이것을 공부하려면 하드디스크 구조를 공부해야 한다. 이 이유가 갑자기 떠올라 마음잡혔을 때 공부하고자 이렇게
포스팅 하게 되었다.
하드디스크란 일반적인 용어의미로는 비휘발성의 보조기억장치라고 설명 할 수 있다.
구조는 아래 이미지와 같다.
각 부위에 대한 설명은 다음과 같다.
[하드디스크 구조]
- Platter(플래터) : 위 그림에 원판으로 된 부분이며, 데이터가 기록되는 부분이다. 플래터는 금속재질로, 데이터를
기록하기 위하여 산화철등의 자성체로 양면 코딩되어 있다. 하드디스크에는 한개 또는 그 이상의
플래터들이 부착 될 수 있지만 많이 부착되면 될수록 용량은 커지지만 안정성에 대한 문제또한
증가된다.
- Spindle(스핀들) : 위에서 설명한 Platter의 회전을 담당하는 부분이다. 초기에는 볼 베어링이 사용되었지만, 최근에는
동압 유체 베어링이 많이 사용된다.
동압 유체 베어링은 완전한 원형 회전을 하게 하여 트랙 밀도를 높일 수 있다.
- Actuator(액츄에이터) : Actuator Head가 데이터를 읽을 수 있도록 Actuator Arm을 움직이도록 하는 부분이다. 구동을
위해 네오디뮴 자석을 사용하고, 누설자속을 줄이기 위하여 철과 같은 강자성체 재질로 된 덮개가
있다. 초기에는 액츄에이터를 구동하기 위하여 스테핑 모터를 사용하였는데 데이터 손실이
일어나 헤드파킹이 필요하였다. 하지만 요즘은 음성 코일 방식을 사용하여 전원이 차단되어도
스핀들 모터의 관성에 의해서 헤드가 제자리로 돌아가 헤드파킹이 필요 없게 되었다.
- Head(헤드) : 데이터를 읽고 쓰는 부분으로 플래터와의 간격이 마이크로미터 단위로 떨어져 데이터를 읽고 쓴다. 만약
플래터와 맞부딪힌 상태에서 스핀들 모터가 구동되어 헤드가 플래터에 닿는 경우 데이터에 손상이 생긴다.
헤더 기록 방식에는 수직기록 방식과 수평기록 방식이 있다.
* 수직기록방식 : 데이터를 수직으로 기록하는 방식, 수평기록방식에 비해 플래터당 기록 밀도를 훨씬 높일 수 있고,
자성의 손실이 거의 없어 데이터의 수명또한 길다.
* 수평기록방식 : 데이터를 수평으로 기록하는 방식
구조를 알아봤으니 이제는 저장 순서를 알아볼 차례이다.
[하드디스크 저장 순서]
이제는 순서를 알았으니 저장이 어떻게 이루어지는가에 대한 개념을 알아볼 차례이다.
하드디스크의 데이터 저장방식에는 CHS 방식과 LBA방식이 있다.
[하드디스크 저장방식]
1. CHS 방식 : CHS 방식은 실린더(Cylinder), 헤드(Head), 섹터(Sector) 이 세가지 요소를 이용한 방식이다.
물리적으로 주소를 할당하는 방식으로, 실린더, 헤드, 섹터에 번호를 할당해 그 주소를 이용하여 데이터를
찾아 읽고 쓰는 방식이다. 이 방식은 과거에 사용되었으며 용량이 커지는 현대의 하드디스크에 맞지 않는
한계를 보여 요즘에는 일반 하드디스크에서는 쓰이지 않고, CHS가 지원하는 용량의 임베디드
하드디스크들은 아직 이 방식을 사용한다.
2. LBA 방식 : CHS 한계로 인해 고안된 방식으로 모든 섹터에 논리적인 고유번호를 할당하는 방식이다.
* 실린더(Cylinder) : 트랙의 묶음을 의미 한다.
* 트랙(track) : 섹터들이 이루고 있는 원형 한 줄을 의미 한다.
* 섹터(sector) : 하드디스크의 최소 저장단위를 의미 한다.
3. ZBR(Zone bit Recording ) : 요즘 사용하는 방식으로, 외부 트랙의 길이가 내부 트랙의 길이보다 길다는 점에서 착안하여
길이가 긴 트랙일수록 섹터를 많이 할당하도록 만든 방식이다. CHS와 LBA의 경우 트랙의
섹터 수가 모두 동일하였다. ZBR은 트랙의 길이마다 섹터의 수가 다르기 때문에 데이터를
읽고 쓸때 트렉에 섹터 수를 정확히 알고 있어야 한다.
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