하드 디스크(Hard Disk Driver)

 

 

 

하드 디스크(Hard Disk Driver)

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HDD(Hard Disk Driver)하드디스크란?

보조기억장치에 하나로써 컴퓨터의 필요한 거의 모든 내용을 담아 두는 곳이다. 주기억 장치인 램은 전원을 끄면 저장된 내용이 모두 사라지기 때문에 자료를 보관할 장소가 필요하게 되었고, 이 때 자료를 보관하는 장소를 보조기억 장치라고 한다. 보조기억 장치 중에 가장 대표적인 것은 하드디스크와 플로피디스크 이다. 하드디스크는 기술 발전과 더불어 고용량화, 초소형화되고 있으며 원하는 정보를 찾아내는 시간(탐색 시간)도 짧아지고 있다.

HDD의 구성
하드디스크의 부품 중에서 가장 중요한 것은 헤드(head)와 플래터(platter) 이다. 플래터-둥그런 접시처럼 생긴 플래터는 알루미늄이나 유리 섬유로 만들어 진다. 플래터는 데이터를 0과 1이라는 비트 방식으로 저장하고, 0과1은 자성을 띄느냐 그렇지 않느냐의 차이 이다.. 하드디스크는 보통 3~6장의 플래터를 갖추고 있다. 헤드-플래터가 회전할 때 안팎으로 움직이면서 데이터를 읽거나 기록하는 것이 헤드다. 1장의 플래터에는 2개의 헤드(읽기헤드와 쓰기헤드)가 달려있다. 헤드의 움직임을 제어하는 것은 센트럴 암이다. 하드디스크의 성능을 판가름하는 것은 플래터의 회전속도다. 플래터가 빨리 돌수록 헤드는 필요한 정보를 신속하게 찾아낸다. 회전속도의 단위는 RPM(Revolution Per Minute)이고 1분에 몇바퀴 회전하느냐를 뜻한다. 보통 사람들이 쓰는 EIDE방식의 하드디스크는 1분에 5천400번 돌고. 매킨토시나 고급 PC에 달린 스카시 방식의 하드디스크는 7천200번 회전한다. 최근에는 더욱 빨라져 EIDE용 중에는 7,200rpm, 스카시방식중에는 10,000rpm 에 이르는 것도 있다.

플레터의 구성

플래터에 데이터를 기록하려면 구획을 나누어야 한다. 집집마다 번지 수가 있듯이 플래터의 각 지점에도 주소가 필요하다. 그래야 헤드가 필요한 곳의 데이터를 읽거나 기록할 수 있다. 구획은 트랙과 섹터로 나눈다. 눈에 보이지 않지만 플래터 표면에는 트랙과 섹터가 그려져 있다. 트랙- 육상경기장에 그어진 흰 선처럼 플래터 가운데를 중심으로 촘촘히 새겨진 둥그런 선이다.트랙은 속도와 저장량을 결정한다. 모든 트랙이 따로 그어져 있으면 CAV(Constant Angular Velocity,등각속도)방식이고, 하나의 선으로 되어 있으면 CLV(Constant Liner Velocity,등선속도)방식이다. CAV)(Constant Angular Velocity)-하드디스크나 플로피디스크가 이방식이고,데이터를 찾아내느 시간(액세스타임)이 짧다. CLV(Constnt Angular Velocity)- CD가 대표적으로 사용되고,많은 데이터를 기록할 수 있다.

[CAV방식의 구조] [CLV방식의 구조]

