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4.스핀들
많은 보조 저장장치들이 그러하듯이 하드디스크에 내장된 디스크 역시 데이터를 읽고, 기록하기 위해 고속으로 회전을 한다. 이 때 디스크가 회전할 수 있도록 하드디스크 내부에는 모터가 장착되어 있는데, 이 모터와 디스크가 직접 연결된 축을 '스핀들'이라고 한다. 혹은 '스핀들'과 '모터'를 구분하지 않고 '스핀들 모터'로 부르기도 한다.
더욱 빠른 속도로 회전하며 더욱 조용하게 구동하는 것이 '스핀들'의 궁극적인 목표라고 할 수 있다. 회전속도는 rpm 이라고 하는 단위(분당 회전수)로 나타내며 이는 하드디스크의 성능을 결정 짓는 중요한 요인이 된다.
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5. 데이터 및 전원 케이블 커넥터
수십 개의 핀들이 나열되어 있는 이곳은 데이터 케이블을 연결하는 곳으로 기판의 일부가 되는 부분이다. 데스크탑용 하드디스크의 경우 데이터 커넥터와 전원 커넥터가 따로 마련되어 있지만 노트북용 하드디스크의 경우 하나의 커넥터를 이용해서 데이터 전송은 물론 전원공급까지 받게 된다.
커넥터를 이루고 있는 각핀들은 충격에 약하고 잘 구부러 지기 때문에 취급에 유의하지 않으면 귑게 파손될 수 있다.
물론 내부 정보에는 손상을 주지 않기 때문에 이 핀들이 파손된다 해도 하드디스크에 기록된 데이터 복구는 손쉬운 편이다.
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6. 헤드 구동 장치
헤드 구동 장치는 헤드의 움직임을 제어하는 장치로서 기판으로부터 명령을 전달받아 헤드가 장착되어 있는 '헤드 암'을 원하는 곳으로 이동시키는 역할을 수행한다.
이때의 움직임은 수평선 운동으로 '리니어 모터'라는 구동 장치를 이용해서 움직이게 된다.
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하드디스크에 정보가 기록되는 방식
앞서 살펴본 플래터의 표면은 중심이 같은 수많은 동심원으로 나누어지며 이 동심원(트랙)은 '섹터'라고 부른 단위로 다시 차례로 쪼게어 진다. 즉 우리가 사는 주소가 서울시 마포구 도화동으로 표시되는 것 처럼 하드디스크 내부의 주소 역시 플래터 5, 트랙 2, 섹터 6 - 이런 식으로 이루어 지는 것이다.
이렇게 하드디스크에 저장된 데이터는 고유의 주소를 가지며 '헤드'는 이 주소 위로 이동하면서 데이터를 읽어 들인다.
헤드가 지정된 트랙에 도달하기까지 걸리는 시간을 '시크타임', 혹은 '엑세스 타임'이라고 하며 이 시크 타임이 빠를 수록 더욱 고성능의 하드디스크로 평가 받는다.
이렇게 하드디스크가 가지는 '트랙'이나 '섹터의 명세 사항'을 '하드디스크의 결합구조'라고 한다. 이들은 흔히 CMOS 메모리라고 불리는 독특한 기억 장치에 모두 저장이 된다. PC는 CMOS에 저장된 하드디스크의 명세 정보를 부팅시 불러 들여 하드디스크를 인식하게 되는 것이다.
하지만 BIOS는 CMOS 메모리 내에 1024보다 큰 트랙 수를 명시하지 못한다는 단점이 있다. 이런 이유로 디스크 제어기는 가상의 결합구조를 이용해서 좀 더 큰 용량의 하드디스크를 인식하게 된다 하지만 SCSI 방식의 하드디스크는 위 방법과는 완전히 다른 방식으로 작동하기 때문에 이는 IDE 방식의 하드디스크 만의 문제이다.
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사진설명 : FAT 파일 시스템의 구조
참고로 FAT 파일 시스템을 사용하는 경우, '로스트 클러스터' 라는 현상이 가끔 발생하기도 하는데, 이 '로스트 클러스터'는 파일이 기록/삭제를 반복하면서 생성된 일종의 쓰레기 이다.
하드디스크의 데이터 영역에 정보가 기록되면 FAT 방식의 하드디스크는 이 데이터가 가진 주소를 FAT라는 영역에 기록해 두었다가 이 데이터를 엑세스 할 때 좀 더 빠르게 데이터를 찾을 수 있도록 해준다.
하지만 간혹 이 과정에서 FAT 내용이 수정되지 않은 경우가 발생하여 FAT에서 지정하는 데이터의 영역이 실제 기록된 주소와 다르거나 혹은 FAT 에는 주소가 기록되어 있지만 실제로 주소에는 아무런 데이터가 기록되어 있지 않은 현상이 발생하기도 한다.
간혹 PC를 사용하다 보면 '지울수 없는 파일'이나 '이동할 수 없는 파일'들이 있는데 바로 '로스트 클러스터'로 인해서도 이러한 현상이 발생할 수 있다.
한마디로 정리하자면 쓸모 없는 FAT 주소 정보를 '로스트 클러스터'라고 하며, 하드디스크 관리 프로그램을 이용하여 이 쓰레기 파일을 손쉽게 삭제할 수 있다.
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사진설명 : 노트북에 사용된 각종 하드디스크의 모습
참고
가끔 'SCSI 하드디스크'라는 이름을 종종 듣게 되는데 이는 우리가 흔히 사용하는 ATA 방식의 하드디스크와는 조금 다른 방식의 하드디스크를 말한다.
SCSI는 하드디스크 뿐만 아니라 프린트, 스케너 등 최대 16개의 다양한 기기를 연결하여 사용할 수 있도록 각 주변기기들을 제어하는 명령어를 따로 갖추고 있으며 여러 개의 장비를 장착하더라도 각 기기에 전달하는 명령어들이 충돌을 일으키지 않도록 '명령 큐' 라는 기능을 지원하고 있다. 또한 SCSI 방식은 컨트롤러를 내장하고 있어 능동적으로 작동하기 때문에 CPU 점유율이 매우 낮다.
하지만 이런 우수한 특징들을 지니고 있는 대신 ATA 방식에 비해서 가격이 상당히 비싸다는 단점을 안고 있다. 따라서 일반 PC 환경 보다는 서버 환경에서 주로 사용되고 있는 인터페이스이다.
이에 반하여 ATA 방식은 하드디스크에 주로 사용되며 채널당 2개의 외부 기기만이 장착이 가능하다. 과거에는 CPU 점유율이 20%를 상회할 정도로 CPU 의존적으로 동작했으나 요즘 사용되고 있는 ATA 방식의 하드디스크의 경우 '버스 마스터링'이라는 기술을 도입하여 CPU 의존율을 5% 이하의 수준으로 유지하고 있다. 물론 CPU에 대해서 SCSI에 비해 여전히 수동적인 움직임을 보여주는 것은 마찬가지이지만 말이다. 가격적인 이점으로 대부분의 일반 PC환경에서 이용되지만, '병목현상'과 같은 데이터 지연 현상을 자주 일으키기 때문에 서버 환경에는 적합하지 않다.
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