하드 디스크

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하드 디스크 내부

하드 디스크(영어: hard disk) 또는 고정 디스크(영어: fixed disk)는 컴퓨터의 보조 기억 장치 가운데 하나이다. ‘하드(hard)’라는 이름 붙여진 이유는 필름 등의 무른 재질로 되어 있는 플로피 디스크와는 다르게 딱딱한 플래터로 되어 있기 때문이다. 일반적으로 개인용 컴퓨터의 운영 체제를 담는, 없어서는 안 될 기억 장치로 많이 쓰이고 있다.

[편집] 원리

헤드와 플래터

하드 디스크의 구조

하드 디스크 안쪽에는 유리나 알루미늄으로 만들어진 기판에 자성체를 장착해 만든 '플래터' 라고 불리는 고체 원판이 있다. 이것을 모터로 회전시켜 플래터 위에서 헤드라고 하는 장치로, 자기적인 신호를 읽고 쓰면서 데이터를 읽고 쓴다. 크기가 미세하고 정보를 저장할 용량이 높은 까닭에 진공으로 포장되어 있다. 팔(암:arm)이 자기적으로 반응하여 신호를 읽고 쓴다.

[편집] 구조

일반적인 하드디스크의 구조는 다음과 같다.

원판(디스크)

하나의 하드디스크 내부에는 여러 개의 원판이 세로로 배열되어 있다. 여기에 데이터가 저장된다.

- 트랙
- 실린더
팔(Arm)

팔 조립체(Arm Assembly)에 여러 개의 팔이 달려있다. 보통 원판의 앞뒷면을 모두 사용하기 때문에, 원판 개수의 2배에 해당하는 팔이 달려있다. 각 팔의 끝에는 입출력을 위한 읽기/쓰기 헤드(read-write head)가 있다.

[편집] 역사

개인용 컴퓨터가 보급되던 초기에는 없었으나, 1980년대를 들어서면서 대용량 디스크의 필요성이 대두되어, 컴퓨터에서 없어서는 안 될 보조기억장치가 되었다.

1956년에 미국 IBM이 RAMAC(Random Access Method of Accounting and Control)라고 하는 장치를 개발했다.
1971년에 IBM이 금속 케이스에 내부에 플래터를 회전시키는 스핀들모터, 헤드, 헤드를 작동시키는 써보모터와 이것들을 제어하는 기판 등을 이용하여 IBM 3340 하드 디스크 장치, 코드네임：윈체스터(winchester)를 개발했다. 이것은 현재의 하드 디스크 장치와 같은 구조를 가진 최초의 하드 디스크다.

[편집] 장점

하드 디스크는 오래 전부터 컴퓨터나 가정에 쓰이고 있는 매체이기 때문에 양산에 유리하고 그만큼 싸게 만들 수 있다. 또, 기술적으로는 크기가 큰 하드 디스크로부터 휴대 전화에 쓰이는 크기가 작은 하드 디스크까지 기술적으로는 함께 쓸 수 있는 부분이 많아 그 만큼 값을 떨어뜨릴 수 있는 이점이 있다.

[편집] 단점

물리적으로 플래터를 모터로 구동해야 하므로 소비전력이 그만큼 필요하다.
하드 디스크는 진동이나 충격에 취약하다. 하드 디스크는 물리적으로 빠르게 회전하는 플래터 위에서 자기를 정확하게 정착시키기 위해, 10~20 나노미터의 매우 가까운 위치로 움직인다. 이 거리는 「전체 길이 70미터의 점보 제트기가 지상 1 밀리미터를 시간당 500 킬로미터 이상으로 비행」하는 것과 맞먹는다. 그렇기 때문에, 회전하는 디스크 위에 헤드가 가까워지고 있을 때 진동이 일어나면 헤드가 고장나거나 플래터가 파손된다. 이 경우, 자기를 이용한 대부분의 기록매체가 갖는 문제점으로 이미 기록된 데이터가 손상되어 불량 섹터를 만들어 내거나 하드 디스크 자체에 심각한 손상을 주어 구동하지 못하게 만들 수 있다.
보통 쓰이는 하드 디스크에서는 가속도를 감지하는 장치가 들어 있으므로 충격을 느끼기 앞서 헤드를 안전한 위치로 돌려 놓는 구조를 가지고 있는 것도 있다. 그러나, 물리적으로 하드 디스크와 구동 부분이 다른 플래시 메모리에 비해 하드 디스크는 충격에 강하지 않다.

[편집] 하드 디스크를 이용한 제품

지금까지 하드 디스크는 주로 컴퓨터에 쓰였으나, 컴퓨터가 아닌 제품에 하드 디스크를 채용하는 경우가 해마다 늘고 있다.

HDD 레코더(PVR, Personal Video Recoder) - 기록 장치가 자기 테이프 대신 하드 디스크를 쓴다. VHS 보다 기록할 수 있는 용량이 커지고 되감기나 빨리 감기를 빠르게 조작할 수 있다.
휴대 전화 - 용량이 큰 자료를 보존할 수 있다. 크기는 휴대전화의 디자인에 걸맞게 소형화되어 있다.
자동차 내비게이션 - 자동차 내비게이션에 하드 디스크를 탑재하여 하드 디스크 드라이브에 영화 등을 저장해서 자동차 안에서 영화를 즐길 수 있다.
휴대용 음악 플레이어 - 하드 디스크를 탑재해서 수천 곡을 간편하게 가지고 다닐 수 있다.
캠코더 - 최근에는 기존의 8 밀리미터 테이프나 DV 등의 매체를 사용하지 않는 하드 디스크 드라이브 내장형 캠코더가 출시되고 있다. 기존의 방식보다 편리해지고 저장 속도가 빨라졌으며, PC에 자료를 보관하기 쉽다.
오락기 - 플레이스테이션 3나 엑스박스와 같은 가정용 오락기에도 채용되고 있다.

