다양한 보조기억장치

보조기억장치

하드디스크

• 자기적인 방식으로 데이터 저장하는 보조기억장치
• 연속된 정보는 한 실린더에 기록
• 구성
  • 스핀들 : 플래터를 회전시켜줌
  • 플래터 : 일반적으로 양면 모두 사용, 수많은 N극과 S극으로 데이터 저장
  • 헤드 : 자기물질을 읽는 구성 요소, 플래터의 면마다 있음
  • 디스크 암 : 헤드를 움직여주는 요소, 일반적으로 모든 헤드가 디스크 암에 부착되어 함께 이동
• 저장 단위
  • 기본적으로 트랙(플래터를 이루고 있는 동심원)과 섹터(트랙을 피자조각으로 나누었을 때 한 조각) 단위로 데이터 저장
  • 플래터는 트랙과 섹터로 나뉘고, 같은 트랙이 모여 실린더(여러 겹의 플래터 상에서 같은 트랙이 위치한 곳을 모아 연결한 논리적 단위)를 이룸

RPM(Revolution Per Minute) : 분당 회전수

 

 

 

하드 디스크의 데이터 접근 과정

• 하드 디스크가 저장된 데이터에 접근하는 시간
  • 탐색 시간(seek time) : 접근하려는 데이터가 저장된 트랙까지 헤드를 이동시키는 시간
  • 회전 지연(rotational latency) : 헤드가 있는 곳으로 플래터를 회전시키는 시간
  • 전송 시간(transfer time) : 하드 디스크와 컴퓨터 간에 데이터를 전송하는 시간

 

 

 

플래시 메모리(USB, SSD, SD카드)

• 전기적으로 데이터를 읽고 쓰는 반도체 기반 저장 장치
• 범용성이 넓기에 보조기억장치에만 속한다고 보기는 어려움
• 플래시 메모리는 하드 디스크와 달리 덮어쓰기가 불가능
• 종류
  • NAND 플래시 메모리
  • NOR 플래시 메모리

 

 

 

셀(cell)

• 플래시 메모리에서 데이터를 저장하는 가장 작은 단위
• 이 셀이 모이고 모여 수 MB, GB, TB 저장 장치가 된다

한 셀에

• 1비트를 저장할 수 있는 플래시 메모리 : SLC
• 2비트를 저장할 수 있는 플래시 메모리 : MLC
• 3비트를 저장할 수 있는 플래시 메모리 : TLC
• 4비트를 저장할 수 있는 플래시 메모리 : QLC

플래시 메모리 - SLC, MLC, TLC

사람 한 명 == 1비트

셀 == 집

이라 생각해보면

-> SLC == 한 집에 한 명

• 한 셀로 두 개의 정보 표현
• 비트의 빠른 입출력
• 긴 수명
• 용량 대비 고가격

-> MLC == 한 집에 두 명

• 한 셀로 네 개의 정보 표현(대용량화 유리)
• SLC보다 느린 입출력
• SLC보다 짧은 수명
• SLC보다 저렴
• 시중에서 많이 사용

-> TLC == 한 집에 세 명

• 한 셀로 여덟 개의 정보 표현(대용량화 유리)
• MLC보다 느린 입출력
• MLC보다 짧은 수명
• MLC보다 저렴
• 시중에서 많이 사용

 

 

 

플래시 메모리의 저장 단위

• 셀들이 모여 페이지(page)
• 페이지들이 블록(block)
• 블록이 모여 플레인(plane)
• 플레인이 모여 다이(die)
• 읽기/쓰기 단위와 삭제 단위는 다르다
  • 읽기와 쓰기는 페이지 단위로 이루어짐
  • 삭제는 (페이지보다 큰) 블록 단위로 이루어짐

 

 

 

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

 

 

 

플래시 메모리의 동작 예시

가비지 컬렉션

1. 유효한 페이지들만을 새로운 블록으로 복사
2. 기존의 블록을 삭제