HDD의 역사
HDD는 최초의 하드 디스크는 1956년에 미국의 IBM에서 출시되었다. 메인프레임 컴퓨터와 미니 컴퓨터를 위해 출시된 RAMAC(Random Access Method of Accounting and Control)이라 불리는 이 장치는 지름 24인치의 플래터 50장으로 약 4.8 MiB의 용량을 구현하였으며, 가격은 약 5만 달러였다고 한다.
1980년대 초반에는 하드디스크는 PC에 있어 매우 고가의 특별하고 희귀한 기능을 하는 장치에 불과하였다. 하지만 1980년대 후반에 들어오면서 하드디스크는 PC에 있어 필수적인 기능이 되어 저가의 PC에도 탑재되기 시작했다.
2000년 초반이후 디지털 가전 제품의 수요가 증가함에 따라 디지털화된 영상과 음성을 저장하 기 위한 용도의 수요가 증가하였으며, 2000년대 중반부터는 내비게이션, 텔레비전에도 하
드디스크가 탑재되기 시작했다.
그 이후, 하드디스크를 USB나 IEEE 1394를 이용해 외부 장치처럼 이용할 수 있는 외장 하드디스크가 등장하였다. 또한, 특정 컴퓨터에 종속되지 않고, 독립적으로 네트워크 상에서 공유할 수 있는 NAS라는 제품도 등장하였다.
HDD 구조
원리적으로, 컴퓨터에 저장되는 모든 데이터는 0,1 두 디지털 신호에 의해 이루어진다. 하드 디스크의 경우 이러한 디지털 신호를 원반형태의 플래터(이 플래터가 플로피(flopy) 디스켓과 비교하여 단단하였기 때문에 하드(hard) 디스크 라는 이름이 되었다.) 에 기록한다. 디지털 신호의 기록은 자기장의 밀도 변화를 이용해 기록한다. 좀더 자세하게 말하면, 자기장의 밀도 변화를 측정하는 바늘(헤드)가 플래터 위의 일정한 간격을 지나치는 동안 자기장의 극성이 변화하면 1, 그렇지 않으면 0으로 인식한다. (=2013년 현재 1회분의 신호는 20nm(10억분의 20미터)에 해당하는 간격마다 저장된다)
자기장을 이용한 기계적 구조로 구성된 하드 디스크는 반도체 기반의 저장 매체 (솔리드 스테이트 드라이브)에 비해 진동, 충격, 자성등의 외부 환경에 취약하다. 또한, 하드 디스크 외부는 소음 발생과 외부의 먼지 유입을 최소화하기 위해서 최대한 밀폐적인 구조로 설계되어 있다. 하지만 하드디스크에는 내부의 기압을 대기압과 동등하게 해주는 작은 구멍이 뚫린 씰이 있어 외부 환경에 따라 먼지 등이 유입될 수 있기 때문에 외부 환경에 의한 수명 편차가 크다.
하드 디스크의 인터페이스
PATA는 IDE(Integrated Drive Electronics)라고 불려지는데요 이는 일반적으로 PC에서 사용되는 HDD,ODD등의 접속 규격입니다.
위의 표는 자세하게 나와있지만 좀 어렵게 보일수도있는데요 간단하게 IDE는 IDE EIDE(Ultra-ATA,Fast-ATA,ATA2)의두가지가 있습니다. 물론 IDE 의 발전형태가 EIDE입니다.PC에서는 E(Enhanced:향상된)이 많이 쓰이는것 같습니다.
IDE에서는 먼저 글에서 포스팅하였듯이 HDD최대용량이 528MB에 불과 하였습니다. 속도또한 최대 8.3MB/s 였습니다.
암튼 IDE에서 발전된 E-IDE방식이 나옴으로써 HDD는 528MB이상 인식할수있었으며
속도또한 11.1MB/s 부터 최대 100MB/s,133MB/s로 발전하였습니다.
(보통 IDE와 EIDE를 구분할때는 40pin / 80pin 케이블로 구분을 합니다.)
(물론 EIDE는 표에보이는 것처럼 40pin인 ATA-2부터 였지만 외관상 구분을 쉽게하기위해 일반적으로 80pin케이블부터 EIDE로 구분을 하고 있습니다.)