섹터- 플래터를 몇 개의 부채꼴 모양으로 나눈 것이다.(전송량과 관련되있고 하드디스크와 시스템 사이를 흐르는 데이터의 크기를 정고, 섹터크기는 보통512~1,024byte이다.) Hard Disk fundamentals Spindle 디스크판을 회전 시키기 위한 중심축으로 바닥에 모터가 달려있다. 잡음을 내면 헤드를 오동작시킬수 있기 때문에 밸트나 기어는 사용하지 않는다. 또 디스크 판이 너므 빠르거나 느리게 돌지 않도록 콘트롤러를 통해 정밀하게 제어를 받는다. 노턴유틸리티를 사용하면 디스크판의 회전속도를 측정할수 있다. Disk piatters 300만분의 1인치 두께의 얇은 알루미늄 합금으로 만들어져 있다. 합금위에는 전자석 성질을 띠도록 자성물질이 입혀져 있다. 여기에 트랙과 실린더가 있어 데이터를 기록할수 있다. 고용량 하드들은 파킹 프로그램을 별도로 실행시킬 필요가 없다. 이 하드들은 head arm에 약한 스프링을 연결시킴으로서 전원이 끊어질 경우 스프링이 자동으로 하드를 잡아당겨 데이타가 없는 안전한 장소를 착륙시킨다. Read / Write head 디스크판 위에 데이타를 읽거나 쓰기 위한 장치로 전축의 바늘과 같은 역할을 한다. 하나의 헤드에는 읽기용고 쓰기용 각각 2개의 헤드가 있다.헤드와 디스크판 사이의 거리는 1000만분의 1인치 정도 이것은 담배연기보다 20배 머리카락보다 200배나 작은 틈이다. 따라서 담배 연기나 먼지가 디스크판이나 헤드에 묻는다면 거대한 바위가 굴러들어온 것처럼 위험하다. Head Arm 콘트롤러의 명령을 받아 헤드를 움직이는 장치, 쉽게 말해 전축의 레코드판 위를 돌고 있는 팔같은 것이다. 작동원리는 스피커처럼 전기가 들어오면 보이스 코일이 헤드아암을 밀고 당기면서 디스크판 표면 위를 움직인다.