[편집] 용량의 변화

1957년부터 현재에 이르기까지 플래터 하나의 용량이 급속히 늘어나, 지금은 1 테라바이트에 미치는, 큰 용량의 하드 디스크가 제품으로 나오고 있다. 한 해에 1.8배가 되고 2년에 3.2배, 5년에 10배가 될 것으로 내다보고 있다. 여기서 CPU의 처리 속도에 견주어 보면 하드 디스크의 용량이 성장 속도가 더 빠른 것을 알 수 있다.

용량의 증가 속도가 더딘 편이었으나, 현재는 기존의 LMR(수평 자기 기록)방식에서 PMR(수직 자기 기록)방식으로 전환되면서, 다시 용량이 크게 늘어나고 있는 추세이다. 용량를 넓히기 위해 현재 시게이트는 HAMR(Heat Assisted Magnetic Recording) 방식을, 히타치는 패턴 미디어(Patterned Media) 기술을 개발하고 있다.

[편집] 인터페이스

SASI: SCSI의 모태이다.
SCSI (스커지): 병행연산 버스의 원형이다.
ST-506(시게이트 인터페이스): 현재의 플로피 디스크를 제어하는 것과 동일한 MFM 방식이다.
ST-412(시게이트 인터페이스): MFM 방식에 RLL 압축 기술을 적용하여 용량을 늘렸다. ST-506를 개량한 것이다.
ESDI: ST-412/506에 비해 동작 속도가 급격히 빨라졌지만, 이전의 규격들과 호환되지 않는다.
ATA: 초기의 병렬 방식인 ATA와 2003년에 개발된 직렬방식인 SATA가 있다.

[편집] 속도의 향상

HDD의 전송 속도는 기록 장치를 연결하는 인터페이스와 스핀들 모터의 회전 속도 향상과 더불어 고속화되고 있다. 병렬 전송 방식을 채용했다.

MFM
RLL을 더한 MFM
SCSI
ATA-1(1986년)
ATA-2(EIDE, 1996년)
ATA-3(1997년)
ATA-4(울트라 ATA/33, 1998년)
ATA-5(울트라 ATA/66, 1999년)
ATA-6(울트라 ATA/100, 2000년, 초당 약 100 메가바이트)
울트라 ATA/133(초당 약 133 메가바이트)
울트라 SATA/1500(초당 약 150 메가바이트)

병렬 방식으로부터 직렬 전송 방식을 채용한 시리얼 ATA 규격에서는 전송 속도는 초당 약 300 메가바이트에 이르러 2007년에는 초당 750 메가바이트에도 다다른다고 한다. 전송 속도는 한 해에 1.33배씩 늘고, 용량이 2배가 되면 전송 속도가 1.4배가 된다는 계산이 나온다. 해마다 하드 디스크의 전송 속도는 빨라지고 있다.

[편집] 크기의 변화

하드 디스크의 크기는 해마다 갈수록 작아지고 있다. 현재, 세계에서 가장 작은 0.85 인치 크기(2.1 센티미터)의 하드 디스크가 생산되어 기네스북에 등재되어 있다. 용량은 4 기가바이트가 된다. 밀도를 높이는 수직 기록 방식이 쓰여서 가능한 것이다. 이로써 2010년에는 1 인치(2.54 센티미터)마다 1 테라바이트를 저장할 수 있을 것으로 바라보고 있다.

[편집] 대표적인 하드 디스크 제조 회사

	위키미디어 공용에 관련 미디어 자료가 있습니다: 하드 디스크

히타치(홈페이지):
맥스터(홈페이지): 현대전자 미국현지법인의 자회사였던 맥스터(Maxtor)가 퀀텀(Quantum)을 인수하였었으나 다시 분사된 맥스터는 2006년에 시게이트(Seagete)에 합병되었다. 현재는 브랜드로 사용된다.
시게이트(홈페이지):
도시바(홈페이지):
웨스턴 디지털(홈페이지):
삼성전자(홈페이지):
KALOK: 대표 모델 KL-320
MINISCRIBE: 대표 모델 MS8425
NEC: 대표 모델 D3126, D3142, D5124, D5126 등

[편집] 같이 보기

v · d · e 저장 미디어
자기 저장 미디어	와이어 기록 (1898)-자기 테이프 (1928)- 드럼 메모리 (1932) - 페라이트 코어 (1949)-하드 디스크 (1956)- 자기 카드 (1956) - MICR (1956)- 박막 (1962) - CRAM (1962) - 트위스터 메모리 (~1968)- 플로피 디스크 (1969)- 버블 메모리 (~1970) -VT (1976) - MRAM (2003)
광 저장 미디어	LD · CD(1983) · MOD(1988) · MD(1992) ·CD-ROM · Video CD(1993) · CD-R ·PD · DVD(1996) · DVD-R · DVD-RAM · DVR · HD-DVD · BD(2001) · BD-R · PRAM(2004)

분류: 컴퓨터 저장 매체

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