İşletmelerde kullanılan katı hal diskler (SSD), dönen manyetik diskler veya optik ortamlar yerine, hareketsiz flaş bellek teknolojisi kullanan veri depolama aygıtlarıdır. SSD’ler, SATA veya SAS gibi geleneksel sabit disk arabirimleriyle uyumludur ve 3,5-inç, 2,5-inç veya 1,8-inç gibi mevcut hard disk drive (HDD) boyutlarına sahiptir. Mekanik disklerdeki artan dönüş hızı (RPM rotation per minute) daha fazla performans ve beraberinde sıcaklık problemi de getirmiştir. Problemlerin çözümünde kullanılan teknikler limitlerine yaklaşırken mekanik disklere alternatif olarak HHD teknolojisinden tamamen farklı bir mimariye sahip olan katı hal sürücüler üretilmeye başlanmıştır. Katı hal sürücülerde USB flaş disklerde kullaılan NAND teknolojisi kullanılmıştır fakat katı hal disklerde kullanılan NAND’ın kalitesi, ilgili kontrol birimi ve arabirimi farklıdır. Katı hal sürücülerin iç yapısını anlamak için DRAM, NAND ve flaş bellek kavramlarını bilmek gerekir.

DRAM

Dinamik rastgele erişimli bellek anlamına gelen DRAM teknolojisinde her bit veri, entegre bir devre içindeki ayrı bir kapasitörde saklanır. Gerçek kapasitörler şarjı sızdırdığı için kapasitör şarjı düzenli olarak yenilenmedikçe veriler silinir. DRAM, bu yenileme gereksiniminden ötürü, SRAM ve diğer statik belleklerin aksine, dinamik bir bellektir. DRAM’in avantajı sunduğu yapısal basitliktir. SRAM’deki dört transistöre karşılık, DRM her bit için sadece bir transistör ve bir kapasitör bulundurmaktadır. Bu özellik, DRAM’in çok yüksek bir yoğunluğa ulaşmasını sağlar. Güç kaynağı çıkarıldığında verileri yitirdiği için DRAM, flaş belleğin aksine, uçucu bir bellektir.

Flaş Bellek

Flaş bellek enerji kesildiğinde sakladığı veriyi koruyabilen, yeniden yazılabilir bellektir. DRAM’nin aksine, verilerin yazılması için, veri bloklarının silinmesini gerektirir ve bu yüzden yazma performansı okuma performansından düşüktür. Flaş bellek sınırlı sayıda yazımı destekler ve bu sayı kullanılan teknolojiye göre değişir. Flaş bellek, NAND veya NOR tabanlıdır. SSD ürünleri, daha dayanıklı ve daha uygun maliyetli olmaları, hücrelerinin daha yoğun olması ve yazma/silme işlemlerinin NOR flaş belleğe göre daha hızlı olması sebebiyle, NAND flaş bellekten faydalanmaktadır. NOR flaş bellek, programların ikili kodunu depolamak için tasarlanmıştır ve okuma işlemlerinde yüksek performans sağlar.

NAND

NAND, elektriksel olarak silinip tekrar programlanabilen bir flaş bilgisayar diski çeşidi oluşturmak için kullanılan ağ geçidi yapısı teknolojisidir.NAND’ın enerji kesildiğinde veriyi koruma özelliği, yonga içinde saklanan bilgilerin enerji harcanmadan tutulmasına olanak sağlar. 2010’dan itibaren, katı hal sürücüleri yaygın olarak NAND tabanlı flaştan üretilmeye başlanmıştır. NAND flaş, tek seviyeli hücre (SLC) veya çok seviyeli hücre (MLC) flaş teknolojisinden faydalanır. SLC NAND, hücre başına bir bit saklar ve hücre başına yaklaşık 50.000 yazım gibi yüksek bir dayanıklılığa sahiptir. MLC NAND, hücre başına iki bit saklar ve bu özelliği ile daha yüksek kapasitede veri saklanmasına olanak sağlar fakat SLC NAND’a göre daha kısa sürede aşınır. MLC NAND, SLC flaşın gösterdiği dayanıklılığın yaklaşık onda birine sahiptir. Kullanım ömrü yaklaşık 1000 yazım olup hücre başına 3 bit veri saklayabilen ve kullanım ömrü birkaç yüz yazım ile sınırlı olup hücre başına 4 bit veri saklayabilen NAND flaş bellekler ise oldukça sınırlı sayıda yazım gerektiren uygulamalara yöneliktir.

