보조기억장치

 

 

 

하드디스크

 

 

- 자기적인 방식으로 데이터를 저장하는 보조기억장치.

 

- 대용량 저장 장치가 필요한 작업이나 서버실에 자주 출입하는 작업을 한다면 하드디스크를 자주 접한다.

 

- 하드디스크에서 실질적으로 데이터가 저장되는 곳을 플래터라고 한다. 플래터는 자기 물질로 덮여있어 수많은 N극과 S극을 저장한다. N극과 S극은 0과 1을 수행한다.

 

- 플래터를 회전시키는 구성 요소를 스핀들이라고 한다. 스핀들이 플래터를 돌리는 속도는 분당 회전수를 나타내는 RPM이라는 단위로 표현한다.

 

- 플래터를 대상으로 데이터를 읽고 쓰는 구성 요소는 헤드라고 한다. 헤드는 원하는 위치로 헤드를 이동시키는 디스크 암에 부착되어 있다.

 

 

 

- 플래터는 트랙과 섹터라는 단위로 데이터를 저장한다. 섹터는 하드디스크의 가장 작은 전송 단위이다.

 

- 하드디스크가 저장된 데이터에 접근하는 시간은 크게 탐색 시간, 회전 지연, 전송 시간으로 나뉜다.

 

- 탐색 시간 : 접근하려는 데이터가 저장된 트랙까지 헤드를 이동시키는 시간을 의미한다.

 

- 회전 지연 : 헤드가 있는 곳으로 플래터를 회전시키는 시간을 의미한다.

 

- 전송 시간 : 하드디스크와 컴퓨터간에 데이터를 전송하는 시간을 의미한다.

 

 

 

 

 

 

플래시 메모리

 

 

- USB 메모리, SD카드, SSD가 플래시 메모리 기반의 보조장치이다.

 

- 플래시 메모리는 전기적으로 데이터를 읽고 쓸 수 있는 반도체 기반의 저장 장치이다.

 

-> 붉은 박스로 표기한 부분이 플래시 메모리.

 

 

- 셀이란 플래시 메모리에서 데이터를 저장하는 가장 작은 단위. 이 셀이 모이고 모여 MB, GB, TB 용량을 갖는 저장 장치가 된다.

 

- 한 셀에 1비트를 저장할 수 있는 플래시 메모리를 SLC타입, 2비트를 저장할 수 있는 MLC타입, 3비트를 저장할 수 있는 TLC타입이 있다.

 

 

 

* SLC 타입

 

- SLC 타입은 한 셀로 두 개의 정보를 표현할 수 있다.

 

 

- SLC 타입은 MLC나 TLC 타입에 비해 비트의 빠른 입출력이 가능하다.

 

 - MLC나 TLC 타입보다 수명이 길어서 수만에서 수십만번 가까이 데이터를 쓰고 지우고 반복할 수 있다. 하지만 용량 대비 가격이 높다.

 

- 데이터를 읽고 쓰기가 매우 많이 반복되며 고성능의 빠른 저장장치가 필요한 경우에 사용한다.

 

 

 

 

 

* MLC 타입

 

- 한 셀로 네 개의 정보를 표현할 수 있다.

 

 

- 용량 대비 가격이 저렴하다. 

 

- SLC 타입보다 대용량화하기 유리하다.

 

 

 

 

 

* TLC 타입

 

- 한 셀로 여덟 개의 정보를 표현할 수 있다.

 

 

 

- 용량 대비 가격이 저렴하고, 대용량화 하기 유리하다.

 

 

 

 같은 용량의 플래시 메모리 저장 장치라고 할지라도 셀의 타입에 따라 수명, 가격, 성능이 다르다. 썼다 지우기를 자주 반복해야 하는 경우 혹은 높은 성능을 원하는 경우에는 고가의 SLC 타입을 선택하는 것이 좋고, 저가의 대용량 저장 장치를 원한다면 TLC 타입, 그 중간을 원하면 MLC 타입의 저장 장치를 선택하는 것이 좋다.

 

 

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

 

 

 

 

 

 

 

- 셀들이 모여 만들어진 단위를 페이지, 그리고 페이지가 모여 만들어진 단위를 블록이라고 한다. 블록이 모여 플레인, 플레인이 모여 다이가 된다.

 

 

 

- 플래시 메모리에서 읽기와 쓰기는 페이지 단위로 이루어지고, 삭제는 페이지보다 큰 블록단위로 이루어진다. 읽기/쓰기 단위와 삭제 단위가 다르다는 것이 플래시 메모리의 가장 큰 특징 중 하나이다.

 

- 페이지는 세 개의 상태를 가질 수 있다.

 

- Free 상태 : 어떠한 데이터도 저장하고 있지 않아 새로운 데이터를 저장할 수 있는 상태를 의미.

 

- Valid 상태 : 이미 유효한 데이터를 저장하고 있는 상태를 의미. 새 데이터를 저장할 수 없다.

 

- Invalid 상태 : 쓰레기값이라 부르는 유효하지 않은 데이터를 저장하고 있는 상태를 의미.

 

- 최근 ssd를 비롯한 플래시 메모리는 이런 쓰레기값을 정리하기 위해 가비지 컬렉션 기능을 제공한다.

 

- 가비지 컬렉션 : 유효한 페이지들만을 새로운 블록으로 복사한 뒤, 기존의 블록은 삭제하는 기능.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

출처 : 혼자 공부하는 컴퓨터 구조 + 운영체제(강민철)