#30 주변장치 - 하드디스크/Flash Memory(SSD)

● HDD 구조

- 블록 디바이스의 한 종류인 하드디스크(HDD)에 대해 알아보자

출처 - 인프런, 그림으로 쉽게 배우는 운영체제

- 하드디스크에는 스핀들(spindle)이라고 하는 막대가 있으며 여기에 플래터(platter)라는 자기화된 원판들이 붙어있다.
- 일반적으로 하드디스크의 플래터 수는 2개 이상이다.
- 동심원 구조인 플래터는 여러 개의 트랙(track)으로 구성되어 있으며 트랙은 다시 여러 개의 섹터(sector)로 나뉘는데 이 섹터가 HDD의 가장 작은 단위이다.
- 디스크암(disk arm)에 달려있는 읽기/쓰기 헤드(read/write arm)를 이용해 플래터의 표면을 읽는다.
- 플래터를 구성하는 트랙의 표면에는 자성이 있기 때문에 표면이 N극을 띄면 0, S극을 띄면 1로 인식한다.
- 읽기/쓰기 헤드는 디스크암에 고정되어 있기 때문에 모든 헤드는 항상 같이 움직인다.
- 헤드가 움직이면 이 헤드들은 여러 개의 플래터를 가리키게 되는데 이때 여러 개의 플래터에 있는 같은 트랙의 집합을 실린더(cylinder)라고 부른다.(복수의 플래터 트랙을 수직으로 관통하는 것이 실린더라고 생각하면 된다.)

 

cf1)

출처 - 인프런, 그림으로 쉽게 배우는 운영체제

출처 - 인프런, 그림으로 쉽게 배우는 운영체제

출처 - 인프런, 그림으로 쉽게 배우는 운영체제

출처 - 인프런, 그림으로 쉽게 배우는 운영체제

출처 - 인프런, 그림으로 쉽게 배우는 운영체제

출처 - 인프런, 그림으로 쉽게 배우는 운영체제

 

cf2)

https://doc.kldp.org/Translations/html/SysAdminGuide-KLDP/x798.html

https://whitesnake1004.tistory.com/273

cf)

https://whitesnake1004.tistory.com/273

하드디스크(Hard Disk Drive, HDD) 구조와 작동 원리 및 각종 규격

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● HDD에서 데이터를 읽어오는 방법

- 유저 프로세스가 HDD의 특정 섹터에 접근하고 싶어서 아래와 같은 요청을 보냈다.

"실린더 C로 가서 트랙 B에 있는 섹터 D를 읽어라"

- 그러면 디스크암은 헤드를 실린터 C로 이동시키는데 이를 Seek라고 부르며 헤드를 실린더로 이동시키는데 걸리는 시간을 Seek Time이라고 부른다.

- 바로 이 Seek Time 때문에 HDD가 느린것이다.

- 헤드가 목표지점까지 도달하는 시간은 ms인데 다른 전자장비들은 ns 단위로 움직이니 상대적으로 느리게 느껴지는 것

- 디스크암을 움직여 헤드를 실린더 C까지 보냈으면 트랙B에 섹터D가 헤드에 닿을때까지 스핀들을 회전시킨다.

- 그러다가 헤드에 섹터D가 읽히면 작업이 끝난다.

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● Flash Memory(SSD)

- 블록 디바이스의 또 다른 종류인 Flash Memory(이하 SSD)에 대해 알아보자

- 요즘에는 HDD보다 SSD를 더 많이 사용한다.

- HDD는 기계적으로 헤드를 움직여 속도가 느리고 소음도 나지만 SSD는 전기적으로 데이터를 읽기 때문에 굉장히 빠르고 조용하다.

- 자기적으로 처리하는 HDD는 자석을 갖다대면 데이터가 손상되지만 SSD는 안전하다.

- HDD는 스핀들처럼 회전축 같은 것들이 있기에 충격에 약하지만 SSD는 그러한 구조가 아니기에 충격에도 안전하다.

- 단, SSD의 가장 큰 단점은 특정한 지점에 데이터를 썼다면 덮어쓰기가 불가능하다는 것이다.

- 동일한 지점에 데이터를 쓰려면 기존에 있던 데이터를 지운 후 새로 써야하는데 SSD는 지우기 가능 횟수가 정해져있다.

- 그렇기에 동일한 지점에 지우기 / 쓰기를 계속하면 망가져 사용할 수 없게 된다.

 

cf)