■ 하드디스크

일반적으로 하드디스크 드라이브란 컴퓨터의 3.5' 나 5.25' 베이에 들어가는 컴퓨터의 보조 기억장치로서 내
부에단단한 판(platter)이 회전해서 데이터를 읽고 쓰게 만들어진 장치를 가르킨다.
하드디스크는 우리가 사용하는 컴퓨터를 위한 데이터와 우리가 만든 데이터들을 저장한다.
하드디스크란 것에는 우리가 컴퓨터를 사용하기 위한 많은 프로그램과 자료들이 저장되게 만들어져 있다.
먼저 하드디스크를 살펴보면 단단한 금속 상자에 바닥에는 PCB 기판과 칩이 붙어 있는 형태를 띄고 있다.
이 기판에는 우리가 컴퓨터의 콘트롤러(메인보드)와 연결하기 위한 전원 콘넥터와 데이터 콘넥터가 있다.
이것이 우리가 일반적으로 PC에서 사용하는 HDD의 모양이다.


■ 하드디스크의 역할

하드디스크란 컴퓨터에서 보조기억 장치이다.
컴퓨터에서 주기억장치란 일반적으로 칩 형태로 존재하는 것들을 가르킨다. ROM, RAM이 있으며 이것들은
컴퓨터에서 주기억장치로 구분된다.
하드디스크는 이러한 기억 장치들을 보조하기 위한 수단으로서 ROM의 비휘발성과 RAM의 읽고 쓰기가 가
능한점에서 대용량이며 비휘발성 기억장치로서 컴퓨터에 존재하고 있다.
하드디스크의 현재 가장 중요한 역할은 바로 컴퓨터를 동작시키는 OS를 보관하고 실행하는 공간으로서의
보조기억장치이다
PC는 발전을 거듭하면서 OS 또한 그 발전을 같이 하였다. 그러나 컴퓨터에 사용되는 ROM은 (일반적으로)
1번만 기록이 가능하다는 단점과 용량에 따른 가격이 무척 비싸다는 단점으로 인해서 컴퓨터를 동작시키기
위한 OS를기록하기에는 부적합한 기록장치이다.
ROM과 같이 장기간 자료의 보관이 가능한 기억 장치로서 하드디스크가 컴퓨터에서 매우 중요한 역할을 하
고 있다. 컴퓨터의 발전과 함께 각종 멀티미디어 정보들이 늘어나면서 자료의 거대화와 고속 전송, 빠른 검색이 필요하였고하드디스크는 이러한 면에서도 현재 가장 효율적인 장치로서 사용되어지고 있다.


■ 하드디스크의 발전

하드디스크의 발전은 컴퓨터의 발전과 같이 하였다 하여도 과언이 아니다. 컴퓨터가 발전하면서 컴퓨터는
주기억장치들보다 성능은 떨어져도 큰 용량과 장시간 기억이 가능한 장치를 필요로 하게 되었다
각종 기억장치들이 개발되어 졌고(드럼디스크, 테이프 드라이브, 기타등등..) 현재 우리가 사용하는 하드디
스크란장비가 가장 효율적인 장비로 자리잡고 있다.
우리가 사용하는 PC에서의 하드디스크는 XT에서 시작한다. XT에서는 10MB~20MB의 하드디스크와
360KByte의5.25' 디스크가 사용되었다. 이때의 하드디스크는 느린 속도 와 낮은 기록 밀도를 갖고 있었지만
PC의 성능에 의해서HDD의 성능은 크게 모자라지 않았다.
286시절에 들어와서 일반적으로 쓰인 HDD는 40MB~100MB정도의 크기를 갖고 있었다. 이때도 40MB,100MB
의HDD를 쓰면서도 공간이 부족하다는 생각이 들지 않았던 시절이었다.
386,486으로 오면서 HDD의 용량은 기하급수적으로 늘어나게 되었다. 200MB부터 시작해서 일정한 주기로 그
용량은 배로 늘어나기 시작했다.
486후기에 와서는 1G급의 HDD들이 사용되게 되었으며 새로운 기술로 인해서 크기 또한 작아져서 3.5'가 일
반화되었고 노트북과 같은 장비에 들어가는 2.5'등도 같이 개발되었다.
현재는 Giga Byte급의 HDD들이 사용되어 지고 있다.
펜티엄으로 넘어오면서 HDD는 기가급으로 모두 바뀌었으며 현재는 8~20GB의 HDD들이 많이 사용되어 지고 있다.


