보조기억장치

재능없는 개발자·2023년 2월 4일
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보조기억장치에는 하드디스크와 플래시 메모리등이 있다.

플래시 메모리는 usb, sd카드, ssd를 뜻한다.

하드 디스크

하드 디스크의 구성요소

  • 플래터 - 하드디스크에서 실질적으로 데이터가 저장되는 곳
  • 스핀들 - 플래터를 회전시킴, 스핀들이 플래터를 돌리는 속도는 RPM으로 나타낸다. RPM이 15000이면 1분에 15000바퀴를 회전한다
  • 헤드 - 플래터에 데이터를 읽고 쓰는 장치
  • 디스크 암 - 헤드를 원하는 위치로 이동시켜주는 자이

플래터에 데이터가 저장되는 방식

플래터는 트랙과 섹터단위로 데이터를 저장한다.

하나의 플래터를 여러개의 트랙으로 나누고 트랙을 여러개의 섹터로 나눈다.

여러겹의 플래터 상에서 같은 트랙이 위치한 곳을 실린더라고 한다. 연속된 정보는 한 실린더에 기록된다.

연속된 정보를 하나의 실린더에 기록하는 이유는 디스크암을 움직이지 않고 바로 데이터에 접근할 수 있기 때문이다.

하드 디스크가 데이터에 접근하는 시간

  • 탐색 시간 탐색 시간은 데이터가 저장된 트랙까지 헤드를 이동시키는 시간이다.
  • 회전 지연 회전 지연은 헤드가 있는 곳으로 플래터를 회전시키는 시간이다.
  • 전송 시간 전송 시간은 하드 디스크와 컴퓨터간 데이터를 전송하는 시간이다.

찾으려는 데이터가 있는 트랙까지 헤드를 이동시키고,

그 데이터가 있는 섹터와 헤드가 일치하게 플래터를 회전시킨 다음, 컴퓨터로 데이터를 전송한다,


플래시 메모리

플래시 메모리는 전기적으로 데이터를 쓸 수 있는 반도체 기반의 저장 장치이다.

플래시 메모리의 단위

  • 셀(cell) 셀은 플래시 메모리에서 데이터를 저장하는 가장 작은 단위이다.
  • 페이지 셀이 모여 페이지가 된다.
  • 블록 페이지가 모여 블록이 된다.
  • 플레인 블록이 모여 플레인이 된다.
  • 다이 플레인이 모여 다이가 된다.

플래시 메모리의 종류

  • SLC SLC는 한 셀에 1비트를 저장할 수 있는 플래시 메모리이다. 한 셀로 두개의 정보를 저장할 수 있기 때문에 빠른 입출력이 가능하고 수명이 길다. 하지만 가격이 비싸다. 고성능 빠른 저장 장치에 사용된다.
  • MLC MLC는 한 셀에 2비트를 저장할 수 있는 플래시 메모리이다. 한 셀로 네개의 정보를 저장할 수 있어 대용화 하기 유리하다. 한 집에 두명이 사는 것과 같으므로 가격이 저렴하다. 시중에 가장많이 사용하는 플래시 메모리 모델이다.
  • TLC TLC는 한 셀에 3비트를 저장할 수 있는 플래시 메모리이다. 한 셀로 8개의 정보를 저장할 수 있다. 수명과 속도가 위의 메모리보다 속도가 떨어지지만 용량대비 가격이 저렴하다.

RAID

4TB의 하드디스크 한개와 1TB 하드디스크 4개중 무엇을 사용하는게 효율적일까?

RAID를 사용하면 1TB 하드디스크 네개로 4TB한개의 성능와 안정성을 능가할 수 있다.

RAID는 여러개의 보조기억장치를 하나의 논리적 보조기억 장치처럼 사용하는 기술이다.

RAID의 종류

  • RAID 0 여러개의 보조기억장치에 데이터를 단순히 나누어 저장하는 구성방식이다. 여러개의 하드디스크를 사용하는 것이 하나의 하드디스크를 사용하는 것보다저장된데이터를 읽고쓰는 속도가 빨라지지만, 하나의 디스크라도 문제가 생긴다면 정보를 읽는데 문제가 생길 수 있다.
  • RAID 1 RAID 1은 복사본을 만드는 방식이다. 데이터를 쓸때 복사본과 원본을 만들어 두군데의 디스크에 저장하는 방식이다. 때문에 쓰기 속도가 느려지지만 복구가 매우 간단하는 장점을 갖는다. 하지만 데이터를 저장하는데 여러개의 하드디스크가 필요하게 되고 비용이 증가한다.
  • RAID 4 RAID 4는 완전한 복사본을 만드는 대신 오류를 검출하고 복구하기 위한 정보인 패리티 비트를 이용하여 디스 크에서 오류가 생겼을때 원본으로 되돌려 놓는다. 따라서 RAID1보다 적은 양의 하드디스크를 요하지만, 패리티 비트로 완벽한 복구가 되지않을 수 있다.
  • RAID 5 RAID 5는 패리티 정보를 분산하여 저장해서 RAID4의 병목현상을 해결한다.
  • RAID 6 RAID 6는 두개의 패리티를 구성해서 오류룰 검출하고 복구할 수 있는 수단을 두개 만든다. RAID4나 5보다 안전한 구성이지만 패리티를 두개씩 저장해야 하므로, 쓰는 속도는 느려진다.
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