하드디스크 드라이브
하드디스크 드라이브는 우리들이 사용하고자 하는 각종 프로그램들이 저장되어 있는 공간입니다. 공부할때 책장에서 책을 꺼내죠! 이 책들을 사용하고자 하는 프로그램이라고 가정했을때 책장이 하드디스크와 같습니다.
하드드스크 드라이브의 구조
보조기억장치의 가장 대표적인 장치인 하드디스크 드라이브는 금속 케이스로 쌓여있고 그안에 금속디스크가 여러장 들어 있습니다. 이 금속디스크를 플래터(Platter)라고 하는데 중심에는 회전축이 있으며 이것을 스핀들이라고 합니다. 플래터가 회전을 하면 전자석인 헤드가 플래터에 기록된 정보를 판독하게 됩니다.
플래터(Platter)
윗글에서 플래터는 금속디스크라 했습니다. '원반'이라는 말로 풀이되는 플래터는 일반적으로 알루미늄으로 만들어지며 표면에 자성 물질이 입혀져 있습니다.
스핀들
플래터의 회전축으로 회전 속도가 불안정하면 데이타의 읽기/쓰기에 에러가 나므로 중요한 부품입니다.
제어회로
하드디스크를 제어하는 회로로 데이터의 흐름을 원활하게 해줍니다.

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하드디스크 드라이브 회전속도
HDD의 회전속도는 RPM (Rotation Per Minuet, 1분당 회전수)으로 표기합니다. 회전속도는 HDD의 성능에 가장 큰 영향을 줍니다. 인터페이스 방식 및 buffer의 영향도 무시할 수는 없으나 RPM이 더 큰 영향을 미칩니다. 동일한 인터페이스에서 5,400 RPM과 7,200 RPM 속도로 회전하는 HDD 두 종류의 성능을 비교해 보면 7,200 RPM 제품이 20% 이상 더 빠른 속도로 동작합니다. HDD의 회전속도는 초기에 3,600 RPM이었으나 그후 4,500 RPM으로 개선되었고 98-99년에는 5,400 RPM이 주종을 이룹니다. 99년 4/4분기부터 고급 사용자를 중심으로 7,200 RPM 제품의 보급률이 늘었습니다. 아직은 일반 사용자들이 구입하기에는 너무 비싸지만 SCSI 방식의 HDD 중에는 10,000 RPM이상 가는 제품도 있습니다.
인터페이스
하드디스크 드라이브에서의 인터페이스는 디스크 드라이브 장치와 컴퓨터 사이를 연결하는 장치를 말합니다. 인터페이스는 시스템 버스와 HDD 사이의 신호 체계를 정의하고 있으므로 결국 정보가 전달되는 속도를 결정하는 요인이 됩니다.
Device Level Interface(디바이스 레벨 인터페이스)
HDD를 제어하는 컨트롤러가 내장되어 있지 않고 인터페이스 카드에 존재하는 형태입니다. AT급 이하의 저속 컴퓨터에 적당한 인터페이스로서 ST-506/412 인터페이스, ESDI(Enhanced Small Device Interface)가 사용되어졌습니다.

System Level Interface(시스템 레벨 인터페이스)
컨트롤러가 하드드스크에 내장되어 있는 형태로 PC에 연결하기 위한 어댑터만 있으면 됩니다. 시스템 레벨 인터페이스는 지능형 인터페이스라도 하는데 이는 하드디스크 드라이브의 여러 동작들을 시스템이 알아차리지 못하게 하여 OS체계나 소프트웨어의 메모리 관리 체계에 관계없이 하드디스크 드라이브를 사용할 수 있게 하는 것을 말합니다.
SCSI(Small Computer System Interface)
SCSI는 개인용 컴퓨터, 워크스테이션 등 소형 컴퓨터에서 발생하는 입출력 병목현상을 해소하고, 다양한 주변 장치의 추가와 그에 따른 소프트웨어 개발에서 발생하는 비호환성 등의 문제점을 해결하기 위해 개발된 인터페이스 방식입니다. SCSI는 하나의 호스트 어댑터라는 장치를 설치하고 여기에 대해 7개(15개)의 각종 스카시 장치를 붙일 수 있으며, 하나의 컴퓨터에 최대 4개의 호스트 어댑터를 설치할 수 있기 때문에 최대 28개(60개)의 주변장치가 연결될 수 있습니다.