■ 하드디스크의 동작

하드디스크는 디스크가 고속으로 회전할 수 있어야 보다 빠르게 헤드가 데이터를 읽을 수 있다.
스핀들 모터라는장치를 통해 디스크가 회전하게 된다.
회전은 RPM(분당회전속도)에 의해 측정된다. 하드디스크의 성능은 데이터를 읽는 속도에 의해 결정된다.
헤드가디스크에 기록된 데이터를 읽는 속도는 시핀들 모터의 회전속도에 의해 크게 죄우된다.
플로피 디스크보다 몇 배 바르게 회전하기 때문에 자료접근 또한 빠르고, 플로피 디스크보다 저장용량도 크다.
보통이 MB이상이고 GB까지 가능하다. 본체 안에 고정되어 있어 이동이 쉽지 않은 게 단점이다.


■ 하드디스크의 구성

platter와 arm(헤드가 붙어있는)로 이루어져 있다 platter는 일반적으로 알루미늄 판으로 이뤄져 있으며 이 알
루미늄판에는 자성체가 코팅되어 있다. 우리가 저장하는 정보는 바로 이 코팅된 자성체에 기록되게 된다.
하드디스크의 작동은 모터가 platter를 회전시키고 arm은 그 platter위를 움직이며 platter에 아주 가깝게
head를 밀착시켜서 데이터를 읽고 쓰게한다. 이 과정이 바로 하드디스크가 작동하는 방법이다
platter들을 우리는 실린더(헤드), 트랙, 섹터 순으로 나누어서 구분 하고 있다.
우리가 BIOS를 통해서 하드디스크를 사용할 때 하드디스크는 다음과 같은 순서로 데이터를 읽게 된다. 즉 먼
저한 맨 윗쪽의 0번 실린더, 0 번 트랙, 1번 섹터(섹터는 1번부터 시작한다)에서부터 데이터를 읽어서 차례로
섹터 값을 높이게 된다.
platter는 회전하므로 헤드는 움직이지 않고 있 더라도 계속해서 섹터값을 높여갈 수 있다 platter가 한바퀴를
돌았을 때 다시 헤드를 움직이지 않고 실린더값을 높임으로써 바로 반대편에 있는 데이터를 읽는다. 그리고
실린더값을전부 올렸을 때 헤드는 조금 안쪽으로 움직여서 안쪽의 트랙으로 이동하게 된다.
하드디스크는 이런 방식으로 동작하여 헤드를 최소한으로 움직여서 데이터를 빨리 취하게 되어 있다.
이 방식은 곧 설명한 하드디스크의 최근 하드디스크의 기술에 문제가 된다. 하드디스크는 소형화, 고밀도화가
되고있다. 따라서 platter수는 적게하고 밀도를 높여서 기록하게 되었다.
platter 는 원형이기 때문에 안쪽과 밖의 데이터 밀도를 같이하기 위해서 밖에는 데이터를 더 집어넣기도 하
고 각종기술 적인 방법들이 동원되었다. 따라서 H/W가 보고하는 실린더, 트랙, 섹터에 대한 정보는 하드디스
크에 붙어있는칩이 가상적으로 보고하는 숫자에 지나지 않는다. 따라서 S/W는 하드디스크가 위와 같이 작동
하는 것으로 알고 제어신호를 보내는데 실제로는 존재하지 않는 하드디스크의 영역을 가르키는 것이다. 따라
서 하드디스크 안에 있는 칩은 이러한 계산을 모두 행해서 작업을 하게 된다.


