7-1 다양한 보조기억장치

• 하드 디스크, 플래시 메모리(SSD, USB, SD card)

하드 디스크 HDD : Hard Disk Drive

• 자기 디스크의 일종 : 자기적인 방식으로 데이터를 저장

플래터 platter

• 실제로 데이터가 저장되는 동그란 원판
• 자기 물질로 덮여 있음. N극, S극 : 0, 1의 역할

트랙 track

• 플래터에서 동심원 중 하나의 원

섹터 sector

• 트랙을 피자처럼 나눈 조각
• 블록 block : 여러 섹터의 묶음

실린더 cylinder

• 여러 겹의 플래터 상에서 같은 트랙이 위치한 곳을 모은 것
• 연속된 정보는 한 실린더에 기록

스핀들 spindle

• 플래터를 회전시키는 구성 요소
• RPM : 스핀들이 플래터를 회전시키는 속도. 회전수/분

헤드 Head

• 플래터에서 데이터를 읽고 쓰는, 바늘처럼 생긴 부품

디스크 암 Disk arm

• 헤드를 원하는 위치로 이동시킴.

데이터 접근 시간

탐색 시간 seek time

• 접근하려는 데이터가 저장된 트랙까지 헤드를 이동시키는 시간

회전 지연

• 헤드가 있는 곳으로 플래터를 회전시키는 시간

전송 시간

• 하드 디스크와 컴퓨터 간에 데이터를 전송하는 시간

다중 헤드 디스크, 고정 헤드 디스크

• 단일 헤드 디스크 == 이동 헤드 디스크
• 다중 헤드 디스크 == 고정 헤드 디스크 : 헤드가 트랙마다 달림. 탐색 시간 X

플래시 메모리 flash memory

• NAND 플래시 메모리 : 대용량 저장 장치, 보조기억장치
• NOR 플래시 메모리

셀 cell

• 플래시 메모리에서 데이터를 저장하는 가장 작은 단위
• SLC Single Level Cell: 한 셀에 1비트 저장
• MLC Multiple Level Cell: 한 셀에 2비트 저장
• TLC Triple-Level Cell: 한 셀에 3비트 저장

SLC

• 한 셀에 0, 1 두 정보 표현. 비트 빠른 입출력 가능
• 용량 대비 가격이 높음. 수명 긺. 고성능

MLC

• 한 셀에 00, 01, 10, 11 4가지 정보 표현.

TLC

• 한 셀에 000, 001, 010, 011, 100, 101, 111 8가지 정보 표현.
• 읽기, 쓰기 속도 느림.
• 용량 대비 가격 저렴. 수명 짧음

셀 cell -페이지 page - 블록 block - 플레인 plane - 다이 die

페이지의 상태

• Free 상태 : 새로운 데이터 저장할 수 있는 상태. 빈 종이
• Valid 상태 : 이미 유효 데이터 저장함
• Invalid 상태 : 유효하지 않은 데이터 저장. 쓰레기값

가비지 컬렉션

• 쓰레기값을 정리하기 위한 기능
• 유효한 페이지만을 새로운 블록으로 복사, 기존의 블록 삭제

7-2 RAID의 정의와 종류

RAID의 정의

• Redundant Array of Independent Disks
• 하드 디스크와 SSD를 사용하는 기술.
• 데이터의 안전성, 높은 성능을 위해 여러 물리적 보조기억장치를 하나의 논리적 보조기억장치처럼 사용하는 기술

RAID의 종류

• RAID 구성 방식에 따라 RAID 레벨로 나뉨

RAID 0

• 여러 보조기억 장치에 단순히 나누어 저장하는 방식
• 스트라입 : 분산되어 저장된 데이터
• 스트라이핑 : 분산하여 저장하는 것
• 하드디스크 하나에 문제가 생기면 다른 하드디스크 정보 읽는데에 문제 발생

RAID 1

• 복사본 만들기 미러링
• 두 곳에 같은 내용 저장 - 쓰기 속도 느림
• 복사본 용량만큼 하드디스크 필요, 비용 증가

RAID 4

• 패리티 비트로 다른 하드디스크의 오류 검출, 복구
• 새로운 데이터가 저장될 때마다 패리티를 저장하는 디스크에도 데이터를 쓰므로 병목 현상 발생
  • 예시 이미지에서 패리티 디스크는 다른 하드디스크에 비해 입력이 3배 많음

RAID 5

• 패리티 정보를 분산하여 저장

RAID 6

• 패리티 정보를 두 개씩 저장
• RAID 5 보다 쓰기 속도는 느리지만, 데이터를 더욱 안전하게 보관

Nested RAID

• 여러 방식 혼합한 RAID
• RAID 0 + RAID 1 = RAID 10
• RAID 0 + RAID 5 = RAID 50