her birinin sahip olduğu 8 tane Aralık, Senkronizasyon ve Adres bölümlerinin yerine birer tane Aralık, Senkronizasyon ve Adres bölümleri içeriyor. Böylece 7'şer bölümden tasarruf etmiş oluyoruz. Bu da disk alanında %10 kadar verimlilik artışı sağlıyor.
• EEC bölümü 2 katına çıkıyor. Bu ise hata düzeltme, disk stabilitesi ve sağlığının çok daha iyi olması demek.

4K sektöre geçiş bir zorunluluktur!

512 Bayt sektör boyutlu biçim gün geçtikçe artan depolama boyutları yüzünden sorunlar yaşanmasına sebep oluyor. Örneğin 250 GB kapasiteli bir diskte 500 milyon sektör varken, 3 TB kapasiteli bir diskte 6 milyar sektör bulunur. Plakaların alanı aynı olduğu için bu gelişmenin tek çözümü plakalar üzerindeki sektör boyutunu küçültmektir. Yani (Tamamen atıyorum) eskiden 1 cm²'ye 10 sektör sığıyorduysa şimdi 1000 sektör sığdırmak zorundasınız. Ancak bunun hem bir sınırı vardır hem de küçülttükçe manyetik alanın gücü azalmakta ve hata oranları artmaktadır.

Ayrıca okuyucu kafa plakaya o kadar yakın çalışır ki bunu insan gözünün görmesi mümkün değildir. Bu ise sık sık donanımsal bozulmalara sebep olur. Bu yüzden hata düzeltme alanının 2 katına çıkması disk sağlığı açısından çok önemlidir.

Yazıdaki resimlerin bir kısmı Seagate'in sitesinden alınmış ve tarafımdan düzenlenmiştir.