보조기억장치

하드 디스크

구성 요소

하드 디스크HDD: Hard Disk Drive는 자기적인 방식으로 데이터를 저장하는 보조기억장치다. 이 때문에 자기 디스크magnetic의 일종으로 지칭하기도 한다.

플래터: 실질적으로 데이터가 저장되는 동그란 원판.
자기 물질로 덮여 있어 수많은 N극과 S극을 저장하고 0과 1의 역할을 수행한다.
스핀들: 플래터를 회전시키는 구성 요소.
스핀들이 플래터를 돌리는 속도는 분당 회전수를 나타내는 RPMRevolution per Minutes이라는 단위로 표현한다.(15,000 RPM = 1분에 15,000바퀴를 회전한다)

헤드: 플래터 위에 미세하게 떠 있는 채로 데이터를 읽고, 쓰는 바늘같이 생긴 부품.
디스크 암: 헤드를 원하는 위치로 이동시키는 역할.

플래터

하드 디스크는 CD나 LP에 비해 훨씬 더 많은 양의 데이터를 저장하므로 일반적으로 여러 겹의 플래터로 이루어져 있고 플래터 양면을 모두 사용할 수 있다. 양면 플래터를 사용하면 위아래로 플래터당 두 개의 헤드가 사용된다. 일반적으로 모든 헤드는 디스크 암에 부착되어 다같이 이동한다.

플래터는 트랙track과 섹터sector라는 단위로 데이터를 저장한다.
아래 그림처럼 플래터를 여러 동심원으로 나누었을 때 그 중 하나의 원을 트랙이라 한다.
이 트랙을 피자 조각처럼 여러 조각으로 나누고 한 조각을 섹터라고 부른다.

섹터: 하드 디스크의 가장 작은 전송 단위.

실린더

여러 겹의 플래터 상에서 같은 트랙이 위치한 곳을 모아 연결한 논리적 단위를 실린더cylinder라고 부른다.

연속된 정보는 보통 한 실린더에 기록되는데 그 이유는 디스크 암을 움직이지 않고도 바로 데이터에 접근할 수 있기 때문이다.

데이터 접근

하드 디스크가 저장된 데이터에 접근하는 시간은 크게 탐색 시간, 회전 지역, 전송 시간으로 나뉜다. 그리고 이 시간들은 성능에 큰 영향을 끼친다.

탐색 시간seek time: 접근하려는 데이터가 저장된 트랙까지 헤드를 이동시키는 시간

회전 지연notational latency: 헤드가 있는 곳으로 플래터를 회전시키는 시간

전송 시간transfer time: 하드 디스크와 컴퓨터 간에 데이터를 전송하는 시간

다중 헤드 디스크와 고정 헤드 디스크

플래터의 한 면당 헤드가 하나씩 달려 있는 하드 디스크를 단일 헤드 디스크(single-head disk)라고 부른다. 반면 헤드가 트랙별로 여러 개 달려 있는 하드 디스크를 다중 헤드 디스크(multiple-head disk)라고 부른다. 다중 헤드 디스크는 트랙마다 헤드가 있기 때문에 탐색 시간이 0이다.

다중 헤드 디스크를 고정 헤드 디스크(fixed-head disk)라고 부르고 단일 헤드 디스크를 이동 헤드 디스크(movable-head disk)라고 부른다.

플래시 메모리

플래시 메모리는 다양한 곳에서 널리 사용되는 저장 장치로 전기적으로 데이터를 읽고 쓸 수 있는 반도체 기반의 저장 장치이다. USB 메모리, SD 카드, SSD 가 모두 플래시 메모리 기반의 보조 장치이다. 이외에도 주기억장치 중 하나인 ROM에도 사용되고 일상적으로 접하는 모든 전자 제품 안에 플래시 메모리가 내장되어 있다.

셀

플래시 메모리에서 데이터를 저장하는 가장 작은 단위를 셀cell이라고 한다. 이 셀이 모이고 모여 MB, GB, TB 용량을 갖는 저장 장치가 된다. 하나의 셀에 저장할 수 있는 비트 수에 따라 SLC, MLC, TLC, QLC로 플래시 메모리의 종류가 나뉜다. 그리고 이 차이에 따라 메모리의 수명, 속도, 가격에 영향을 끼친다.