IDE는 40/40pin 이며 위 아래의 어느방향으로도 장착됩니다. EIDE는 40/80pin 이며 위 아래의 구분을 두기위해 밑줄 중간에 하나의 구멍이 막혀있습니다.
(방향이 다르면 장착이안되죠)
HDD는 최초의 하드 디스크는 1956년에 미국의 IBM에서 출시되었다. 메인프레임 컴퓨터와 미니 컴퓨터를 위해 출시된 RAMAC(Random Access Method of Accounting and Control)이라 불리는 이 장치는 지름 24인치의 플래터 50장으로 약 4.8 MiB의 용량을 구현하였으며, 가격은 약 5만 달러였다고 한다.
1980년대 초반에는 하드디스크는 PC에 있어 매우 고가의 특별하고 희귀한 기능을 하는 장치에 불과하였다. 하지만 1980년대 후반에 들어오면서 하드디스크는 PC에 있어 필수적인 기능이 되어 저가의 PC에도 탑재되기 시작했다.
2000년 초반이후 디지털 가전 제품의 수요가 증가함에 따라 디지털화된 영상과 음성을 저장하 기 위한 용도의 수요가 증가하였으며, 2000년대 중반부터는 내비게이션, 텔레비전에도 하
드디스크가 탑재되기 시작했다.
그 이후, 하드디스크를 USB나 IEEE 1394를 이용해 외부 장치처럼 이용할 수 있는 외장 하드디스크가 등장하였다. 또한, 특정 컴퓨터에 종속되지 않고, 독립적으로 네트워크 상에서 공유할 수 있는 NAS라는 제품도 등장하였다.
HDD 구조
원리적으로, 컴퓨터에 저장되는 모든 데이터는 0,1 두 디지털 신호에 의해 이루어진다. 하드 디스크의 경우 이러한 디지털 신호를 원반형태의 플래터(이 플래터가 플로피(flopy) 디스켓과 비교하여 단단하였기 때문에 하드(hard) 디스크 라는 이름이 되었다.) 에 기록한다. 디지털 신호의 기록은 자기장의 밀도 변화를 이용해 기록한다. 좀더 자세하게 말하면, 자기장의 밀도 변화를 측정하는 바늘(헤드)가 플래터 위의 일정한 간격을 지나치는 동안 자기장의 극성이 변화하면 1, 그렇지 않으면 0으로 인식한다. (=2013년 현재 1회분의 신호는 20nm(10억분의 20미터)에 해당하는 간격마다 저장된다)
자기장을 이용한 기계적 구조로 구성된 하드 디스크는 반도체 기반의 저장 매체 (솔리드 스테이트 드라이브)에 비해 진동, 충격, 자성등의 외부 환경에 취약하다. 또한, 하드 디스크 외부는 소음 발생과 외부의 먼지 유입을 최소화하기 위해서 최대한 밀폐적인 구조로 설계되어 있다. 하지만 하드디스크에는 내부의 기압을 대기압과 동등하게 해주는 작은 구멍이 뚫린 씰이 있어 외부 환경에 따라 먼지 등이 유입될 수 있기 때문에 외부 환경에 의한 수명 편차가 크다.
- 제어회로
- 하드 디스크를 제어하는 회로로 총괄적인 부분을 제어한다. 또한 제어회로에 있는 버퍼 메모리는 하드 디스크에 입출력될 데이터를 임시로 저장하게 된다. 또한 S.M.A.R.T. 기술이 내장된 하드 디스크는 자가 문제 진단을 할 수 있으며, 문제를 발견시에는 부팅시에 사용자에게 보고하게 된다. 단 바이오스가 S.M.A.R.T. 기술을 지원하지 않거나 사용안함으로 설정된 경우에는 사용자에게 보고하지 않는다.
- 스핀들 모터 (Spindle Motor)
- 플래터의 회전을 담당한다. 브러시리스 모터를 이용하여 구동하기 때문에 모터의 제어회로가 따로 필요하게 된다. 초기에는 볼 베어링을 사용했지만 유체를 사용함으로써 볼의 마모로 인한 수명 문제가 개선된 동압 유체 베어링이 개발되면서 동압 유체 베어링으로 대체되었다. 동압 유체 베어링이 적용되면 거의 완전하게 원형 회전을 할 수 있어 트랙 밀도를 높일 수 있다.