하드디스크 인터페이스의 종류

하드디스크가 자료를 다른 장치로 전송하기 위하여 사용하는 방식은 크게 IDE 방식과 SCSI 방식이 있다. 현재 보편적으로 사용되고 있는 방식인 EIDE 방식은 IDE 방식에서 속도를 개선한 것이다. IDE(Integrated Drive Electronics) 80년대 후반 거의 모든 개인용 컴퓨터에서 사용되기 시작한 방식이다. 그러나 하드디스크 528MB까지만 사용할 수 있고, 느린 전송 속도와 하드디스크를 동시에 2대까지만 사용할 수 있기 때문에 현재는 거의 사용하지 않는다.(IDE방식을 ATA라고도 부른다) EIDE IDE의 단점을 개선한 방식이다. 하드디스크 용량을 최대 8.3GB까지 지원하며, 빠른 전송 속도와하드디스크를 동시에 4대까지 사용할 수 있다. 현재 가장 보편적으로 사용되는 방식이다 EIDE(우리가 알고 쓰고 있는 모든 하드가 여기에 포함된다.)컨트롤러는 마더보드에 통합되는 경우가 많고, EIDE하드디스크는 SCSI 드라이브 보다 훨씬 싼게 사실이다. EIDE인터페이스는 2개의 디바이스를 연결할 수 있는 주 채널과 보조 채널을 가짐으로써, 총4개의 디바이스를 연결 할 수 있다. 디바이스는 하드 디스크, CD-ROM, 또는 디스크체인저 일 수 있다.최근에는 EIDE 커넥터를 가진 테이프 백업장비가 나오기도 했으나 이들은 특수한 백업 소프트웨어를 필요로 한다. 하나의 EIDE 채널에는 2개의 디바이스를 서로 번갈아 가면서 버스를 제어한다. 만약 같은 채널에 하드 디스크와 CD-ROM이 존재한다면 하드 디스크는 CD-ROM으로의 요청이 끝날 때까지 우리는 아무것도 할 수 가 없다. CD-ROM은 상대 적으로 느리기 때문에, 여기에서 성능의 저하가 나타나게 된다. 그래서 사용하는 방법이 CD-ROM은 보조 채널에 연결하고 하드 디스크는 주 채널에 연결하도록 권하는 이유이다. 주 채널 및 보조 채널은 약간 서로 독립적으로 작동 할 때가 있다.(이것은 EIDE컨트롤러 칩의 문제이다.) 울트라 ATA 울트라 ATA란 하드디스크 제조 업체인 퀀텀사에서 개발한 것으로, 자료 전송 속도를 33MB/s로 개선한 것이다. 자료를 읽고 쓰는 것이 동시에 이루어지고, 자료 오류 방지 기능을 내장하였다. 대부분의 메인보드와 하드디스크가 울트라 ATA/33 방식을 지원하고 있다. 현재는 울트라 ATA/33을 개선한 ATA/66이 발표되었고 요즘 대부분 이방식을 채택하고 있다. Ultra DMA 여러분의 컴퓨터안에는 항상 하드디스크라는 고정된 저장장치가 설치되어 있을 것이다. 요즘들어 고용량 하드디스크가 무더기로 쏟아져 나오면서 Ultra DMA 하드디스크라는 말을 자주 듣게 된다. 'Ultra DMA'란 하드디스크와 메모리사이의 데이터 전송을 담당하는 일종의 프로토콜 쉽게말씀 드리면 하드와 램간의 데이터 교환 '약속'의 명칭이다. 정확한 정식 명칭은 'Ultra DMA/33'이고. 이 방식은 몇 년전 인텔과 퀀텀사가 협의하여 제정한 포맷이다. 일종의 규약이며 흔히 '산업 표준'이라 하여 모든 관련 업체들의 관련 상품들에 이 규약을 준수하도록 반강제로 적용시킨다는 내용이다. 현재 발매 되고 있는 거의 대부분의 고용량 하드디스크들은 이 표준을 대부분 준수하고 있다. 우리나라의 삼성 하드디스크 역시 이 표준에 근거한 설정을 같이 한 셈이 되는 것이다. 중요한 점은 하드디스크가 아무리 Ultra DMA를 지원한다 하여도 실제 입력 장치가 연결되는 메인보드상에서 이를 지원하지 않으면 별 소용이 없다는 점이다. 물론 이때에는 기존의 방식대로(DMA 또는 PIO) 그대로 이용 해야만 한다. Ultra DMA모드란 기본적으로 기존의 전송 방식에 비하여 이론적으로는 (간단히 설명하면 한 번의 데이터 전송 사이클상에서, 기존 방식에서는 1번만 실제 전송하던 데이터를 Ultra DMA는 두 번 받는 방식이라고 이해하면 된다.) 2배의 효과를 거둔다고 되어 있지만 실제로는 그에 약간 못미치는 속도를 가지고 있다. 이때 속도라 표현한 말은 실제 하드디스크의 '체감속도'를 의미한다. SCSI(Small Computer System Interface) 컴퓨터를 확장 슬롯에 별도의 SCSI 카드를 설치애서 사용한다(SCSI 방식을 내장한 메인 보드가 있지만 고가이다). 하나의 카드에 7대 정도의 장치를 연결해서 사용할 수 있고, EIDE 방식보다 빠른 전송 속도를 나타낸다. 하드디스크 이외에 스캐너나 외장형 장치에서 많이 사용하는 방식이다. 그러나 SCSI 카드를 별도로 구입해야 하고, SCSI장치들은 다른 방식을 사용하는 장치들에 비해 고가이기 때문에 일반 사용자보다는 전문가들이 많이 사용하고 있다 스캐너와 CD-리코더는 EIDE 인터페이스에서는 사용이 불가능하고 SCSI에서만 사용 가능 하다. SCSI 버스에는 7개까지의 디바이스를, 와이드 SCSI에는 15개까지의 디바이스를 연결 할 수있다. 표준 환경에서는 scsi인터페이스를 이용하더라도 각 하드 디스크의 성능이 개선되지는 않는다는 것.scsi의 강점은 여러개의 디바이스가 동시에 버스를 사용할 수 있고 디바이스가 필요로 하지 않을 때는 버스를 사용하지 않는다는 점이다. 여러개의 디바이스가 하나의 버스에서 사용될 때 SCSI의 진정한 효용이 나타난다. 하드 디스크의 속도를 결정하는 것은? 다른 장치들과 마찬가지로 하드디스크 역시 데이터 처리 속도가 빨라야 한다. 하드디스크 속도는 우선 디스크의 회전 속도에 의해 결정된다. 하드디스크 내부엔 데이터가 실제로 저장되어 있는 디스크가 있는데, 이 디스크는 전원이 공급되면 계속 고속으로 회전한다. 그 위아래를 헤드라는 장치가 이동하면서 데이터를 읽거나 쓰게 되는데, 이스크 회전 속도가 빠를 수록 같은 시간에 헤드가 읽어 처리하는 데이터의 양도 많아진다. 하드디스크이 회전 속도를 나타내는 다위는 RPM(Revolutions Per Minute)으로 디스크의 분당 회전 수를 말한다 이 RPM은 4,500~7,200RPM으로 다양하게 나위지만, 일반적인 하드디스크의 회전 속도는 5,200RPM 정도이다. 같은 가격대와 용량의 하드디스크라면 RPM 단위가 높은 쪽을 선택한다. SCSI 하드디스크를 많이 쓰는 이유는? 멀티태스킹(여러개의 작업그룹)환경은 동시 엑세스가 많이 발생하기 때문에 특히 SCSI에서 유용하다. 웹호스팅이나 오디오,비디오 또는 디스크를 많이 사용하는 그런 일을 하고 있다면 EIDE보다 SCSI가 유용하다. 대용량의 고속 전송이 가능한 제품은 SCSI방식이 많이 쓰이고 있다. EIDE보다 SCS가 캐시를 더 많이 가지고 있다.