■ H/W적인 사양

IDE 하드디스크 콘트롤러는 다음과 같은 한계를 갖고 있다.
실린더 : 16bit(65536) 헤드 : 4bit(16) 섹터 : 8bit(256) 따라서 한 섹터당 512Byte일 때 총 128GB의 용량을 갖는
하드디스크가 IDE 하드디스크 콘트롤러에 사용될 수 있다.
BIOS에서 제어하는 하드디스크(INT 13)는 다음과 같다. 실린더 : 10bit(1024) 헤드 : 8bit(256) 섹터 : 6bit(64)
따라서 BIOS를 통해서 하드디스크를 제어할 수 있는 최고 크기는 8GB이다.
위의 H/W적인 사양과 BIOS 의 사양에서 두 숫자들이 모두 같지 않다. 그래서 두 개중 낮은 수치를 맞춰서 계
산해 보면 실린더 : 10bit(1024) 헤드 : 4bit(16) 섹터 : 6bit(64)와 같이 나온다. 이로 인해서 우리가 IDE 하드디
스크 콘트롤러를 BIOS를 통해서 사용할 수 있는 용량은 단지 512MB가 된다. 이것이 486에까지 사용되던 방식
이다.이러한 것을 해결하기 위해서 나온 것이 LBA란 방식이다. LBA란 것은 위의 BIOS에서 헤드 수가 8bit인
것을 편법적으로 사용한다.
즉, 하드디스크의 실린터가 1024보다 넘을 때 그 값을 반으로 나누고 대신 헤드수를 두 배로 늘린다. 따라서
IDE콘트롤러를 통해서도 헤드수가 256개까지 올라갈 수 있도록 중간계산을 해주는 것이다. 따라서 사용할 수
있는 용량은 BIOS의 한계인 8GB가 된다. 현재 사 용할 수 있는 최대 하드디스크의 크기는 바로 8GB가 된다.
이러한 LBA모드를 사용할 경우도 위의 데이터를 집어 넣는 방식에 따라서 하드디스크의 성능이 많은 차이를
보이게 된다. 하드디스크의 성능이 좋아지면서 하드디스크 콘트롤러의 전송속도에 대한 필요가 커지게 되었다.
따라서 처음에 개발된 IDE 하드디스크 콘트롤러의 기본 전송 방식으로는 현재의 하드디스크의 전송 속도를
만족시킬 수 없었다. IDE 하드디스크 콘트롤러는 DMA전송 모드와 PIO전송 모드를 갖고 있었다.
처음에 나온 DMA모드는 현재 single word DMA 0라고 불리우는 모드로서 2.1MB/s의 전송 속도를 갖고 있었
다.PIO 모드 0은 3.3MB/s의 전송속도를 갖고 있었다.
DMA모드는 속도가 느린 XT와 같은 컴퓨터를 위해서 사용되었고 AT(286)들에서는 PIO 모드를 사용해서 HDD
에서데이터를 전송하였다. 이러한 전송 속도는 286까지는 충분히 사용이 가능하였었고 또 한 하드디스크의
속도가 너무 빨라서 인터리빙을 통해서 데이터를 떨어뜨려 놓음으로서 하드디스크를 효율적으로 사용하기도 했다.
PIO 모드는 0에서 4까지 발전하게 되었다.
PIO모드 1은 5.2MB/s의 전송속도를 갖고 있으며 2는 8.3MB/s, 3는 11.1MB/s, 4는 16.6MB/s의 전송속도를
갖게되었다.
DMA모드 또한 그 속도를 높였다. single word DMA 1, multi word DMA 0 는 4.2MB/s의 전송속도를 갖고 있
으며single word DMA 2는 PIO 모드 2와 같은 8.3MB/s, multi word DMA 1는 13.3MB/s, multi word DMA 2
는 16.6MB/s의 전송속도를 갖게 되었다. 계속해서 발전해 나가면서 현재와 서는 multi word DMA 3까지 발전
하여서33.3MB/s의 전송속도를 갖게 되었다.
하드디스크 콘트롤러의 전송속도를 높인 이유는 하드디스크의 속도가 빨라진 이유도 있지만 멀티테스킹 환
경과 하드디스크내의 캐쉬의 크기가 커졌기 때문이다.
하드디스크는 발전하면서 캐쉬 기술 또한 발전하게 되었다. 하드디스크의 캐쉬기술이 발전하고 칩의 기술이
발전하면서 하드디스크 내에 큰 캐쉬를 장착하게 되었다. 따라서 하드디스크의 속도를 효율적으로 높일 수
있게 되었다. 하드디스크 콘트롤러의 발전은 바로 이러한 이유에서 이렇게 이뤄진 것이다.


■ 하드디스크 사용 시 주의점

하드디스크는 충격 및 진동, 그리고 온도변화/습기에 무척 약한 정밀 제품이다.
취급시 다음의 사항을 주의해야만 하드디스크의 신뢰성을 유지시켜 사용자의 데이터를 장시간 보존할 수 있다.

