하드 드라이브-알아야 할 모든 것

기본 저장 장치로 하드 디스크 를 사용하는 것은 이미 번호가 매겨져 있습니다. 초고속 SSD 의 등장으로 HDD는 대량 저장에 이상적 이므로 덜 중요하지는 않지만 백그라운드로 강등되었습니다. 현재 16TB에 도달 하고 60 유로 이상인 PC는 2TB를 PC에 가질 수 있습니다. 가격이 SSD 인 경우 여전히 많은 사람들이 도달 할 수없는 것입니다.

이 기사에서는 하드 드라이브, 작동, 특성 및 SSD와 비교하여 제공하는 장단점 에 대해 알아야 할 모든 것을 컴파일해야합니다.

하드 디스크의 기능 및 내부 구성 요소

하드 디스크의 이름은 English Hard Disk Drive 또는 HDD의 약어로, 이 스토리지 장치를 모두 알고 있으며 SSD (Solic Disk Drive)와 구별 할 수있는 가장 명확한 방법입니다.

하드 디스크의 임무는 장비, 모든 파일, 프로그램이 저장되는 장소 및 운영 체제가 설치된 장소 이외의 다른 것입니다. 이러한 이유 때문에 RAM 메모리와 달리 전기 없이도 파일을 내부에 보관 하는 주 저장소 라고도 합니다.

SSD는 전적으로 전자 부품으로 만들어지고 NAND 게이트로 구성된 칩에 정보를 저장하지만 하드 드라이브에는 기계적인 부품이 있습니다. 그들에서 일련의 디스크 는 고속으로 회전하여 자기 헤드를 사용하여 디스크 의 정보를 읽고 지 웁니다. 하드 드라이브의 일부인 주요 요소를 살펴 보겠습니다.

요리

정보가 저장 되는 장소가됩니다. 수평으로 설치되며 각 데크는 두 개의면 또는 자화 기록면으로 구성됩니다. 이것들은 보통 금속이나 유리 로 만들어집니다. 정보를 저장하기 위해 셀에 긍정적 또는 부정적으로 자화 될 수있는 셀이 있습니다 (1 또는 0). 그것들의 마무리는 거울과 똑같습니다. 거대한 양의 데이터가 저장되고 표면이 완벽해야합니다.

독서 헤드

두 번째로 중요한 요소는 판독 헤드로, 각면 또는 기록 표면마다 하나씩 있습니다. 이 헤드는 플레이트와 실제로 접촉 하지 않으므로 마모되지 않습니다. 접시가 회전 할 때, 얇은 공기막이 만들어 져서 접시와 플레이 헤드 사이의 카운팅을 막습니다 (약 3nm 간격). 그것은 SSD에 비해 주요 장점 중 하나이며, 셀은 삭제 및 쓰기로 성능이 저하됩니다.

엔진

우리는 하드 드라이브 내부에 많은 기계적인 요소가 있음을 보았지만 가장 많이 보여주는 것은 모터의 존재입니다. 팬을 제외하고는 PC에서 유일하게 이러한 항목이며 느린 하드 드라이브의 주요 소스입니다. 모터는 플레이트를 특정 속도로 회전시킵니다. 가장 빠른 속도는 5, 400 RPM, 7, 200 또는 10, 000 RPM 일 수 있습니다. 이 속도에 도달 할 때까지 디스크와 상호 작용할 수 없으며 속도가 크게 저하됩니다.

여기에 모터 또는 전자석을 추가하여 판독 헤드를 데이터가있는 위치로 이동시킵니다. 또한 속도 저하의 원인이되기 위해 시간이 걸립니다.

캐시

적어도 전류 유닛은 전자 회로에 내장 된 메모리 칩을 갖는다. 이는 물리적 플레이트에서 RAM 메모리로 정보를 교환하기위한 브리지 역할을합니다. 물리적 정보에 대한 액세스를 줄이는 동적 버퍼와 같으며 일반적으로 64MB입니다.

