디스크 스토리지
Disk storage |
디스크 스토리지(드라이브 스토리지라고도 함)는 하나 이상의 회전하는 디스크의 표면층에 대한 다양한 전자, 자기, 광학 또는 기계적 변화에 의해 데이터가 기록되는 일반적인 스토리지 메커니즘 범주입니다.디스크 드라이브는 이러한 기억 메커니즘을 구현하는 장치입니다.주목할 만한 유형은 비이동식 디스크를 포함하는 하드 디스크 드라이브(HDD), 플로피 디스크 드라이브(FDD)와 그 이동식 플로피 디스크, 다양한 광학 디스크 드라이브(ODD)와 관련 광학 디스크 미디어가 있습니다.
(스펠링 디스크와 디스크는 콤팩트 디스크 로고와 같이 상표로 사용할 수 없는 경우를 제외하고 서로 교환하여 사용합니다.1956년 IBM이 "IBM 350 Disk 스토리지 유닛"을 시작으로 디스크 양식을 사용한 것과 같이, 특정 양식을 선택하는 것은 종종 과거의 일입니다.
배경
오디오 정보는 원래 아날로그 방식으로 녹음되었습니다(음성 녹음 및 재생 참조).마찬가지로 첫 번째 비디오 디스크는 아날로그 녹화 방식을 사용했습니다.음악 산업에서는 아날로그 레코딩이 광학적 정보와 함께 디지털 형식으로 레코딩되는 디지털 광학 기술로 대체되었다.
최초의 상용 디지털 디스크 스토리지 장치는 IBM 305 RAMAC 컴퓨팅 시스템의 일부로 1956년에 출하된 IBM 350이었습니다.디스크의 랜덤 액세스, 저밀도 스토리지는 자기 테이프를 사용하는 테이프 드라이브에서 제공하는 이미 사용되고 있는 순차 액세스, 고밀도 스토리지를 보완하기 위해 개발되었습니다.디스크 스토리지 테크놀로지에 대한 활발한 혁신과 테이프 스토리지의 혁신이 결합되어 디스크 스토리지와 테이프 스토리지 간의 테라바이트당 취득 비용의 차이는 줄어들었습니다.다만, 전력이나 관리를 포함한 디스크상의 데이터의 총소유 코스트는,[1] 테이프보다 큰 채로 있습니다.
디스크 스토리지는 현재 컴퓨터 스토리지와 오디오 CD 및 비디오 디스크(VCD, 표준 DVD, Blu-ray) 등 가전 스토리지 모두에서 사용되고 있습니다.
최신 디스크의 데이터는 고정 길이 블록(일반적으로 섹터라고 불리며 길이가 수백 바이트에서 수천 바이트까지 다양함)에 저장됩니다.총 디스크 드라이브 용량은 단순히 디스크 표면 수 x 블록 수 x 블록 수 x 블록 수입니다.일부 레거시 IBM CKD 드라이브에서는 데이터가 레코드라고 불리는 가변 길이 블록이 있는 자기 디스크에 저장되었습니다. 레코드 길이는 디스크마다 다를 수 있습니다.블록 간에 필요한 간격 때문에 레코드 길이가 줄어들면서 용량이 감소했습니다.
액세스 방법
디지털 디스크 드라이브는 블록 저장 장치입니다.각 디스크는 논리 블록(섹터 집합)으로 분할됩니다.블록은 Logical Block Address(LBA; 논리 블록주소)를 사용하여 주소 지정됩니다.Disk에서 읽거나 Disk에 쓰는 작업은 블록 단위로 수행됩니다.
원래 디스크 용량은 매우 낮았고 몇 가지 방법 중 하나로 개선되었습니다.기계 설계와 제조가 개선되어 헤드가 작고 정밀해졌고, 따라서 각 디스크에 더 많은 트랙을 저장할 수 있게 되었습니다.데이터 압축 방법이 발전함에 따라 각각의 개별 섹터에 더 많은 정보를 저장할 수 있게 되었습니다.
이 드라이브는 실린더, 헤드 및 섹터에 데이터를 저장합니다.섹터 유닛은 하드 디스크 드라이브에 저장되는 데이터의 최소 크기이며, 각 파일에는 다수의 섹터 유닛이 할당됩니다.CD에서 가장 작은 엔티티는 프레임이라고 불리며, 33바이트로 구성되며 6개의 완전한 16비트 스테레오 샘플(2바이트 × 2채널 × 6개의 샘플 = 24바이트)을 포함합니다.나머지 9바이트는 8개의 CIRC 오류 수정 바이트와 제어 및 표시에 사용되는1개의 서브 코드바이트로 구성됩니다.
