HDD와 SSD파헤치기

기존에 알고있는 키워드

• 하드디스크
  
  • CD와 같이 물리적으로 돌아가는 방식이므로 근원적인 속도의 한계 존재(RPM)
    
  • sata 방식으로 cpu와 직접적인 소통을 하는 것이 아닌, 디스크 컨트롤러라는 중간 부품을 한번 더 걸쳐야한다.
    
  • 배드섹터의 개념이 존재
• ssd
  
  • hdd와 달리 반도체의 형태이다. 그렇기 때문에 기계적인 곳으로부터 오는 속도제한에서 비교적 자유롭다
    
  • 앞서 말한 속도의 차이 때문에 pcie방식을 이용하고, 디스크 컨트롤러없이 cpu와 직접 내통한다.
    
  • 디스크 조각 모으기가 ssd에서는 불필요한데, 이는 파일의 단편화의 차이 떄문이다.
    

하드디스크의 섹터

섹터는 기본적인 저장단위(512바이트)이자, 물리적인 단위임.
여기 위사진에서 B가 우리가 흔히 말하는 섹터로, 사용자의 데이터와 오류 검출 코드 그리고 디스크와 디스크 컨트롤러에게 위 주소에 대한 정보를 주기 위한 주소 식별 등의 내용을 담고있다.
또한 클러스터는 이러한 섹터를 여러개 묶은 것으로, 파일 시스템이 보다 원활하게(효율적으로)데이터를 관리할 수 있도록 탄생한 개념이다.

배드 섹터

배드 섹터는 위에서 말한 섹터라는 저장공간에 손상이 가해진 상태로, 물리적인 배드섹터와 논리적인 배드 섹터가 존재한다.

물리적 배드섹터

물리적인 배드섹터는 말 그대로 물리적인 충격에 의해 발생한 경우다.

파워의 문제

파워 서플라이에서 일정하게 정격의 전원을 hdd에게 공급해주지 못한다면, 전압이나 전류가 불규칙적으로 공급되기 때문에 문제가 생길 수 있다.

섹터의 충격

하드디스크가 파일을 기록하는 방식은 레코드판의 원리와 유사하다.
따라서 헤드가 플래터를 긁거나, 하드디스크의 섹터가 균일하지 않게 닳아버리는 경우에도 배드섹터가 발생할 수 있다.

논리적 배드섹터

논리적인 배드섹터는 위에서 말한 경우와 달리 컴퓨터를 강제종료하거나 소프트웨어가 꼬이는 일 등에 의하여 발생한다.

디스크 조각 모으기

디스크 조각 모으기가 HDD에서만 성능을 개선할 수 있는 이유는, 파일 단편화와 파일을 쓰고 저장하는 방식의 차이 때문입니다.

HDD의 저장 원리

하드디스크는 데이터를 물리적인 단위인 섹터와 트랙에 저장합니다. 트랙은 여러 개의 섹터로 이루어져 있습니다. 데이터를 저장할 때, HDD는 가능한 연속된 빈 공간을 사용하려고 하지만, 다양한 이유로 빈 공간이 연속적이지 못한 경우 성능 저하가 발생할 수 있습니다. 이는 HDD의 기계적 특성과 연관이 있습니다.

파일 수정과 단편화

파일이 수정되거나 크기가 변경될 때, 특히 파일 크기가 증가하면, 기존의 연속된 공간을 초과하여 저장해야 할 경우 파일이 여러 섹터에 분산됩니다. 이로 인해 단편화가 발생하게 되며, HDD의 헤드 이동이 많아지면서 성능 저하를 유발할 수 있습니다.

디스크 조각 모으기의 원리

디스크 조각 모으기는 단편화된 파일을 연속된 섹터에 재배치하여, 성능을 개선하는 작업입니다. HDD는 데이터를 읽고 쓸 때 기계적인 이동이 필요하므로, 연속된 빈 공간에 데이터를 저장하면 헤드의 이동을 줄여 파일 접근 시간을 단축시킬 수 있습니다. 이를 통해 HDD의 전반적인 성능이 향상됩니다.