캡슐화

캡슐화는 HDD와 관련하여 매우 중요합니다. SSD와 달리 내부 에 먼지가 전혀 들어 가지 않도록 내부를 완전히 가압해야합니다. 판이 엄청난 속도로 회전하고 머리의 바늘이 몇 마이크로 미터 만 측정한다는 것을 고려하십시오. 아무리 작아도 단단한 요소는 돌이킬 수없는 손상을 일으킬 수 있습니다.

연결

마무리를 위해 패키지 뒷면에 SATA 전원 커넥터 와 데이터 용으로 구성된 전체 연결 세트가 있습니다. 이전에는 IDE 하드 드라이브에는 드라이브가 버스를 공유하는 경우 작동 모드, 슬레이브 또는 마스터를 선택하기위한 패널이 있었지만 이제 각 드라이브는 마더 보드의 별도 포트에 연결됩니다.

HDD의 폼 및 인터페이스 요소

이런 의미에서, 우리는 단지 두 개의 폼 팩터 만을 발견하기 때문에 정보는 현재 매우 짧습니다. 첫 번째는 3.5 인치 드라이브 와 101.6 x 25.4 x 146mm 크기의 데스크탑 PC 표준입니다. 두 번째는 69.8 x 9.5 x 100mm 크기의 2.5 인치 노트북 드라이브에 사용되는 폼 팩터입니다.

연결 기술에 관해서는 현재 HDD에 대해 너무 많은 것이 없습니다.

SATA

이것은 IDE를 대신하여 현재 PC의 HDD 에서 통신 표준입니다. 이 경우 AHCI 프로토콜을 사용하는 직렬 버스가 데이터를 전송하기 위해 병렬 대신 사용됩니다. 기존 IDE보다 훨씬 빠르며 600MB / s의 최대 전송 속도로 더 효율적입니다. 또한 장치의 핫 연결 을 허용 하며 훨씬 작고 관리하기 쉬운 버스가 있습니다. 어쨌든 현재 기계식 하드 디스크는 읽기에서 최대 400MB / s 에 도달 할 수 있지만 SATA SSD는이 버스를 최대한 활용합니다.

SAS

이것은 SCSI 인터페이스의 발전이며, SCSI 유형 명령이 여전히 하드 드라이브와 상호 작용하는 데 사용되지만 SATA와 직렬로 작동하는 버스입니다. 그 속성 중 하나는 동일한 버스에서 여러 장치를 연결할 수 있으며 각 장치에 대해 일정한 전송 속도를 제공 할 수 있다는 것입니다. 16 개 이상의 장치를 연결할 수 있으며 SATA 디스크와 동일한 연결 인터페이스를 갖추고 있어 서버에 RAID 구성을 마운트하는 데 이상적입니다.

속도는 SATA보다 낮지 만 중요한 기능은 SAS 컨트롤러가 SATA 디스크와 통신 할 수 있지만 SATA 컨트롤러가 SAS 디스크와 통신 할 수 없다는 것입니다.

하드 디스크의 물리적, 논리적 및 기능적 부분

우리는 이미 기본 부분을 보았지만 이것이 실제로 어떻게 작동하는지 이해하기 시작했을뿐입니다. 이 하드 드라이브에 대한 모든 것을 알고 싶다면 이 섹션이 가장 중요 합니다. 두 가지 방법으로 하드 드라이브의 작동 방식을 결정하기 때문입니다.

CHS (실린더-헤드-섹터): 이 시스템은 첫 번째 하드 드라이브에서 사용되었지만 다음과 같이 교체되었습니다. 이 세 가지 값을 사용하여 데이터가있는 곳에 판독 헤드를 배치 할 수 있습니다. 이 시스템은 이해하기 쉽지만 위치 결정 방향이 매우 길었습니다.

LBA (블록 단위의 논리적 주소 지정): 현재 사용되는 디스크입니다.이 경우 하드 디스크를 섹터로 나누고 스핀들이 있어야하는 메모리 주소 인 것처럼 각 디스크에 고유 번호를 할당합니다. 이 경우 명령 문자열이 더 짧고 효율적이며 시스템에서 디스크를 색인화 할 수 있습니다.

접시의 물리적 구조

하드 드라이브 의 물리적 구조가 어떻게 분리되어 작동하는지 결정 해 봅시다.

