[컴퓨터구조] 7-1. 다양한 보조기억장치 - 하드디스크 / 플래시메모리

가장 대중적인 보조기억장치에는 하드 디스크와 플래시 메모리가 있다.

이 두 장치에 대해 자세히 알아보자.

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1. 하드디스크 (자기 디스크)

자기적인 방식으로 데이터를 저장하는 보조기억장치

 

* 하드디스크 구조

플래터 / 스핀들

플래터

• 원판
• 실질적으로 데이터가 저장되는 곳
• 자기 물질로 덮여있어 수많은 N극과 S극을 저장(0과 1의 역할 수행)
• 하드디스크는 여러 겹의 플래터로 구성되고 양면을 모두 사용할 수 있다

스핀들

• 플래터를 회전시키는 구성 요소
• RPM: 스핀들이 플래터를 회전시키는 분당 회전수 

헤드 / 디스크 암

헤드

• 바늘
• 플래터를 대상으로 데이터를 읽고 쓰는 구성 요소
• 양면플래터를 사용하면 플래터당 두개의 헤드가 사용된다

디스크암

• 원하는 위치로 헤드를 이동시킨다
• 모든 헤드는 디스크암에 부착되어 다같이 이동

 

* 플래터에 데이터가 저장되는 단위

트랙

• 플래터를 여러 동심원으로 나누었을 때 그중 하나의 원 

섹터

• 트랙의 나뉘어진 한 조각
• 하드디스크의 가장 작은 전송 단위 

실린더

• 원통 모양
• 영러겹의 플래터 상에서 같은 트랙이 위치한 곳을 모아 연결한 단위

 

* 저장된 데이터에 접근하는 방식

1) 탐색 시간

접근하려는 데이터가 저장된 트랙까지 헤드를 이동시키는 시간

2) 회전 지연

헤드가 있는 곳으로 플래터를 회전시키는 시간

3) 전송 시간

하드디스크와 컴퓨터간 데이터를 전송하는 시간

 

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2. 플래시 메모리

전기적으로 데이터를 읽고 쓸 수 있는 반도체 기반의 저장 장치

 

• USB메모리, SD카드, SSD등 거의 모든 전자 제품안에 내장

 

* 플래시 메모리의 단위

① 셀

플래시메모리에서 데이터를 저장하는 가장 작은 단위

• 하나의 셀에 몇 비트를 저장할 수 있느냐에 따라 플래시 메모리가 나뉨 

	SLC 타입	MLC 타입	TLC 타입
셀당 저장하는 bit	1bit 한 셀로 2개의 정보 표현	2bit 한 셀로 4개의 정보 표현	3bit 한 셀로 8개의 정보 표현
수명	길다	보통	짧다
읽기 / 쓰기 속도	빠르다	보통	느리다
용량 대비 가격	높다	보통	낮다

 

(사람 = 비트 / 집 = 셀)

* SLC 타입

* MLC 타입

* TLC 타입

② 페이지

셀들의 집합

플래시 메모리에서의 읽기와 쓰기는 페이지 단위로 수행

 

- 페이지의 상태

• Free 상태: 어떠한 데이터도 저장하고 있지 않아 새로운 데이터를 저장할 수 있는 상태
• Valid 상태: 이미 유효한 데이터를 저장하고 있는 상태
• Invalid 상태: 유효하지 않은 데이터(쓰레기값)를 저장하고 있는 상태

 

③  블록

페이지의 집합

플래시 메모리에서의 삭제는 블록 단위로 수행

* 읽기/쓰기 단위와 삭제 단위가 다르다

 

④ 플레인

블록의 집합

 

⑤ 다이

플레인의 집합