컴퓨터시스템구조론 | CHAPTER 6 외부기억장치 요약

 

✅ 1. 자기 디스크

• 데이터를 저장하는 데 사용되는 하드웨어 장치이다.
• 컴퓨터에서 데이터 처리 및 관리에 필수적인 장치이다.
• 디스크 플래터와 읽기/쓰기 헤드로 구성되어 있다.
  • 회전하는 디스크 플래터 위에 데이터를 저장한다.
  • 읽기/쓰기 헤드는 디스크 플래터의 표면에 위치하여 데이터를 읽거나 쓴다.

 

💡 유리 서브스트레이트

• 반도체 및 디스플레이 산업에서 기판으로 사용되는 재료이다.
• 특수한 화학 처리 과정을 거쳐 평탄하고 균일한 표면을 갖춘 소형 판모양으로 가공된다.
• 광학적 투명성과 열팽창 계수가 작아서 디스플레이 및 반도체 소자에서 사용되는 고성능 재료로 평가된다.
• 반도체 웨이퍼 및 디스플레이 패널 제조에서 적용되며, 규격, 크기, 두께 등 다양한 사양에 맞게 제조된다.
• 다양한 제조 공정 및 특성에 맞게 선정되며, 최근에는 고화질 디스플레이 및 유연한 반도체 소자에 대한 요구에 대응하여 다양한 개발이 진행되고 있다.

 

💡 디스크 물리적 특성

• 디스크의 두께: 데이터 저장용 미세한 자기 필름과 그 위에 있는 보호 필름을 담고 있다.
• 디스크의 지름: 저장 용량과 회전 속도를 결정한다.
• 디스크의 회전 속도: 회전 속도는 읽기/쓰기 헤드가 데이터를 접근하는 속도를 결정한다.
• 디스크의 내구성: 디스크 플래터와 읽기/쓰기 헤드의 마찰과 충돌에 대한 내구성을 의미한다.

 

✅ 2. RAID(Redundant Array of Independent Disks)

• 데이터 보호: 여러 개의 디스크를 사용하여 데이터의 백업을 수행하고, 하나 이상의 디스크가 고장 나도 데이터의 손실 없이 복구할 수 있는 방법을 제공한다.
• 성능 향상: 여러 개의 디스크를 병렬적으로 사용하여 데이터에 대한 읽기 및 쓰기 속도를 향상한다.
• 디스크의 크기 및 속도: 여러 개의 동일한 크기와 속도의 디스크가 필요하다.
• 하드웨어 RAID: 전용 RAID 카드를 사용하여 처리하는 방식이다.
• 소프트웨어 RAID: 운영 체제에서 소프트웨어로 처리하는 방식이다.
• RAID 레벨: RAID 0부터 RAID 6까지 다양한 레벨을 제공하며, 각 레벨은 다양한 보호 및 성능 요구에 대응할 수 있도록 설계되어 있다.

 

💡 RAID 0

• 데이터를 여러 개의 디스크에 나누어 저장한다.
• 병렬로 읽기/쓰기 하여 성능을 향상한다.
• 데이터 보호 기능이 없다.

 

💡 RAID 1

• 데이터를 두 개의 디스크에 복사하여 저장한다. 
• 하나의 디스크가 고장 나도 데이터가 안전하게 보호된다.

 

💡 RAID  2

• 오류 정정 코드(Error Correction Code)를 사용하여 데이터를 저장한다. 
• 병렬 데이터 처리와 전용 컨트롤러 사용으로 성능 향상을 제공하지만, 비용이 높다.

 

💡 RAID 3

• 여러 개의 디스크에서 데이터를 분산하여 저장한다.
• 패리티 정보를 추가하여 데이터 손실을 예방한다.
• 하나의 디스크가 고장 나도 데이터가 안전하게 보호된다.

 

💡 RAID 4

• RAID 3와 유사하지만, 블록 단위로 데이터를 처리한다. 
• 작은 파일을 처리할 때 빠르고 효율적이지만, 대용량 파일 처리에는 적합하지 않다.

 

💡 RAID 5

• 여러 개의 디스크에서 데이터를 분산하여 저장한다.
• 패리티 정보를 추가하여 데이터 손실을 예방한다.
• 하나의 디스크가 고장 나도 데이터가 안전하게 보호된다.

 

💡 RAID 6

• RAID 5와 유사하지만, 패리티 정보를 두 개의 디스크에 중복하여 저장한다.
• 두 개의 디스크가 고장 나도 데이터가 안전하게 보호된다.

 

✅ 3. 솔리드 스테이트 드라이브 SSD

• 플래시 메모리: 플래시 메모리를 사용하여 데이터를 저장하고, 하드 디스크 드라이브(HDD)와는 달리 회전하는 부품이 없기 때문에 소음과 진동이 적다.
• 빠른 속도: 하드 디스크 드라이브(HDD) 보다 빠른 속도를 제공하며, 데이터 전송 속도와 응답 속도가 빠르다.
• 내구성: 플래시 메모리는 회전하는 디스크와 헤드가 충돌하는 문제가 없기 때문에 더 안정적인 데이터 보호를 제공한다.
• 저전력 소비: 전력 소비가 적으며, 배터리 수명을 더 오래 유지할 수 있다.
• 더 작은 크기: 작은 크기로 제작할 수 있기 때문에 더 적은 공간을 차지한다.

 

✅ 4. 광 기억장치

• 레이저를 사용하여 데이터를 저장하고 읽기 때문에 높은 속도와 정확성을 제공한다.
• 플래시 메모리를 사용하여 데이터를 보존하는 데 효과적이다.
• 대용량 저장이 가능하며, 안정적이고 내구성이 높다.

 

💡 CD-ROM(Compact Disk Read-Only Memory)

• 읽기 전용 메모리로, 데이터를 한 번만 쓸 수 있다.
• 저장된 데이터는 수정하거나 삭제할 수 없다.
• 게임, 음악, 소프트웨어 등의 데이터를 저장하는 데 사용된다.

 

💡 CD Recordable(CD-R)

• 한 번만 쓰는 디스크로, 사용자가 데이터를 한 번만 녹음할 수 있다.
• 데이터를 녹음한 후에는 수정하거나 삭제할 수 없다.
• 데이터 백업, 음악 CD 제작 등에 사용된다.

 

💡 CD Rewritable(CD-RW)

• 여러 번 녹음하고 지우기를 반복할 수 있는 디스크로, 데이터를 덮어쓰거나 삭제할 수 있다.
• 비용이 높지만, 데이터 수정 및 추가, 삭제가 가능하므로 재사용성이 높다.  
• 데이터 백업, 음악 CD 제작 등에 사용된다.

 

✅ 5. 자기 테이프

• 자기 머리를 이용하여 데이터를 기록하기 때문에 자기장을 생성하여 데이터를 기록하고 읽을 수 있다.
• 일정한 속도로 회전하여 데이터를 기록하기 때문에 데이터 전송 속도는 느리지만, 대용량 데이터를 저장할 수 있다.
• 비휘발성 저장 장치로, 전원이 차단되어도 데이터가 보존된다.
•  대용량 데이터를 저장하고 장기 보관하는 데 효과적이다.
• 백업용으로 자주 사용된다.