• 트랙: 트랙은 디스크의 기록 표면을 형성하는 동심원입니다. 원통: 원통은 각 판과면에 수직으로 정렬 된 모든 트랙에 의해 형성됩니다. 그것은 물리적 인 것이 아니라 상상의 원통입니다. 섹터: 각 트랙은 섹터라고하는 아치 조각으로 나뉩니다. 각 섹터에 데이터가 저장되고 그 중 하나가 불완전한 경우 다음 데이터가 다음 섹터로 이동합니다. ZBR (bit-zone recording) 기술 섹터 크기는 공간을 최적화하기 위해 실내에서 실외까지 다양합니다. 운영 체제에서 변경할 수 있지만 일반적으로 4KB입니다. 클러스터: 섹터 그룹입니다. 각 파일은 특정 수의 클러스터를 차지하며 다른 파일은 특정 클러스터에 저장할 수 없습니다.

하드 디스크의 논리적 구조

재미있는 점은 하드 드라이브의 논리적 구조가 다르게 작동하더라도 SSD에 대해 유지되었다는 것입니다.

부트 섹터 (MBR 또는 GPT)

마스터 부트 레코드 또는 MBR 은 하드 디스크의 첫 번째 섹터 인 트랙 0, 실린더 0, 섹터 1 입니다. 여기에는 전체 하드 디스크의 파티션 테이블이 저장되어 시작과 끝을 표시합니다. 시스템 또는 운영 체제가 설치된 활성 파티션이 수집되는 부트 로더 도 저장됩니다. 현재는 거의 모든 경우에 GPT 파티션 스타일 로 대체되었으며 이제 더 자세히 볼 것입니다.

파티션

각 파티션 은 하드 드라이브를 특정 수의 실린더로 나누며 우리가 할당하고자하는 크기가 될 수 있습니다. 이 정보는 파티션 테이블에 저장됩니다. 현재 동적 하드 드라이브와 함께 논리 파티션 개념이 있으며, 이를 통해 두 개의 다른 하드 드라이브를 결합 할 수 있으며 시스템 측면에서 하나의 기능을 수행합니다.

MBR과 GPT의 차이점

현재 HDD 또는 SSD에 사용할 수 있는 파티션 테이블 에는 MBR 유형 또는 GPT (Global Unique Identifier) 유형의 두 가지 유형이 있습니다. GPT 파티셔닝 스타일은 EFI 또는 Extensible Firmware Interface 시스템을 위해 구현되었으며, 기존의 BIOS 시스템을 대체했습니다. 따라서 BIOS는 MBR을 사용하여 하드 드라이브를 관리하지만 GPT는 UEFI의 독점 시스템이 될 것입니다. 무엇 보다도이 시스템은 각 파티션에 고유 한 GUID를 할당하며 MAC 주소와 같으며 할당자는 너무 길어 세계의 모든 파티션에 고유 한 이름을 지정할 수있어 사실상 물리적 제한을 제거합니다. 파티셔닝 측면에서 하드 드라이브에서.

이것이 MBR과 가장 눈에 띄는 차이점입니다. 이 시스템을 사용하면 최대 2TB의 하드 디스크에 4 개의 기본 파티션을 만들 수 있지만 GPT에서는 파티션 을 생성하는 데 이론적 인 제한이 없습니다. 어떻게 든이 제한을 만드는 것이 운영 체제가 될 것이며 Windows는 현재 128 개의 주 파티션을 지원합니다.

두 번째 차이점은 시작 시스템에 있습니다. GPT를 사용하면 UEFI BIOS 자체가 자체 부팅 시스템을 만들어 부팅 할 때마다 디스크의 내용을 동적으로 감지 할 수 있습니다. 이를 통해 다른 논리적 배포로 다른 하드 드라이브를 변경하더라도 컴퓨터를 완벽하게 부팅 할 수 있습니다. 대신 MBR 또는 이전 BIOS에는 활성 파티션을 식별하고 부팅을 시작할 수있는 실행 파일이 필요합니다.

