[CS] {컴퓨터 구조} 보조기억장치

1. 하드디스크

- 자기적인 방식으로 데이터 저장

- 기본적으로 트랙과 섹터 단위로 데이터 저장

 

* 실린더 : 여러겹의 플래터 상에서 같은 트랙이 위치 한 곳을 모아 연결한 논리적 단위

- 연속된 정보는 한 실린더에 기록

 

* 하드 디스크가 저장된 데이터에 접근하는 시간

  (1) 탐색 시간

: 접근하려는 데이터가 저장된 트랙까지 헤드를 이동시키는 시간

  (2) 회전 지연

: 헤드가 있는 곳으로 플래터를 회전시키는 시

 

  (3) 전송 시간

: 하드디스크와 컴퓨터간에 데이터를 전송하는 시간

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2. 플래시 메모리

- 전기적으로 데이터를 읽고 쓰는 반도체 기반 저장 장치

- 플래시 메모리는 하드 디스크와 달리 덮어쓰기가 불가능

- 읽기와 쓰기는 페이지 단위로 이루어짐

- 삭제는 (페이지보다 큰) 블록 단위로 이루어짐

+ 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 데이터(쓰레기값)을 저장하고 있는 상태

 

셀

- 플래시 메모리에서 데이터를 저장하는 가장  작은 단위

- 이 셀이 모여 MB, GB, TB 저장 장치가 됨

 

(1) SLC

- 한 셀로 두개의 정보 표현

- 비트의 빠른 입출력

- 긴 수명

- 용량대비 고가격

 

(2) MLC

- 한 셀로 네 개의 정보 표현

- SLC보다 느린 입출력

- SLC보다 짧은 수명

- SLC보다 저렴

- 시중에서 많이 사용

 

(3) TLC

- 한 셀로 여덟 개의 정보 표현

- MLC보다 느린 입출력

- MLC보다 짧은 수명

- MLC보다 저렴

- 시중에서 많이 사용

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3. RAID의 정의와 종류

- 1TB 하드디스크 네 개로 RAID를 구성하면 4TB 하드디스크 한개의 성능과 안정성을 능가할 수 있음.

 

1) RAID 정의

- 하드디스크와 SSD로 사용하는 기술

- 데이터의 안전성, 높은 성능을 위해 여러 물리적 보조기억장치를 마치 하나의 논리적 보조기억장치처럼 사용하는 기술

- 각 RAID 레벨마다 장단점이 있음

- 어떤 상황에서 무엇을 최우선으로 원하는지에 따라 최적의 RAID 레벨은 달라질 수 있음

 

2) RAID 레벨

- RAID 0, RAID 1, RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 5, RAID 6

- 그로부터 파생된 RAID 10, RAID 50 ...

 

(1) RAID 0

: 데이터를 단순히 나누어 저장하는 구성 방식

* 스트라입 : 마치 줄무늬처럼 분산되어 저장된 데이터( 위 사진에서 A1, B1 같은 단위 )

스트라이핑 : 분산하여 저장하는 것

장점 - 입출력 속도의 향상

단점 - 저장된 정보가 안전하지 않음

 

(2) RAID 1

미러링 : 복사본을 만드는 방식

- 데이터를 쓸 때 원본과 복사본 두 군데에 씀 (느린 쓰기 속도)

 

장점 - 복구하기가 좋다

단점 - 하드 디스크 개수가 한정되었을 때 사용 가능한 용량이 적어짐

(복사본이 만들어지는 용량만큼 사용 불가 -> 많은 양의 하드 디스크가 필요 -> 비용 증가)

 

(3) RAID 4

- RAID 1처럼 완전한 복사본을 만드는 대신 오류를 검출하고 복구하기 위한 정보를 저장

- RAID 1보다 적은 하드디스크로도 데이터를 안전하게 보관

- 패리티를 저장한 장치를 이용해 다른 장치들의 오류를 검출하고, 오류가 있다면 복구

(패리티 비트는 오류 검출만 가능할 뿐 오류 복구는 불가능 -> RAID의 패리트비트는 복구까지 가능)

 

단점 - 패리티 디스크의 병목

 

(4) RAID 5

- 패리티 정보를 분산하여 저장하는 방식

 

(5) RAID 6

- 두 종류의 패리티

RAID 5보다 안전, 쓰기는 RAID 5보다 느림