[SSDs] Overview of Solid‐State Drives (SSDs)

이번 포스트에서는 저의 주요 연구 관심사 중 하나인 Solid‐State Drives (SSDs)에 대한 간단한 소개를 해보고자 합니다.

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저장장치 (Storage Device)

컴퓨터, 휴대폰, 혹은 USB 같은 전자장치를 구매할 때, 8GB, 256BG, 2TB 이런 용어들을 많이 보았을 것입니다. 이러한 수치들은 전자장치가 저장할 수 있는 데이터의 용량을 의미하는데, 전자장치 내무에서 실제 이 데이터를 저장하는 것이 저장장치입니다.
다시말해, 저장장치는 컴퓨터에서 데이터를 일시적으로, 또는 영구히 보존하는 장치를 말하며, 메모리(Memory)라는 용어와 혼용되어 사용되기도 합니다. 우리나라의 삼성전자와 하이닉스에서 가장 큰 매출을 담당하고 있다는 그 메모리가 맞습니다. 이러한 저장장치는 크게 두개의 분류로 나눌 수 있는데요, 일시적으로 데이터를 저장하는 장치를 주기억장치 (1차 저장장치, primary storage) 라고 하며, 데이터를 영구희 보존하는 장치를 보조기억장치(2차 저장장치, secondary storage) 라고 부릅니다. 많은 사람들이 들어봤을 저장장치인 DRAM, HBM 같은 것은 주기억장치에 해당하며, HDD, SSD 같은 것은 보조기억장치에 해당합니다.

주기억장치 (1차 저장장치, primary storage)

주 기억장치는 컴퓨터의 좋은 성능을 위해, 데이터를 CPU로 빠르게 전달하는 것을 주요 목표로 합니다. 즉, 데이터를 영구히 저장하지 못(휘발성, volatile memory)하더라도 빠른 성능을 필요로 하는 저장장치 입니다. 대표적으로 CPU cache로 이용되는 SRAM과 메인 메모리(Main Memory)로 사용되는 DRAM이 있습니다.

이러한 주기억장치가 컴퓨터에서 큰 역할을 하고 있지만, 저는 주기억장치 보다는 데이터를 영구히 저장하는 보조기억장치에 관심을 가지고 연구하고 있습니다.

보조기억장치 (2차 저장장치, secondary storage)

보조기억장치는 데이터를 영구히 보존하는 것을 목표로 하고, 따라서 기본적으로 비휘발성 메모리(non-volatile memory) 라는 특징이 필수적 입니다. ROM도 비휘발성 메모리에 포함되지만, 보조장치로써는 전통적으로, Hard Disk Drive(HDD), 디스켓 드라이브, 마그네틱 테이프와 같이 마그네틱 메모리를 사용하는 장치들이 사용되어 왔습니다. 하지만, 최근에는 플래시 메모리(Flash Memory)를 기반으로하는 SSD와 같은 저장장치가 각광 받고 있습니다.

저는 대학시절 학부 연구원을 하면서 SSD 관련된 지식들을 공부해 볼 수 있었는데, 이때 느낀 흥미를 가지고 대학원을 진학하여 석박사 과정을 진행하게 되었습니다 :). 개인적으로 보조기억장치보다는 2차 저장장치라는 말이 더 편해서 앞으로의 글에서는 2차 저장장치라는 용어를 주로 사용하겠습니다.

이번 포스팅의 남은 부분에서는 이 2차 저장장치 대표 중 하나인 HDD에 대해 소개를 드리고, 다음 포스팅 부터 본격적인 플래시 메모리 기반 SSD에 대한 얘기를 해보고자 합니다.

Hard Disk Drive (HDD) : SSD 이전의 대표 2차 저장장치

지금은 2차 저장장치로써 SSDs가 많이 사용되고 있지만, 약 10년 전만해도 전세계 모든 2차 저장장치의 역활은 HDD가 수행했다 해도 과언이 아닐 것입니다. 이번 장에서는 이 HDD에 대해 간단하게 설명해 보도록 하겠습니다.

HDD의 데이터 저장 방법

2차 저장장치의 가장 중요한 목표는 데이터의 영구적 저장입니다. 그렇다면 HDD에서는 어떻게 데이터를 저장하는지 살펴보겠습니다.
HDD는 기본적으로 자기장을 활용하여 데이터를 저장합니다. 플래터라고 불리는 강자성체로 이루어진 원판 형태의 자기 디스크를 논리적으로 여러 구역으로 나누고, 해당 구역의 미세한 극성이 특정 패턴으로 정렬되어 있으면 1, 아니면 0으로

기록 - 앙페르의 법칙 -> 헤드의 코일을 활용하여
읽기 - 전자기 유도 현상 (페러데이 법칙) -> 헤드의 코일에 전류가 흐름

https://babytiger.netlify.app/posts/hdd/ https://youtu.be/FBm9H30vITM?si=hIbUfMjS61ffKMH8 https://youtu.be/m_bgNL2xsLc?si=U3idvUdYTIvXlwQV