컴퓨터구조 Ch.7 보조 기억 장치

7-1. 보조기억장치의 종류

• 하드디스크 : 자기(Magnetic) 디스크 라고도함 (이후 A드라이브 플로피디스크도 자기방식을 이용하면서 이름이 바뀜), 비휘발성, 순차접근이 가능한 보조기억장치.
  
  • 플래터 : 동그란 원판, 데이터가 저장되는 공간.
    
    • 트랙 : 동심원 단위로, 스핀들의 중심으로부터 같은 거리에 떨어진 원들 중 한개의 층.
    • 섹터 : 하드디스크의 가장 작은 전송단위로, 트랙의 일부를 이룸.
    • 실린더 : 트랙들의 집합.
      
      
  • 스핀들 : 플래터를 회전시키는 구성요소, 속도단위 : RPM (Revolution per Minute)
  • 헤드 : 플래터를 대상으로 읽고 쓰는 구성 요소
  • 디스크 암 : 헤드를 원하는 위치로 이동시키는 고정대.
  • 탐색 시간 : 접근하려는 데이터가 저장된 트랙까지 헤드를 이동시키는 시간.
  • 회전 지연 : 헤드가 있는 곳으로 플래터를 회전시키는 시간.
  • 전송시간 : 하드 디스크와 컴퓨터 간에 데이터를 전송하는 시간.
    
    
• 플래시 메모리 : 전기적으로 데이터를 읽고 쓸 수 있는 비휘발성 반도체 저장 장치.
  • USB 메모리, SD카드, SSD 등.
  • NAND 플래시 메모리와 NOR 플래시 메모리 존재.
  • 셀 : 플래시 메모리가 에디터를 저장하는 가장 작은 단위 (하드디스크의 섹터?)
  • SLC, MLC, TLC : Single/Multiple/Triple Level Cell
    • 한 셀당 들어가는 비트의 단위, 한 셀당 2^n 만큼의 정보를 저장.
    • SLC로 갈수록 수명이 길고, 속도가 빠르며, 용량 대비 가격이 높다.
      
      
  • 셀(cell)<페이지(page)<블록(block)<플레인(plane)<다이(die)
  • 페이지의 상태
    1. Free 상태 : 어떠한 데이터도 저장하고 있지 않아 새로운 데이터를 저장할 수 있는 상태.
    2. Valid 상태 : 이미 유효한 데이터를 저장하고 있는 상태
    3. Invalid 상태 : 유효하지 않은 데이터를 저장하고 있는 상태.
  • 플래시 메모리는 하드디스크와 달리, 덮어쓰기가 불가능하다.
  • 가비지 컬렉션 : Invalid Data의 삭제를 위해, Valid 페이지를 복사하여 새로운 블록에 생성, 이후 invalid 페이지를 포함한 기존 블록을 삭제함. (가비지 컬렉션 관련해서는 더 많은 내용들이 있으므로, 추후 추가학습 필요)

7-2. RAID의 정의와 종류

• RAID (Redundant Array of Independent Disks)
  데이터의 안정성 혹은 높은 성능을 위해 여러 개의 물리적 보조 기억 장치를 마치 하나의 논리적 보조기억장치처럼 사용하는 기술.
  
  
• RAID 레벨 (RAID 방식에 따른 분류)
  • RAID 0
    • 각 하드디스크 개수만큼 나뉘어 저장.
    • 속도가 빠르나 안전성 부족.
      
      
  • RAID 1
    • 복사본을 만드는 방식.
    • 안정성이 좋지만 속도가 느리며, 사용 가능한 용량이 감소.
      
      
  • RAID 4
    • 오류를 검출하고 복구하기 위한 정보 (패리티 비트 - parity bit)를 하나의 디스크에 저장하는 방식.
    • RAID에서는 검출 외에 복구도 가능.
      
      
  • RAID 5
    패리티 정보를 분산 저장.
    
    
  • RAID 6
    패리티 정보를 서로 다른 두 개의 패리티로 분산저장.
    
    
  • RAID 10, 50
    각각 RAID 0과 RAID 1 / 5를 혼합하여 사용.
    
    

참고 : 혼자 공부하는 컴퓨터구조 + 운영체제 (강민철 저)