Katı Hal Sürücü (SSD) ve Hard Disk Sürücü (HDD) arasındaki farklar

Katı hal sürücüleri hard disk sürücülerden ayıran veri saklama mimarilerinin tamamen farklı olmasıdır. Katı hal sürücülerinde mekanik disklerde bulunan dönen manyetik diskler yerine tamamen hareketsiz ve genellikle NAND flaş teknolojisinin kullanıldığı bellek çipleri bulunur. Bu özelliğiyle katı hal sürücüler geç ısınma ve sessiz çalışma avatanjlarını sağlarlar. Hard disk sürücüler verileri doğrudan ana bilgisayardan alarak manyetik disklere yazabilmelerine karşılık katı hal sürücüler çok büyük veri bloklarını bir seferde yazmak için, önce silip ardından yeniden yazmaları gerekir ve bu yüzden yazma hızında hard disk sürücülere karşı kaydadeğer bir üstünlük gösteremezler. Diğer yandan katı hal sürücülerin okuma hızı hard disk sürücülere göre oldukça hızlıdır. Katı hal sürücüler ve hard disk sürücüler verimlilik bakımından farklı güçlere sahip oldukları için, birbirilerini tamamlayabilir ve bir arada kullanılabilirler. Katı hal sürücüler çok hızlı rastgele veri erişimi (saniyede girdiler-çıktılar veya IOPS, performans), düşük güç tüketimi, küçük boyut ve yüksek fiziksel dayanıklılık özellikleriyle öne çıkarken katı hal sürücüler yüksek kapasite, dayanıklılık ve güvenilirlik özelliklerini çok daha düşük bir fiyatla sunarak bilişim dünyasındaki yerini korumakta. Katı hal sürücü ve hard disk sürücü arasındaki farkları daha net görebilmek için aynı üreticinin profesyonel çözüm olarak farklı teknolojilerle ürettiği iki ürünün karşılaştırmasını içeren aşağıdaki tablo incelenebilir.

	800GB SSD	600GB HDD
Arabirim	6-Gb/s SAS	6-Gb/s SAS
Garanti edilen mantıksal blok	1,562,824,368	1,172,123,568
Programlama Sayfa Boyutu	8192B	-
Yazılabilir Disk Yoğunluğu(avg)	-	225Gb/in2
Yükseklik (maksimum)	15.00mm (0.591 inç)	26.10mm (1.028 inç)
Genişlik (maksimum)	70.10mm (2.760 inç)	101.85mm (4.010 inç)
Uzunluk (maksimum)	100.45mm (3.955 inç)	146.99mm (5.787 inç)
Ağırlık (tipik)	160g (0.353 lb)	686g (1.51 lb)
Dönüş Hızı (RPM)	-	15,000 RPM
Sürdürülebilir veri transfer hızı	370MB/s	-
Ortalama Gecikme	0.273ms	2.0ms
Ortalama okuma arama süresi	0.293ms	3.4ms
Ortalama yazma arama süresi	0.137ms	3.9ms
G/Ç veri transferi hızı	600MB/sn	600MB/s
Onarılamayan okuma hataları	1 in 1016	1 in 1016
Ortalama boşta güç	4.38W	11.68W
Ortalama çalışma gücü	5.93W	16.35W
Çalışır durumda sıcaklık	5°–60°C	5°–55°C
Çalışmaz durumda sıcaklık	-40°–70°C	-40°–70°C
Çalışma Darbesi (maks.)	1000 Gs for 0.5ms	60 Gs for 2ms
Çalışma dışı Darbe (maks.)	1000 Gs for 0.5ms	300 Gs for 2ms
Gürültü (Idle Volume)	Yok	3.6 bels