SCSI의 특징을 요약해 보면 다음과 같습니다.
1. 입출력(I/O) 시스템의 속도가 향상되었습니다.
SCSI는 버스마스터링 기법을 사용하기 때문에 프로 세서에 걸리는 부하를 줄여 PC의 성능을 최대한 발휘합니다. 기존의 방식은 PIO(Programed I/O) 모드로 데이타의 교환을 프로세서가 관여하는 방식이었습니다.
2. 여러개의 다양한 주변장치를 동시에 간단하게 연결합니다.
7가지 이상의 주변장치를 ID 넘버만 부여되면 연결과 분리가 간단합니다. IDE 방식의 경우 4개 이하의 장치를 마스터/슬레이브 개념으로 인식합니다.
3. 장치간의 호환성이 우수합니다.
SCSI는 IBM 호환 PC, 매킨토시 모두 사용이 가능하며 외장형 장치의 경우 대부분의 시스템과 운영체제에서 손쉽게 사용가능합니다.
4. Windows 98과 NT에 적당한 최적의 입출력 인터페이스입니다.
5. 멀티티태스킹과 멀티쓰레딩 운영에 가장 적합합니다.
IDE(Integrated Device Electronics) 인터페이스 (AT-BUS)
EIDE(확장 IDE)가 나오기전 우리가 흔히 쓰던 방식입니다. 처음에는 지능형 인터페이스를 가지고 있는 하드디스크를 총칭하는것이었으나 AT 버스인 16비트 ISA 데이타 버스와 1대1 전송이 가능한 드라이브를 의미하는 것으로 사용하기 때문에 AT-BUS 방식 인터페이스라는 이름으로 더욱 잘 알려지게 되었습니다.

IDE의 특징은 다음과 같습니다.
1. 2개만 장착 가능합니다.
하나의 IDE 커넥터에는 두개의 디스크를 장착할 수 있는데 두개의 장치중 하나는 MASTER, 다른 하나는 SLAVE로 지정합니다. 이러한 MASTER/SLAVE는 점퍼의 조정을 통해 가능합니다. 점퍼조정은 제품의 메뉴얼을 참고하면 됩니다.
2. 528MB의 용량 한계가 있습니다.
설명에 앞서 디스크 용량 계산식을 참고로 보면 다음과 같습니다. 실린더 X 헤드 X 섹터 X 512bytes = HDD의 용량(bytes). HDD의 용량을 규정하는 수치는 실린더와 헤드, 섹터인데 이 값들을 알면 바로 HDD의 용량을 계산할 수 있습니다. DOS에서는 한개의 섹터당 512Byte의 정보가 있다고 규정하므로 위와 같은 용량 계산식이 성립됩니다. 여기서 섹터란 트랙당 섹터 수를 말합니다. PC의 BIOS에서 규정하는 하드디스크 드라이브 타입의 최대값은 실린더=1024, 헤드=255, 섹터=63이며 이 수치들로 지원할 수 있는 최대 용량을 구해 보면 8.4GB가 됩니다.
그런데 IDE 규격에서 지원하는 HDD 타입의 최대값은 실린더=65536, 헤드=16, 섹터=255이기 때문에 최대 용량은 136.9GB가 됩니다. 이와 같이 BIOS나 IDE는 개별적으로는 훨씬 큰 용량을 지원하도록 되어 있지만 PC에서는 BIOS와 IDE가 연계하여 드라이브를 지원하므로 실제로 지원할 수 있는 실린더와 헤드, 섹터의 최대값은 작은 숫자의 조합으로만 된 값이 됩니다. 이 값들 중에 작은 수치만 모아서 계산해 보면 528MB밖에 안됩니다. 이 값이 기존 IDE 방식이 갖는 지원 용량의 한계인 셈입니다. 이로 인해 528MB가 넘는 하드디스크를 포맷할 경우 528MB로 포맷되어 버리는 문제가 생기게 됩니다.
3. 속도의 한계가 있습니다.
EIDE(확장IDE :Enhanced IDE)
EIDE는 IDE의 많은 제한된 부분을 개량한 확장 IDE입니다.

