chapter 07 보조기억장치
07-1 다양한 보조기억장치
핵심 키워드: 하드 디스크, 플래터, 데이터 접근 시간, 플래시 메모리, 페이지, 블록
하드 디스크
플래터 (platter) - 하드 디스크에서 실질적으로 데이터가 저장되는 곳
스핀들 (spindle) - 플래터를 회전시키는 구성 요소
헤드 (head) - 플래터를 대상으로 데이터를 읽고 쓰는 구성 요소
디스크 암 (disk arm) - 헤드를 원하는 위치로 이동시키는 팔
트랙 (track) - 플래터의 여러 동심원으로 나눴을 때 그 중 하나의 원
섹터 (sector) - 트랙을 여러 조각으로 나눈 조각 중 하나
실린더 (cylinder) - 여러 겹의 플래터 상에서 같은 트랙이 위치한 곳을 모아 연결한 논리적 단위
- 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
셀 (cell) - 플래시 메모리에서 데이터를 저장하는 가장 작은 단위
Trade-off!) 한 셀에 1비트만 표현이 가능한 SLC, 3비트까지 표현이 가능한 TLC 타입이 있는데, 한 셀에 여러 표현이 가능해지면 가격은 내려가지만, 수명과 속도가 떨어집니다.
썼다, 지우기를 자주 반복해야 하는 경우 혹은 높은 성능을 원하는 경우 고가의 SLC (single level cell) 타입
저가의 대용량 저장 장치를 원한다면 TLC (triple level cell) 타입, 그 중간을 원한다면 MLC (multiple level cell) 타입
셀들이 모여 만들어진 단위를 페이지, 페이지가 모여서 블록, 블록이 모여서 플레인, 플레인이 모여서 다이가 됩니다.
플래시 메모리의 읽기 쓰기 단위는 페이지이지만, 삭제는 블록 단위로 이루어 집니다.
- free 상태 - 새로운 데이터를 저장할 수 있는 상태
- valid 상태 - 유효한 데이터를 저장 중인 상태
- invalid 상태 - 유효하지 않은 데이터를 저장하고 있는 상태를 의미합니다.
플래시 메모리는 하드 디스크와 달리 덮어 쓰기가 불가능하므로 한 페이지의 데이터를 수정하고 싶다면,
블록째 free 상태인 공간으로 valid 상태의 데이터를 복사하고 동시에 수정하고자 하는 데이터를 저장하고,
기존 블록은 이제 invalid 상태인 데이터가 될텐데 이를 폐기하는 방식으로 수정하게 됩니다.
이 때 invalid 상태인 데이터를 수거하는 가비지 컬렉션 (garbage collection) 기능을 이용하여 정리합니다.
07-2 RAID의 정의와 종류
핵심 키워드: RAID, RAID0, RAID1, RAID4, RAID5, RAID6
RAID의 정의
RAID (redundant array of independent discks) - 주로 하드 디스크와 SSD를 사용하는 기술로, 데이터의 안전성 혹은 높은 성능을 위해 여러 개의 물리적 보조기억장치를 마치 하나의 논리적 보조기억장치처럼 사용하는 기술을 의미합니다.
RAID의 종류
RAID0
줄무늬처럼 분산되어 저장된 데이터를 스트라입 (stripe)이라 하고, 분산하여 저장하는 것을 스트라이핑이라 합니다.
단점은 저장된 정보가 안전하지 않습니다.
RAID1
복사본을 만드는 방식입니다. 마치 거울처럼 완전한 복사본을 만드는 구성이기에 미러링이라고도 부릅니다.
장점은 복구가 매우 간단하다, 단점은 하드 디스크의 개수가 한정되었을 때 사용 가능한 용량이 적어집니다.
RAID4
RAID1처럼 완전한 복사본을 만드는 대신 오류를 검출하고 복구하기 위한 정보를 저장한 장치를 두는 구성 방식입니다. 이 때 ‘오류를 검출하고 복구하기 위한 정보’를 패리티 비트라고 합니다.
RAID5
패리티 정보를 분산하여 저장하는 방식으로 패리티를 저장하는 장치에 병목 현상이 일어나는 것을 해소합니다.
RAID6
서로 다른 두 개의 패리티를 두는 방식으로 오류를 검출하고 복구할 수 있는 수단이 두 개가 생긴 셈입니다.
데이터 저장 속도를 조금 희생하더라도 데이터를 더욱 안전하게 보관하고 싶을 때 사용하는 방식입니다.
