1. 다양한 보조기억장치

• 대표적인 보조기억장치 : 하드 디스크(HDD), 플래시 메모리(ex. SSD, USD 등)

1-1. 하드 디스크(HDD)

• 자기적인 방식으로 데이터를 저장하는 보조기억장치

[1] 플래터와 스핀들

[2] 헤드와 디스크 암

[3] 트랙과 섹터

[4] 트랙과 실린더

• 구성 요소

  <aside> ❕

  일반적으로 (1) 여러 겹의 플래터로 이루어져 있고 (2) 플래터 양면을 모두 사용할 수 있음 → 양면 플래터를 사용하면 플래터당 2개의 헤드가 사용됨

  </aside>

  1. 플래터 : 실질적으로 데이터가 저장되는 곳으로 자기 물질로 덮여 있어 수 많은 N극과 S극을 저장
     1. 트랙 : 플래터를 여러 동심원으로 나누었을 때, 그 중 하나의 원
     2. 섹터 : (트랙의 한 조각으로) 하드 디스크의 가장 작은 전송 단위
     3. 실린더 : 여러 겹의 플래터 상에서 같은 트랙이 위치한 곳을 모아 연결한 논리적 단위
        • 디스크 암을 움직이지 않고 데이터에 접근할 수 있어서 연속된 정보는 보통 한 실린더에 기록됨
     4. 블록 : 하나 이상의 섹터를 묶은 단위
  2. 스핀들 : 플래터를 회전시키는 구성 요소
     • RPM(=Revolution Per Minute) : 분당 회전수 ex. 15,000 RPM = 분당 15,000바퀴 회전
  3. 헤드 : 데이터를 읽고 쓰는 구성 요소
  4. 디스크 암 : 헤드를 원하는 위치로 이동시키는 구성 요소

  ---

• 저장된 데이터에 접근하는 과정

  <aside> ❕

  탐색 시간과 회전 지연을 단축시키기 위해 RPM을 높이는 것도 중요하지만 접근하려는 데이터가 플래터 혹은 헤드를 조금만 옮겨도 접근할 수 있는 곳에 위치하는 것도 중요(=참조 지역성)

  • 단일 헤드 디스크(=이동 헤드 디스크, 한 면당 헤드가 하나)
  • 다중 헤드 디스크(=고정 헤드 디스크, 헤드가 트랙별로 여러 개 달려있음) → 탐색 시간이 0

  </aside>

  1. 탐색 시간 : 접근하려는 데이터가 저장된 트랙까지, 헤드를 이동시키는 시간
  2. 회전 지연 : 헤드가 있는 곳으로 플래터를 회전시키는 시간
  3. 전송 시간 : 하드 디스크와 컴퓨터 간에 데이터를 전송하는 시간

3-2. 플래시 메모리

• 전지적으로 데이터를 읽고 쓸 수 있는 반도체 기반의 저장 장치

• 종류

  1. NAND(낸드) 플래시 메모리 : NAND 연산을 수행하는 회로(NAND 게이트) 기반으로 만들어진 메모리
     • (일반적으로) 대용량 저장 장치로 많이 사용되는 플래시 메모리
  2. NOR(노어) 플래시 메모리 : NOR 연산을 수행하는 회로(NOR 게이트) 기반으로 만들어진 메모리

• 단위 및 타입

  <aside> ❕

  읽기와 쓰기 : 페이지 단위 삭제 : 블록 단위 → 읽기/쓰기의 단위와 삭제 단위가 다르다는 것이 플래시 메모리의 가장 큰 특징

  </aside>

  1. 셀 : 플래스 메모리에서 데이터를 저장하는 가장 작은 단위

     • 한 셀에 일정 횟수 이상 데이터를 쓰고 지우면 그 셀은 더 이상 데이터를 저장할 수 없음 = 수명 有

     	SLC(=single) 타입	MLC(=multi) 타입	TLC(=triple) 타입
     셀당 bit	1bit	2bit	3bit
     수명	길다	보통	짧다
     읽기/쓰기 속도	빠르다	보통	느리다
     용량 대비 가격	높다	보통	낮다

  2. (셀이 모인) 페이지

     • 상태

       1. Free : 새로운 데이터 저장 가능

       2. Valid : 이미 유효한 데이터를 저장하고 있음

          • 하드 디스크와 달리 덮어쓰기가 불가능 → valid 상태에서 새 데이터 저장 불가

            <aside> ❕

            가비지 컬렉션 : 쓰레기 값을 정리하여 공간을 정리하는 기능

            1. 유효한 페이지들만 새로운 블록으로 복사
            2. 기존 블록을 삭제

            </aside>

       3. Invalid : 쓰레기값이라고 부르는 유효하지 않은 데이터를 저장하고 있는 상태

  3. (페이지가 모인) 블록

  4. (블록이 모인) 플레인

  5. (플레인이 모인) 다이

2. RAID의 정의와 종류