운 좋게도, 거의 모든 현재 HDD 및 SSD 하드 드라이브는 GPT 파티션 시스템으로 사전 구성되어 제공 되며, 시스템 자체 또는 Diskpart의 명령 모드에서 Windows를 설치하기 전에이 시스템을 수정할 수 있습니다.

하드 드라이브의 파일 시스템

하드 디스크 작동을 마치려면 사용되는 기본 파일 시스템 이 무엇인지 알아야합니다. 그것들은 사용자와 저장 가능성의 기본 부분입니다.

• FAT32 ExFAT NTFS HFS + EXT ReFS

FAT32는 현재 스토리지 시스템에서 실제로 쓸모가 없기 때문에 FAT 시스템의 존재를 무시하고 이전 제품입니다. 이 시스템은 클러스터에 32 비트 주소를 할당 할 수 있으므로 이론적으로 8TB의 스토리지 크기를 지원합니다. 실제로 Windows는이 용량을 파일 크기가 4GB 이하인 128GB 로 제한하므로 소형 USB 저장 장치 드라이브 만 사용하는 시스템입니다.

FAT32의 한계를 극복하기 위해 Windows는 최대 16EB (엑사 바이트)의 이론적 파일 크기와 64ZB (제타 바이트) 의 이론적 스토리지 크기를 지원하는 exFAT 시스템을 만들었습니다.

이 시스템 은 Windows 가 시스템을 설치 하고 하드 디스크의 파일을 관리하는 데 사용 하는 시스템 입니다. 현재 최대 볼륨 크기로 16TB, 256TB 파일을 지원하며 포맷을 위해 다른 클러스터 크기를 구성 할 수 있습니다. 볼륨 구성에 많은 공간을 사용하는 시스템이므로 10GB보다 큰 파티션 크기가 권장됩니다.

Apple 자체의 파일 시스템 이며 더 큰 파일과 더 큰 볼륨에 대한 지원을 추가하여 기존 HFS를 대체합니다. 이 크기는 최대 8EB입니다.

이제 우리는 현재 EXT4 버전 의 Linux 자체 파일 시스템을 다루고 있습니다. 지원되는 파일 크기는 최대 16TB이고 볼륨 크기는 1EB입니다.

마지막으로 ReFS는 Microsoft에서 특허를 획득 한 NTFS의 또 다른 시스템 입니다. Windows Server 2012로 구현되었지만 현재 비즈니스 배포 용 일부 Windows 10이이를 지원합니다. 이 시스템 은 예를 들어 데이터 저하, 수정 및 장애 및 중복, RAID 지원, 데이터 무결성 확인 또는 chkdsk 제거에 대한 보호 기능을 구현 하여 NTFS를 향상시킵니다. 16EB의 파일 크기와 1YB (Yottabyte)의 볼륨 크기를 지원합니다

RAID 란?

파일 시스템의 개념과 밀접한 관련이있는 것은 RAID 구성 입니다. 실제로, 스토리지 용량에 대해 RAID 0 구성 이있는 랩톱 또는 PC가 있습니다.

RAID는 Redundant Array of Independent Disks를 나타내며 여러 스토리지 장치를 사용하는 데이터 스토리지 시스템입니다. 데이터는 단일 장치 인 것처럼 분산되거나 실패에 대비하여 데이터의 무결성을 보장하기 위해 복제됩니다. 이 저장 장치는 HDD 또는 기계식 하드 드라이브, SSD 또는 솔리드 스테이트 드라이브, 심지어 M.2 일 수 있습니다.

현재 많은 수의 RAID 레벨 이 있으며, 이 하드 드라이브는 서로 다른 방식으로 구성하고 연관시킵니다. 예를 들어, RAID 0은 둘 이상의 디스크를 하나로 결합하여 모든 디스크에 데이터를 분배합니다. 시스템에서 하나의 하드 드라이브 만보고 스토리지를 확장하는 데 이상적입니다. 예를 들어 2 개의 1TB HDD가 단일 2TB를 형성 할 수 있습니다. 반면에 RAID 1 은 반대입니다. 두 개 이상의 미러링 된 디스크 가있는 구성이므로 데이터가 각 디스크에 복제 된 상태로 유지됩니다.