정보는 컴퓨터 프로세서에서 BIOS로 데이터 전송을 제어하는 칩으로 전송됩니다.그런 다음 멀티 와이어 커넥터를 통해 하드 드라이브로 전송됩니다.데이터가 드라이브의 회로 기판에 수신되면 변환되고 개별 드라이브가 디스크 자체에 저장하는 데 사용할 수 있는 형식으로 압축됩니다.데이터는 회로 기판의 칩에 전달되어 드라이브에 대한 액세스를 제어합니다.드라이브는 내부 디스크 중 하나에 저장된 데이터 섹터로 나뉩니다.HDD는 내부에 2개의 디스크가 있으면 일반적으로 4개의 표면 모두에 데이터를 저장합니다.
드라이브의 하드웨어는 액추에이터 암에 관련 트랙의 위치를 알려주고 압축된 정보는 헤드로 전송되며, 헤드는 예를 들어 광학 또는 자기적으로 드라이브에 있는 각 바이트의 물리적 특성을 변경하여 정보를 저장합니다.파일은 선형으로 저장되지 않고 가장 빠른 검색을 위해 보관됩니다.
회전 속도 및 트랙 레이아웃
기계적으로 드라이브 내부에서 두 가지 다른 모션이 발생합니다.하나는 장치 내부의 디스크 회전입니다.다른 하나는 트랙 사이를 이동할 때 디스크를 가로질러 헤드가 좌우로 움직이는 것입니다.
Disk 순환 방법에는 두 가지 유형이 있습니다.
- 일정한 선형 속도(주로 광학 스토리지에 사용됨)는 헤드의 위치에 따라 광 디스크의 회전 속도를 변화시킵니다.
- 일정한 각속도(HDD, 표준 FDD, 몇 개의 광학 디스크 시스템 및 비닐 오디오 레코드에 사용)는 헤드의 위치에 관계없이 미디어를 일정한 속도로 회전시킵니다.
트랙 포지셔닝은 디스크 스토리지 디바이스 간에 두 가지 다른 방법을 따릅니다.HDD, FDD, Iomega zip 드라이브와 같은 컴퓨터 데이터 보관에 초점을 맞춘 스토리지 장치는 동심원 트랙을 사용하여 데이터를 저장합니다.순차적 읽기 또는 쓰기 작업 중에 드라이브가 트랙의 모든 섹터에 액세스한 후 헤드를 다음 트랙으로 재배치합니다.이로 인해 디바이스와 컴퓨터 사이의 데이터 흐름이 일시적으로 지연됩니다.반면, 광학 오디오 및 비디오 디스크는 디스크의 가장 안쪽에서 시작하여 바깥쪽 가장자리로 연속적으로 흐르는 단일 나선형 트랙을 사용합니다.데이터를 읽거나 쓸 때 트랙을 전환하기 위해 데이터 흐름을 중지할 필요가 없습니다.이는 바깥쪽 가장자리에서 시작해 중앙으로 나선형으로 들어간 것을 제외하면 비닐 레코드와 유사하다.
인터페이스
디스크 드라이브 인터페이스는 시스템의 나머지 부분과 디스크 드라이브 자체의 통신 메커니즘/프로토콜입니다.데스크톱 및 모바일 컴퓨터용 스토리지 장치는 일반적으로 ATA(PATA) 및 SATA 인터페이스를 사용합니다.엔터프라이즈 시스템과 하이엔드 스토리지 디바이스는 일반적으로 SATA뿐만 아니라 SCSI, SAS 및 FC 인터페이스도 사용합니다.
기본 용어
- 디스크 - 일반적으로 자기 미디어와 디바이스를 나타냅니다.
- 디스크 - 특정 옵티컬(광학식) 미디어 및 디바이스의 상표에 필요합니다.
- 플래터 – 개별 기록 디스크.하드 디스크 드라이브에는 플래터 세트가 포함되어 있습니다.광학 기술의 발달로 DVD에 여러 개의 기록층이 생겨났습니다.
- 스핀들 – 플래터가 장착되는 회전 축.
- 회전 – 플래터가 회전합니다. 다음 두 가지 기법이 일반적입니다.
- 트랙 – 플래터의 단일 기록 표면에 기록된 데이터의 원입니다.
- 섹터 – 트랙의 세그먼트
- 로우 레벨 포맷– 트랙과 섹터를 확립합니다.
- 헤드 – 디스크 표면에 있는 정보(자기 또는 광학)를 읽고 쓰는 장치입니다.
- 암 – 헤드가 안팎으로 이동할 때 헤드를 지지하는 기계적 어셈블리입니다.
- 시크 시간 – 헤드를 새로운 위치(특정 트랙)로 이동하는 데 필요한 시간.
- 회전 레이텐시 – 암이 올바른 트랙에 도달한 후 헤드가 원하는 섹터를 통과할 때까지의 평균 시간.
- 데이터 전송 속도 - 사용자 데이터 비트가 미디어에서 또는 미디어로 전송되는 속도입니다.엄밀히 말하면, 이것은 「총 데이터 전송 속도」라고 하는 것이 보다 정확합니다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ Richard L. Moore; et al. (May 3, 2007). "Disk and Tape Storage Cost Models" (PDF). San Diego Supercomputer Center, UCSD. Retrieved 20 February 2013.
