보조기억장치

하드디스크 ? 하드디스크는 자기적인 방식으로 데이터를 저장하는 보조기억장치. 

• 플래터 : 실직적으로 데이터가 저장되는 곳
• 스핀들 : 플래터를 회전시키는 구성 요소
• 헤드 : 플래터를 대상으로 데이터를 읽고 쓰는 구성 요소
• 디스크암(액츄에이터암) : 헤드를 원하는 위치로 헤드를 이동시키는 구성 요소

하드디스크

• 트랙 : 여러 동심원으로 나눴을 때, 그 중 하나의 원을 트랙이라 부름.
• 섹터 : 트랙의 조각
• 플래터 : 하나 이상의 섹터를 묶어 블록이라고 표현하기도 한다.
• 실린더 : 여러 겹의 플래터 상에서 같은 트랙의 위치 한 곳을 모아 연결한 논리적 단위

 

하드디스크가 저장된 데이터에 접근하는 시간은 3가지로 나뉜다

1. 탐색시간 : 데이터가 저장된 트랙까지 헤드를 이동시키는 시간을 의미
2. 회전지연 : 헤드가 있는 곳으로 플래터를 회전시키는 시간을 의미
3. 전송시간 : 하드 디스크와 컴퓨터 간에 데이터를 전송하는 시간을 의미

 

플래시 메모리 : 전기적으로 데이터를 읽고 쓸 수 있는 반도체 기반의 저장 장치. 

 

• 셀 : 플레시 메모리에서 데이터를 저장하는 가장 작은 단위.
  • SLC : 한 셀에 1비트를 저장
    • MLC, TLC타입에 비해 비트의 빠른 입출력이 가능, 수명도 길다.
    • 용량 대비 가격이 높다.
    • 보통 데이터를 읽고 쓰기가 매우 많이 반복되며 고성능의 빠른 저장장치
  • MLC : 한 셀에 2비트를 저장
    • SLC타입보다 용량 대비 가격이 저렴하다.
    • 보통 플래시 메모리 저장장치들이 MLC 혹은 TLC타입으로 만들어진다.
  • TLC : 한 셀에 3비트를 저장
    • 한 셀로 여덞개의 정보를 표현할 수 있기 때문에 대용량화 하기가 유리하다.
    • 일반적으로 SLC, MLC타입보다 수명, 속도가 떨어지지만 용량 대비 가격이 저렴하다.
• 페이지 : 셀들이 모여 만들어진 단위, 세 개의 상태를 가지고 있다.
  • Free : 어떠한 데이터도 저장하고 있지 않아 새로운 데이터를 저장할 수 있는 상태
  • Valid : 이미 유효한 데이터를 저장하고 있는 상태
  • Invalid : 쓰레기값이라 부르는 유효하지 않은 데이터를 저장하고 있는 상태
  • 플래시 메모리는 Valid상태인 페이지에는 새 데이터를 저장할 수 없다.
• 블록 : 페이지가 모여 만들어진 단위
• 플레인 : 블록이 모여 만들어진 단위
• 다이 : 플리인이 모여 만들어진 단위
• 플래시 메모리에서 읽기와 쓰기는 페이지 단위로 이루어지지만, 삭제는 블록 단위로 이루어진다.

구분	SLC	MLC	TLC
셀당 bit	1bit	2bit	3bit
수명	길다	보통	짧다
읽기/쓰기 속도	빠르다	보통	느리다
용량 대비 가격	높다	보통	낮다

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RAID : 하드 디스크와 SSD를 사용하는 기수로, 데이터의 안전성 혹은 높은 성능을 위해 여러 개의 물리적 보조기억장치를 마치 하나의 논리적 보조기억장치처럼 사용하는 기술

• RAID 0 : 여러 개의 보조 기억장치에 데이터를 단순히 나누어 저장
  • 4GB짜리 데이터를 1GB 디스크에 각각 나누어서 저장한다.
  • 저장하려는 긴 4GB 데이터를 스트라입이라 하고, 분산하여 각각 1GB데이터에 저장하는 것을 스트라이핑이라고 한다.
  • 분산되어 저장되기 때문에 데이터를 읽고 쓰는 속도가 빨라진다. 
  • 하지만 4개 중 하나가 고장나면 문제가 발생한다.
• RAID 1 : 복사본을 만드는 방식
  • RAID 0처럼 비슷하지만 4GB가 아닌, 2GB를 각각 A, A`, B, B`로 저장하는 방법이다. 
  • 복구가 매우 간단하지만, 하드 디스크 개수가 한정되었을 때 사용 가능한 용량이 적어지는 단점이 발생한다.
• RAID 4 : RAID 1처럼 복사본이 아닌, 오류를 검출하고 복구하귀 위한 정보를 저장한 장치를 둔다. 패리티 비트라고 한다.
  • 3GB데이터가 있으면 각각의 1GB 디스크에 저장하고 나머지 1GB에는 오류를 검출하는 패리티 비트를 따로 둔다.
  • RAID 1보다 적은 하드 디스크로도 데이터를 안전하게 보관 할 수 있다.
• RAID 5 : RAID 4에서는 어떤 새로운 데이터가 저장될 때마다 패리티를 저장하는 디스크에도 데이터를 쓰게되므로 병목현상이 발생하는 문제가 발생
  • 패리티를 분산하여 각각 디스크에 저장을 한다. 
• RAID 6 : 구성은 RAID 5와 같으나, 두 개의 패리티를 분산하여 각각 디스크에 저장을 한다. 
  • 새로운 정보를 저장할 때마다 함께 저장할 패리티가 두 개 이므로, 5보다 느리다.
  • 데이터를 더 안전하게 보관 가능하다.