특징은 다음과 같습니다.
1. LBA모드를 이용하여 528MB의 용량 한계를 극복하였습니다.
LBA(Logical Blcok Address)모드란 바이오스에서 528MB 이상의 하드디스크 용량을 인식할 수 있도록 고안한 주소지정 방법인데 이것을 통해 8.4GB 용량의 하드디스크를 인식할 수 있게 되었으며 현재는 128GB 용량의 하드디스크도 인식할 수 있습니다.
2. 초당 16.6MB의 고속 전송을 할 수 있습니다.
3. CD-ROM을 포함하여 최대 4개까지 주변기기를 연결할 수 있습니다.
EIDE는 일부 486 메임보드와 Pentium 이상 메인보드에 내장되어 있는데 ATAPI규격을 지원합니다. ATAPI는 원래 CD-ROM 드라이브의 인터페이스로 제안된 방식이지만 EIDE에도 채택하여 CD-ROM과 하드디스크를 하나의 케이블로 연결해 사용할 수 있게 되었습니다. 그 내용은 EIDE 포트 구성으로, EIDE는 2개의 커넥터를 가지고 있는데 1개의 커넥터에 2개의 장치를 연결 총 4개까지 연결 가능하며 첫번째 커넥터를 프라이머리 IDE(Primary IDE, IDE1), 두번째 커넥터를 세컨더리 IDE(Secondary IDE, IDE2)라 합니다. 일부 메인보드의 메뉴얼에는 IDE1 대신 IDE0, IDE2 대신 IDE1로 표시된 것도 있습니다.
울트라 DMA 33/66
컴퓨터 기술이 발전하면서 CPU 메모리의 속도는 기하 급수적으로 발전하게 되지만 하드디스크의 속도는 그에 상응하지 못했습니다. 그래서 개발한 것이 DMA 33인데 이 방식은 기존에 사용되던 PIO 모드 대신 CPU를 거치지 않고 하드디스크와 메모리가 직접 데이타를 주고 받는 DMA를 사용하여 초당 33MB의 속도를 낼 수 있게 향상 시킨 것입니다. 울트라 DMA는 인텔 TX, LX, BX 칩셋에서 지원하고 하드디스크도 지원해야만 사용 가능합니다. 현재는 66MB의 전송 능력을 가진 DMA 66도 나와있는데 i820, i820, VIA Apollo Pro, Sis 530/620 메인보드 칩셋에서 지원하지만 전용케이블을 사용해야 하고 RPM도 7,200 이상 이어야만 제 성능을 발휘합니다.
파일 시스템 FAT 32
실제로 하드 디스크에 데이터가 기록되는 단위는 클러스터라는 것입니다. 하드디스크의 물리적인 최소 단위인 섹터는 512Byte이기 때문에 실제 파일을 기록하는 기본 단위로는 너무 작습니다. 파일을 기록하는 단위의 크기가 작아지면 파일이 기록될 때 초과된 크기 만큼의 섹터 위치를 기록할 공간이 필요하므로 낭비입니다. 그래서 실질적으로 하드디스크의 파일을 기록하기 위한 최소 단위는 섹터를 묶은 클러스터라는 단위를 사용합니다. 이 클러스터의 크기는 파일 시스템과 드라이브의 용량에 따라 달라집니다. 클러스트의 크기는 하드디스크 용량뿐만 아니라 운영체제에서 사용하는 파일 시스템에 따라서도 달라집니다. 윈도우 95에서 사용하는 파일 시스템은 FAT16이고, 윈도우 98 이상 버전에서 사용하는 파일 시스템은 FAT32입니다. FAT32는 같은 하드디스크 용량비로 대조했을때 FAT16보다 클러스터의 크기가 훨씬 작기 때문에 하드디스크를 좀 더 안정적으로 사용할 수 있습니다. 자세한 내용은 파티션 부분을 참조하시면 됩니다.
UMA 모드에 따른 데이터 전송률

모드

전송률(MBps)

 i 850/845/815ep 칩셋이 장착된 메인보드에서는 울트라 DMA 100을 지원하는 하드디스크 인터페이스가 사용됩니다.                        *울트라 DMA 66/100을 지원하는80선 케이블은 울트라 DMA 66/100을 지원하는 메인보드를 구입 할 때 같이 제공됩니다. 그러니 시스템을 업그레이드할 때 이전에 사용했던 하드디스크 케이블을 그대로 사용하면 안됩니다.

UMA 모드 0

13.3

UMA 모드 1

16.6

UMA 모드 2

33.3

UMA 모드 4

66.6

UMA 모드 5

100.0

구입 포인트
하나, 값싼 하드디스크에 현혹되면 안됩니다.
사실 하드디스크의 경우 용량이 더 적다고 해서 가격이 쌀것이라는 기대는 하지 않는 것이 좋습니다. 그것은 시장 환경이 수익성이 없으면 판매가 중단되고 수익성이 있는 고용량의 제품으로 변해가기 때문입니다. 따라서 처음 생각했던 제품보다 용량이 크더라도 가격차가 크지 않다면 구입 시점에서 주로 유통되는 제품을 구입하는 것이 좋습니다.
둘, 디스크 용량에 연연해 하면 안됩니다.
컴퓨터를 잘 모르는 상태에서 구입하는 분들의 공통점은 무조건 용량을 큰 걸로 하려한다는 점입니다. '큰 용량 = 좋은 성능'이라는 공식이 아무 생각 없이 자리 잡고 있는 건지도 모르겠습니다. 예를 들어 40GB를 구입했다고 하더라도 이 용량에 자신이 주로 사용하는 프로그램을 깔고 각종 MP3나 동영상 파일을 저장해 놓아도 반도 안찰것입니다. 따라서 주로 작업하는 부분을 잘 생각해서 적당한 용량을 구입하는 것이 좋습니다.
셋, 플래터 수가 적은 하드디스크를 선택합니다.
비슷한 용량과 회전수의 하드디스크라면 디스크 수가 적을수록 빠릅니다. 디스크 수가 적으면 디스크 표면의 기록밀도가 높아져 있는 데이타 사이의 간격이 좁아지므로 빠른 액세스 타임과 데이터 전송 속도가 가능합니다.
넷, 전송률보다 액세스 시간이 빠른 하드디스크를 구입합니다.
액세스 시간은 하드디스크의 헤드가 데이터를 찾아내는 데 걸리는 시간이고, 전송률은 하드디스크에서 메인보드로 데이터를 전송하는 속도입니다. 액세스 시간이 짧을수록 프로그램의 실행 속도가 빨라집니다. 따라서 전송률이 높은 하드디스크보다 액세스 시간이 빠른 하드디스크를 고르는 것이 좋습니다. 액세스 시간은 하드디스크의 평균 검색 시간으로 평가하는데 평균 액세스 시간이 10ns 이하인 제품이 일반적입니다.

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