[Computer Architecture] HDD와 SSD 차이

임수정·2024년 7월 12일
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HDD(Hard Disk Drive)

SSD(Solid State Drive)

SSD와 HDD는 보조 기억 장치에 속한다. 보조 기억 장치는 RAM, CPU와 함께 컴퓨터의 전체적인 속도를 좌우하는 요소 중 하나이다.

SSD가 처음 탄생할 당시에는 초기 성능은 낮아도 HDD를 대체할 만큼의 성능 향상이 이루어지리라 예측되었다. 실제로 기술이 발전하고 개량이 진행되어 성능은 이미 HDD를 훨씬 능가하는 상황이고, 용량 수율 또한 개선됨에 따라서 가격도 꾸준히 떨어지고 있어 그 예측이 현실화 되었다.

📍 HDD(Hard Disk Drive)

HDD는 비휘발성, 순차접근이 가능한 컴퓨터의 보조 기억 장치이다.
전원이 꺼지더라도 저장된 데이터는 유지되는 비휘발성 메모리의 일종이다.
보호 케이스 안에 있는 플래터를 회전시켜, 이것에 자기 패턴으로 정보를 기록한다.

2.5인치 SATA 하드 디스크 드라이브의 내부

여기서 이 플래터를 구동하는 장치가 스핀들 모터로 이루어진 것이 특징이다.

데이터는 플래터 표면의 코팅된 자성체에 기록되며, 회전하는 플래터 위에 부상하는 입출력 헤드에 의해 자기적으로 데이터를 쓰고 읽을 수 있다.

📍 SSD(Solid State Drive)

기존의 HDD와 달리 집적 회로 어셈블리를 사용하여 데이터를 저장하는 저장 장치이다.
SSD는 플래시 메모리 기술을 활용하여 액세스 기간을 단축하고 전반적인 성능을 향상시킨다.
반도체를 이용한 하드디스크이다.

SSD는 그리드와 같은 패턴으로 구성된 NAND 플래시 메모리 칩으로 구성되어 있습니다. 이러한 메모리 칩에는 전원이 꺼진 경우에도 데이터를 저장하고 유지할 수 있는 수십억 개의 개별 트랜지스터가 포함되어 있습니다. 데이터는 전기적으로 프로그래밍하고 삭제할 수 있는 메모리 셀에 저장된다. 이는 비휘발성 저장을 허용하므로 전원 공급 장치가 분리된 경우에도 데이터가 그대로 유지된다.

📍 HDD VS SSD

📖 기술적 원리

  • SSD : 플래시 메모리 칩을 사용하여 데이터를 저장한다. 이는 전기적으로 데이터를 읽고 쓰는 방식으로 동작하며, 기계적인 부품이 없다.
  • HDD : 회전하는 자기 디스크(플래터) 위에 자기 헤드를 사용하여 데이터를 읽고 쓰는 방식이다. 기계적 부품인 회전하는 플래터와 이동하는 자기 헤드로 구성된다.

📖 속도 및 성능

  • SSD : 데이터 접근 속도가 매우 빠르다. 특히 랜덤 액세스 속도가 뛰어나며, 부팅 시간이나 프로그램 실행 속도가 향상된다.
  • HDD : 비교적 느린 데이터 접근 속도를 가지고 있다. 특히 랜덤 액세스 속도가 떨어지며, 큰 파일의 전송이나 읽기/쓰기 작업에서는 SSD에 비해 느리다.

랜덤 액세스

랜덤 액세스란 데이터를 저장하는 블록을 한번에 여러 개 엑세스 하는 것이 아니라 한 번에 하나의 블록만을 액세스하는 방식이다. 한 번에 여러 개의 블록을 액세스한다면(랜덤 액세스와 반대) 같은 양의 데이터에 대한 적은 횟수의 디스크 I/O가 발생하기 때문에 성능이 향상될 수 있다.

📖 내구성과 신뢰성

  • SSD : 기계적 부품이 없고 전기적 동작으로 작동하기 때문에 충격이나 진동에 강하며, 일반적으로 더 높은 내구성과 신뢰성을 가진다.
  • HDD : 회전하는 부품이 있어 충격이나 진동에 민감할 수 있으며, 디스크의 고장 가능성이 더 크다.

📖 용량과 가격

  • SSD : 용량이 커질수록 비용이 많이 든다. 대부분의 경우, 비슷한 용량의 HDD보다 비싸다.
  • HDD : 비교적 저렴하게 제공되며, 대용량 저장 공간을 저렴하게 얻을 수 있다.

📖 소음과 전력 소비

  • SSD : 무소음이고 전력 소비가 낮습니다.
  • HDD : 회전하는 플래터와 작동하는 모터로 인해 소음이 발생하고, 전력 소비가 더 많다.
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