하드디스크 설치

EIDE 방식으로 하드디스크를 연결할 때 먼저 점퍼를 이용해서 마스터(Master)와 슬레이브(Slave)를 설정해야 한다.하드디스크를 한 개만 설치할 때는 점퍼를 마스터부분에 놓고 설치 하면 된다. 만일 여유분의 하드디스크가 또하나 있어 하나를 더 추가할 때는 두 번째 하드디스크는 슬레이브로 놓고 coms setup에서 셋팅하면 된다. EIDE 방식은 한 케이블에 두 개의 장치를 연결할 수 있기 때문에 어느 기기가 우선권을 가지는지 결정하는 것이다. Ultra DMA하드디스크를 장착할때는 BIOS SETUP창을 열고 바이오스 셋업 안에는 ULTRA DMA를 사용할 것인가 아닌가를 설정한다.또한 대부분의 펜티엄 ( 특히 ATX 기종 )메인보드는 이 모드를 이미 지원해주고 있다. (하지만 지원하지 않은 것도 있으니 꼭 확인하기 바람) 지금 출시되는 펜티엄 보드들이야 당연히 내장된 기능이지만 그외에 이미 구입하여 사용중인 메인보드들은 누구도 보지않고는 Ultra DMA를 지원한다고 말할수 없다.

하드디스크 초기화

하드디스크를 처음 구입한 다음 바로 사용할 수 있는 것은 아니다. 먼저 하드디스크를 초기화 해야만 자료를 읽거나 쓸 수 있는 상태가 된다. 하드디스크를 초기화 하는 것을 Fdisk와 Format이라고 한다.

하드디스크 구입요령

하드디스크를 구입할 때 고려해야 할 사항은 안정성, 속도, 용량, 가격, 소음(진동), A/S등이다. 그 중에서도 가장 중요한 것이 안정성과 A/S인데 하드디스크가 안정적이지 못하면 한순간에 모든 자료를 잃어버릴 수도 있기 때문이다. 요즘 나오는 프로그램 대부분이 많은 용량을 필요로 하기 때문에 될 수 있으면 용량이 큰 것을 구입하는 것이 좋다. 또한 하드디스크의 속도가 전체 시스템의 속도를 많이 좌우한다. 물론 RAM이나CPU가 많은 부분을 담당하지만 요즘 울트라 DMA-66을 지원하는 하드디스크나 메인보드를 선택해서 빠른 속도로 시스템을 사용 할것을 권장한다.