1. 하드디스크를 운반할 때는 아주 사소한 충격에도 주의해야 한다. 외관상 손상이 없더라도 내부는 심한 손상을
입어사용자의 데이터를 잃어버릴 수 있다.
2. 정전기에 약한 제품이므로 카페트, 의류 등에서 발생될 수 있는 정전기를 피해야 한다. 특히 MR 헤드를 사용
한 제품을 다룰 때에는 더욱 주의한다.
3. 급격한 온도변화를 피해야만 한다. 기구 부품의 변형을 가속화시켜 데이터를 잃어버릴 수 있다.
4. 습도가 많은 곳에서는 사용/보관하지 말아야 한다. 헤드와 디스크에 오염을 발생시켜 치명적인 고장을 가져 올 수있다.
5. 자석물질이 사용된 스피커 및 모터가 근접한 곳에서는 사용을 삼가해야 한다. 디스크에 기록된 데이터가 자성
물질에 의해 지워질 수 있기 때문이다.
6. 불량 하드디스크일지라도 양품과 같이 취급해 하드디스크 제조회사가 제품의 문제점을 정확히 판단해 품질
을 개선할 수 있도록 사용자 여러분의 협조가 요구된다.


■ HDD구입시 알아야 할 점

◈ SCSI & EIDE?
대부분의 사용자는 EIDE 하드디스크를 사용하고 있으며 근래들어 이들 EIDE 하드디스크는 눈부신 발전을 거
듭해왔으며 이로인해 일반사용자라면 SCSI 하드디스크를 사용할 필요가 없다
현재 울트라ATA 지원 하드들은 SCSI 하드디스크에 근접한 성능을보여준다. 또 SCSI 하드디스크는 가격도 비
쌀뿐 아니라 스카시 어댑터를 추가로 구입해야 하므로 추가 비용이 많이 든다.
서버구축,그래픽등 전문적인 목적으로 좀더 빠른 성능을 원한다면 SCIS하드를 일반 사용자라면 EIDE하드를 구입하자.


◈ 울트라 ATA지원 3G이상 하드디스크 사용

현재 프로그램들은 대부분 고용량화 되고 있고,PC를 사용하다보면 언제가 용량부족으로 고심하게 된다
구입시 울트라 ATA지원 3G이상의 고용량 하드디스크를 선택하는 것이 바람직하다.
현재 3G~4G 하드디스크제 품이 많이 공급되고 주종을 이룬다.
울트라 ATA는 메인보드에서 이를 지원해야 제성능을 발휘할 수 있지만 지원하지 못하더라도 사용에는 문제가
없으므로 되도록 울트라ATA지원 하드디스크를 선택하자
울트라 ATA지원 메인보드 칩셋에는 TX, LX, BX등이 있다.


◈ A/S 철저한 제품 선택

1. 현재 공급되는 하드디스크들은 거의 외산이 대부분이다.
2. 구입시 A/S가 되는지?
3. A/S기간은 어느정도인지?
4. A/S발생시 1:1 교환은 가능한지?
5. 보통 하드디스크의 A/S 기간은 2년이며 이를 보증하는 스티커가 부착되어 있으므로 반드시 확인하여야 한다.


◈ 소음/발열량 작은 하드디스크를 선택

1. 하드디스크는 여러 회사에서 생산되고 있다.제품에 따라 소음이 큰 것,속도가 빠른 것,안정적인 것 등으로 구분된다.
2. 성능은 별차이가 없지만 가정에서 사용할때 소음이 큰 것을 사용면 상당히 신경에 거슬릴 수 있으므로 소리가 작은것을 선택하자.
3. 발열량은 그리 큰 신경을 쓸것은 없지만 제품의 안정성과 수명에 연관될 수 있기 때문에 되도록 이면 발열량이 작은것을 선택하자.


◈ 내부 버퍼 큰 것을 선택

1. 내부 버퍼는 그 하드디스크가 작업을 할 때 얼만큼 빠른 작업할 수 있도록 도와주는 것을 말하는데, 대부분,
128~ 512KB정도를 내장하고 있다.
2. 용량이 높은 제품일 수록 높은 버퍼량을 요구하게 되므로, 내부 버퍼는 큰 것을 선택하는 것이 좋다.