7. 보조기억장치

1. 다양한 보조기억장치

플래터
- 데이터가 실질적으로 저장되는 공간으로 원판 모양으로 생겨있다.
- 하드디스크는 자기적인 방식으로 데이터를 저장하는데, 플래터는 자기 물질로 덮여 있어, N극 과 S극을 저장하며, 각각은 0 과 1의 역할을 수행한다.
- LP 에 비해서 훨씬 더 많은 양의 데이터를 저장해야 하기에 일반적으로 여러 겹의 플래터로 이루어져 있고, 양면으로 사용 가능하다.
스핀
- 플래터를 회전시키는 구성 요소이다.
- 스핀들이 플래터를 돌리는 속도는, 분당 회전수를 나타내는 RPM 이라는 단위로 표시된다.
헤드
- 플래터를 대상으로 데이터를 읽고 쓰는 구성 요소이다.
디스크암
- 헤드를 원하는 위치로 이동시키는 구성 요소

-> 하드디스크의 성능은 많이 향상되었지만,, 아직도 하드디스크에서 IO 시간은 생각보다 어마무시하다.. -> 때문에, 탐색시간과 회전지연을 단축시키기 위해서는 스핀의 RPM 을 높이는 것도 중요하지만, 캐시 메모리의 참조 지역성을 잘 이해하는 것도 중요하다!

전기적으로 데이터를 읽고 쓸 수 있는 반도체 기반의 저장 장치이다. -> 하드디스크와 달리 기계적인 부품이 없고, 전자적인 원리로 동작하기 때문에, 속도/내구성/발열/전력 소비 부분에서 하드디스크 보다 장점이 많다.

-> 플래시 메모리는 셀이라는 단위를 사용하고, 한 셀에 저장할 수 있는 비트수에 따라서 종류가 나뉜다.

-> 종류에 따라서 플래시 메모리의 수명, 속도, 가격에 큰 영향을 끼친다.

SLC 타입
- 한 셀에 하나의 비트가 저장할 수 있는 타입으로, 0 과 1을 표현이 가능하다.
- 한 셀의 하나의 비트만 저장할 수 있기에, 빠른 입출력이 가능하다. -> 혼자 사는 집에는 눈치안보고 집에 들어가듯이 ..
- 하지만, 용량 대비 가격이 높다 ..
- 때문에, 데이터의 읽고 쓰기가 매우 많이 반복되며 고성능의 빠른 저장 장치가 필요할 때 사용한다.
MLC 타입
- 한 셀당 2비트 씩 저장할 수 있는 타입으로 4개의 정보를 표현 가능하다.
- SLC 타입보다 일반적으로 속도와 수명이 떨어지지만, 한 셀에 두 비트씩 저장할 수 있다는 점에서, MLC 타입은 대용량화 하기 유리하다.
- 때문에, SLC 타입에 비해 가격이 저렴하다.
TCL 타입
- 한 셀당 3비트 씩 저장할 수 있는 타입으로 8개의 정보를 표현 가능하다.
- 대용량화 하기 유리하고, SLC 과 MLC 에 비해서 수명과 속도가 떨어지지만 용량 대비 가격도 저렴하다.

주로 하드디스크와 SSD 를 사용하는 기술로, 데이터의 안정성 혹은 높은 성능을 위해서 여러 개의 물리적인 보조기억장치를 마치 하나의 논리적 보조기억장치처럼 사용하는 기술의 의미한다.

여러 개의 보조기억장치에 데이터를 단순히 나누어 저장하는 구성 방식을 의미한다.
여러 개의 보조기억장치는 순번대로 데이터를 저장한다.
- 이때 마치 줄무늬처럼 분산되어 저장된 데이터를 스트라입이라고 하고,
- 분산하여 저장하는 것을 스트라이핑이라고 한다.
스프라이핑 된 데이터들은 저장된 데이터를 읽고 쓰는 속도가 빨라진다. -> 하나의 대용량 저장 장치를 이용했더라면, 여러 번에 걸쳐 읽고 썻을 데이터를 동시에 읽고 쓸 수 있기 때문이다.
RAID 0 의 가장 큰 문제는 데이터가 안전하지 않다는 것이다.. -> 구성된 하드디스크 중 하나에 문제가 생긴다면 다른 모든 하드디스크의 정보를 읽는 데 문제가 생길 수 있다.

데이터가 안전하지 못한 RAID 0 의 단점을 해결한 방식으로, 복사본을 만드는 방식이다. -> 마치 거울처럼 완전한 복사본을 만드는 구성이기 때문에, 미러링이라고 부르기도 한다.
예를들어, 4개의 하드디스크가 있다면 2개를 원본 하드디스크로 사용하고, 2개를 백업(복사본) 하드디스크로 사용한다.
복사본이 있기에, 복구가 매우 간단하다는 장점이 있지만, 결국 많은 양의 하드가 필요하고, 비용이 증가한다는 단점이 있다.

RAID 1 처럼 완전한 복사본을 만드는 것이 아닌, 오류를 검출하고 복구하기 위한 정보를 저장한 장치를 두는 방식이다. -> 이때 오류를 검출하고 복구하기 위한 정보를 패리티 비트 라고 한다.
예를들어, 4개의 하드디스크가 있다면 3개를 원본 하드디스크로 사용하고, 1개를 패리티를 저장하는 장치로 활용한다. -> 패리티를 저장하는 장치는 다른 장치들의 오류를 검출하고, 오류가 있다면 복구한다. -> RAID 1 에 비해서 하드디크스를 절약할 수 있다.

RAID 4 에서는 어떤 새로운 데이터가 저장될 때마다 패리티를 저장하는 디스크에도 데이터를 쓰게 되므로, 패리티를 저장하는 장치에 병목 현상이 발생한다는 문제가 있다.(RAID 4 단점)
RAID 5 는 패리티 정보를 각 하드디스크에 분산해 패리티를 저장하는 장치에 병목 현상이 발생하지 않도록 하는 방식이다.
예를들어, 4개의 하드디스크가 있다면, 각각의 하드디스크는 페리티 정보를 저장하는 하나의 영역을 가지고 있다.

RAID 6 는 기본적으로 RAID 5 와 같으나, 서로 다른 패리티 정보를 저장하는 영역을 가지고 있는 방식이다. -> 각 하드디스크마다 2개의 패리티를 저장하는 영역을 가지고 있다.
이는 오류를 검출하고 복구할 수 있는 수단이 두 개가 생긴 셈으로, RAID 4 / RAID 5 보다 안전한 구성이라고 볼 수있다. -> 다만 새로운 정보를 저장할 때마다 함께 저장할 패리티가 두개이므로 쓰기 속도는 RAID 5 에 비해서 느리다.

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