💻 보조 기억 장치

 

다양한 보조기억장치

하드디스크

• 하드디스크
  • 자기적인 방식으로 데이터를 저장하는 보조기억장치
  • 자기디스크의 일종으로 지칭하기도 함
  • 플래터
    • 하드디스크에서 실질적으로 데이터가 저장되는 곳
    • 자기 물질로 덮여 있어 수많은 N극과 S극을 저장함
  • 스핀들
    • 플래터를 회전시키는 구성 요소
    • 스핀들이 플래터를 돌리는 속도는 분당 회전수를 나타내는 RPM 이라는 단위로 표현
  • 헤드
    • 플래터를 대상으로 데이터를 읽고 쓰는 구성 요소
    • 플래터 위에서 미세하게 떠 있는 채로 데이터를 읽고 쓰는 부품
    • 디스크 암
      • 원하는 위치로 헤드를 이동시키는 것
  • 실린더
    • 여러 겹의 플래터 상에서 같은 트랙이 위치한 곳을 모아 연결한 논리적 단위
• 플래터는 트랙과 섹터라는 단위로 데이터를 저장함
  • 트랙 : 플래터를 여러 동심원으로 나누었을때 그 중 하나의 원
  • 섹터 : 여러 조각으로 나누어진 트랙의 조각 단위. 하드디스크의 가장 작은 전송 단위
• 하드디스크가 저장된 데이터에 접근하는 시간
  • 탐색 시간
    • 접근하려는 데이터가 저장된 트랙까지 헤드를 이동시키는 시간
  • 회전 지연
    • 헤드가 있는 곳으로 플래터를 회전시키는 시간
  • 전송 시간
    • 하드 디스크와 컴퓨터 간에 데이터를 전송하는 시간

플래시 메모리

• 플래시 메모리
  • USB, SD 카드, SSD
  • 전기적으로 데이터를 읽고 쓸 수 있는 반도체 기반의 저장장치
  • ROM에도 쓰이고 일상적으로 접하는 거의 모든 전자 제품 안에 내장 되어 있음
• 셀 단위
  • 셀이란 플래시 메모리에서 데이터를 저장하는 가장 작은 단위
  • 셀이 모이고 모여 MB, GB, TB 용량을 가짐
  • SLC
    • 한 셀에 1비트를 저장할 수 있는 플래시 메모리
    • 빠른 입출력이 가능함
    • 수명도 길어서 수만에서 수십만 번 가까이 데이터를 쓰고 지우고를 반복할 수 있음
    • 용량 대비 가격이 높음
    • 데이터를 읽고 쓰기가 매우 많이 반복되고 고성능의 빠른 저장 장치가 필요한 경우 사용
  • MLC
    • 한 셀에 2비트를 저장할 수 있는 플래시 메모리
    • 대용화하기 유리함
    • 시중에서 사용되는 많은 플래시 메모리 저장장치들이 이 타입임
  • TLC
    • 한 셀에 3비트를 저장할 수 있는 플래시 메모리
    • 대용량화 하기 유리함
    • 수명과 속도가 떨어지지만 용량 대비 가격이 저렴함
• 플래시 메모리의 단위
  • 셀 < 페이지 < 블록 < 플레인 < 다이
  • 읽기와 쓰기 단위는 페이지 단위로 이루어짐
  • 삭제는 블록단위로 이루어짐
    • 읽기 쓰기와 삭제 단위가 다름
  • 페이지의 상태
    • Free 상태
      • 어떠한 데이터도 저장하고 있지 않아 새로운 데이터를 저장할 수 있는 상태
    • Valid 상태
      • 이미 유효한 데이터를 저장하고 있는 상태
      • Valid 상태인 페이지에는 새 데이터를 저장할 수 없다
    • Invalid 상태
      • 쓰레기 값이라 부르는 유효하지 않은 데이터를 저장하고 있는 상태
• 가비지 컬렉션
  • SSC를 비롯한 플래시 메모리가 쓰레기 값을 정리하기 위해 만든 기능

RAID의 정의와 종류

RAID의 정의

• RAID
  • 주로 하드 디스크와 SSD를 사용하는 기술로, 데이터의 안정성 혹은 높은 성능을 위해 여러 개의 물리적 보조기억장치를 마치 하나의 논리적 보조기억장치처럼 사용하는 기술

RAID의 종류

• RAID 레벨
  • RAID 구성방법
  • RAID 0, RAID1, RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 5, RAID 6이 대표적임
  • RAID 0
    • 여러 개의 보조 기억장치에 데이터를 단순히 나누어 저장하는 구성 방식
    • 스트라입 : 줄무늬처럼 분산되어 저장된 데이터
    • 스트라이핑 : 분산하여 저장하는 것
    • 읽고 쓰는 속도가 빠름
    • 저장된 정보가 안전하지 않음
  • RAID 1
    • 복사본을 만드는 방식
    • 미러링이라고도 부름
    • 속도는 RAID 0보다 느림
    • 복구가 매우 간단함
    • 하드 디스크 개수가 한정되었을때 사용 가능한 용량이 적어지는 단점이 있음
    • 비용이 증가함
  • RAID 4
    • RAID 1처럼 완전한 복사본을 만드는 대신 오류를 검출하고 복구하기 위한 정보를 저장한 장치를 두는 구성 방식
    • 패리티 비트
      • 오류를 검출하고 복구하기 위한 정보
    • 데이터가 저장될 때마다 패리티를 저장하는 디스크에도 데이터를 쓰게 되므로 패리티를 저장하는 장치에 병목 현상이 발생한다는 문제가 있음
  • RAID 5
    • 패리티 정보를 분산하여 저장하는 방식
  • RAID 6
    • 기본적으로 RAID 5와 구성은 같지만 서로 다른 두개의 패리티를 두는 방식
    • 오류를 검출하고 복구할 수 있는 수단이 두개가 생김
    • 안전한 구성
    • 새로운 정보를 저장할 때마다 함께 저장할 패리티가 두 개 이므로 RAID 5보다 느림

참고 자료
혼자 공부하는 컴퓨터구조 + 운영체제