- 플래터 (Platter)
- 데이터가 기록되는 부분이다. 플래터는 금속재질이지만, 거울과 같이 반사가 잘 될 정도로 래핑상태가 부드러우며, 데이터를 기록하기 위해 산화철등의 자성체로 코팅되어 있다. 하나의 하드 디스크에는 한개 또는 그 이상의 플래터가 장착되어 있다. 플래터 수가 많으면 더 큰 용량을 저장할 수 있지만, 안정성에는 문제가 생길 수 있다.
- 액추에이터(=액튜에이터) (Actuator)
- 헤드가 원하는 데이터를 읽을 수 있게 제어회로의 명령에 따라 액추에이터 암을 구동하는 역할을 한다. 구동을 위해 네오디뮴 자석이 있으며, 누설자속을 줄이기 위해 철과 같은 강자성체 재질로 된 자석 덮개가 있다. 액추에이터는 명령어 대기열(Command queuing) 기술을 통해 구동을 최소화하여 여러개의 파일을 효율적으로 입출력 할 수 있다. 단 명령어 대기열 기술을 사용할 때에는 하드 디스크와 ICH 칩셋이 모두 커맨드 큐잉 기술을 지원해야 사용이 가능하다. 초창기의 하드 디스크는 스테핑 모터로 액추에이터를 구동하여 데이터 손실을 방지하기 위해 헤드 파킹이 필요하였으나, 현재는 음성 코일 방식으로 액추에이터가 구동되어 하드 디스크의 전원 공급이 중단될 경우에는 스핀들 모터의 관성으로 헤드가 자동으로 제자리로 파킹되기 때문에 헤드 파킹은 더이상 필요하지 않다.[1]
- 액추에이터 암 (Actuator arm)
- 액추에이터를 통해 구동되며, 하나의 하드 디스크에는 여러 개의 암이 달려있다. 앞 뒷면을 모두 사용하기 때문에, 각 플래터 당 두 개의 암이 달려있다. 각 암의 끝에는 입출력을 위해 헤드가 달려 있다.
- 헤드 (Head)
- 데이터를 읽고 쓰는 헤드로, 스핀들 모터가 작동 할 때 헤드는 제어회로를 통해 마이크로미터 단위로 부상하여 기록하게 된다. 헤드가 부상되지 않은 상태에서 스핀들 모터가 작동될 경우에는 플래터에 손상을 주어 베드 섹터등의 복구가 불가능한 문제로 번질 수 있다. 헤드의 기록 방식에는 수직 기록 방식과 수평 기록 방식이 있다. 수직 기록 방식은 수직으로 데이터를 기록하기 때문에 수평 기록 방식에 비해 플래터당 기록 밀도를 훨씬 높일 수 있으며, 자성의 손실이 거의 없어 데이터의 수명이 더 길다.
하드 디스크의 인터페이스
PATA는 IDE(Integrated Drive Electronics)라고 불려지는데요 이는 일반적으로 PC에서 사용되는 HDD,ODD등의 접속 규격입니다.
위의 표는 자세하게 나와있지만 좀 어렵게 보일수도있는데요 간단하게 IDE는 IDE EIDE(Ultra-ATA,Fast-ATA,ATA2)의두가지가 있습니다. 물론 IDE 의 발전형태가 EIDE입니다.PC에서는 E(Enhanced:향상된)이 많이 쓰이는것 같습니다.
IDE에서는 먼저 글에서 포스팅하였듯이 HDD최대용량이 528MB에 불과 하였습니다. 속도또한 최대 8.3MB/s 였습니다.
암튼 IDE에서 발전된 E-IDE방식이 나옴으로써 HDD는 528MB이상 인식할수있었으며
속도또한 11.1MB/s 부터 최대 100MB/s,133MB/s로 발전하였습니다.
(보통 IDE와 EIDE를 구분할때는 40pin / 80pin 케이블로 구분을 합니다.)
(물론 EIDE는 표에보이는 것처럼 40pin인 ATA-2부터 였지만 외관상 구분을 쉽게하기위해 일반적으로 80pin케이블부터 EIDE로 구분을 하고 있습니다.)
그냥봐서는 별다른 차이점이 없어보이지만 pin 한계인 66MB/s이상의 고속전송시 발생하는 노이즈 때문에 40pin의그라운드선을 넣어 노이즈를 감소시켰습니다.
(방향이 다르면 장착이안되죠)
0 개의 댓글:
댓글 쓰기