HDD와 SSD의 장단점

마지막으로 기계식 하드 드라이브와 솔리드 스테이트 드라이브 의 주요 차이점을 요약하고 설명합니다 . 이를 위해 우리는 이미 이러한 모든 요소에 대해 자세히 설명하는 기사를 가지고 있으므로 빠른 합성 만 할 것입니다.

뛰어난 장점

• 용량: 이것은 하드 드라이브가 SSD에 비해 갖는 주요 이점 중 하나이며, SSD가 작기 때문에가 아니라 비용이 많이 상승하기 때문 입니다. 우리는 HDD가 가장 빠른 드라이브에서 SSD, 400MB / s 대 5000MB / s보다 느리다는 것을 알고 있지만 드라이브 당 저장 용량은 데이터웨어 하우스로 사용하기에 완벽합니다. 현재 최대 16TB의 3.5 인치 HDD 드라이브가 있습니다. GB 당 비용 절감: 결과적으로 GB 당 비용은 SSD보다 HDD에서 훨씬 저렴 하므로 훨씬 더 큰 단위를 구입할 수 있지만 더 저렴한 가격으로 구입할 수 있습니다. 2TB 하드 드라이브는 약 60 유로이며 2TB M.2 SSD는 220 유로 이상입니다. 유효 기간: HDD의 세 번째 장점은 플래터의 수명입니다. 내구성과 저항을 언급하지 말고 셀을 쓰고 지울 수있는 횟수는 기계 하드 드라이브에서는 거의 무제한입니다. SSD의 수는 수천으로 제한되므로 데이터베이스 및 서버에 대한 옵션이 훨씬 적습니다.

단점

• SSD가 등장하면서 기계식 하드 드라이브는 USB 3.1 이하 의 컴퓨터 에서도 가장 느린 장치 가되었습니다. 따라서 운영 체제를 설치하는 데 거의 일회용 옵션을 사용할 수 있으며 실제로 빠른 컴퓨터를 원할 경우 에만 데이터를 사용할 수 있습니다. 우리는 SSD보다 HD를 50-50 배 느리게 만드는 수치에 대해 이야기하고 있지만 말도 안됩니다. 물리적 크기 및 소음: 기계식이며 플래터가 있기 때문에 크기는 22 × 80mm에 불과한 M.2 SSD에 비해 상당히 큽니다. 마찬가지로, 모터와 기계식 헤드가 있으면 특히 파일이 조각난 경우 소음 이 심합니다. 조각화: 트랙의 분포로 인해 시간이 지남에 따라 데이터가 더 조각화됩니다. 다시 말해서, 디스크는 지울 때 비워진 섹터를 채우 므로 판독 헤드는 완전한 파일을 읽으려면 많은 점프를해야합니다. SSD에서는 전자 셀의 메모리이므로 RAM 메모리와 마찬가지로 동일한 속도로 액세스 할 수 있습니다.이 문제는 없습니다.

하드 드라이브에 대한 결론

이런 식으로 우리는 기계 하드 드라이브 의 주제를 심층적으로 개발하는 기사의 끝 부분에 도달합니다. 의심 할 여지없이 그들은 적어도 대다수의 사용자에게 2TB의 SSD를 시장에 출시함으로써 다소 더 작은 역할을 수행하는 요소입니다. 그러나 여전히 대량 저장을위한 스타 옵션입니다. 왜냐하면 우리는 많은 속도가 아니라 많은 공간이 필요하기 때문입니다.

단일 512GB 또는 256GB SSD가 있고 4K 영화를 저장하거나 게임을 설치하거나 컨텐츠 제작자 인 경우 어떻게 될지 상상해보십시오. 우리가 속도를 원한다면 SSD에 재산을 소비해야하지만 HDD로 20TB를 사용하면 약 600 유로가 소요되며 SSD SATA로 수행하면 약 2000 유로가 소요될 수 있으며 NVMe 인 경우 계산하지 않는 것이 좋습니다.

정보를 보완하는 데 도움이되는 몇 가지 기사와 가이드를 제공합니다.

PC에 몇 개의 하드 드라이브가 있으며 어떤 유형의 하드 드라이브입니까? SSD와 HDD를 사용하십니까?