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컴퓨터 과학/저장장치

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[하드웨어 뜯어보기] 저장장치 #35 - 저장장치의 수명과 관리 기억의 노화와 회복력셀 마모·웨어레벨링·TRIM·GC·TBW로 바라보는 저장장치의 생애 주기핵심요약SSD는 셀의 P/E 사이클(Program/Erase) 제한 때문에 수명이 존재한다.HDD는 기계적 마모와 표면 손상이 수명의 핵심 요인이다.SSD는 웨어레벨링·TRIM·GC 같은 내부 관리 기술로 수명을 크게 늘린다.TBW·DWPD는 SSD의 내구성을 표현하는 공식적인 지표다.사용 패턴과 환경에 따라 실제 수명은 크게 달라진다. 1. 저장장치는 왜 ‘수명’이 있는가?핵심 문장: 모든 저장장치의 수명은 ‘무언가가 닳거나 약해지기 때문’이다. HDD와 SSD는 완전히 다른 방식으로 데이터를 저장하지만, 둘 다 시간이 지나면 성능이 떨어지거나 사용 불가 상태에 도달합니다. 그 이유는 다음과 같습니다.SSD: 전..
[하드웨어 뜯어보기] 저장장치 #34 - NVMe와 PCIe SSD 초고속 데이터 고속도로로 진입하다PCIe 레인, 병렬 큐, 컨트롤러 구조가 만드는 SSD의 극한 속도핵심요약NVMe SSD는 PCIe 레인을 통해 CPU와 직접 통신하는 초고속 저장장치다.AHCI(SATA) 기반 SSD보다 훨씬 많은 병렬 큐를 지원해 지연시간이 매우 짧다.컨트롤러는 NVMe 명령을 큐 단위로 처리하며 DMA를 통해 직접 메모리를 읽고 쓴다.NVMe는 고속 컴퓨팅, 서버, AI 환경에서 표준으로 자리 잡았다. 1. NVMe와 PCIe SSD는 무엇인가?핵심 문장: NVMe SSD는 CPU와 ‘직결된 고속 데이터 고속도로’를 타고 달리는 저장장치이다. NVMe(Non-Volatile Memory Express)는 플래시 메모리(SSD)를 위해 새롭게 설계된 저장장치 프로토콜입니다. 기존 S..
[하드웨어 뜯어보기] 저장장치 #33 - NAND 플래시의 비밀 전자의 집합으로 기억을 저장하다셀, 페이지, 블록, 수명(P/E) 구조를 전자 공학 관점에서 파헤치는 플래시 메모리의 본질핵심요약NAND 플래시는 “전자를 가둔 양”으로 데이터를 표현하는 저장 기술이다.셀에 저장하는 비트 수에 따라 SLC~QLC까지 종류가 나뉘며, 속도, 수명, 용량의 균형이 달라진다.페이지 단위로 쓰고, 블록 단위로만 지울 수 있어 SSD 전체 구조에 제약을 준다.P/E 사이클은 셀의 수명이며, 이를 늘리기 위해 웨어레벨링과 ECC 기술이 필수다. 1. NAND 플래시란 무엇인가?핵심 문장: NAND 플래시는 “전자의 양을 조절해 전압을 저장하고, 그 전압 레벨을 디지털 정보로 읽는 저장 기술”이다. NAND 플래시 메모리는 SSD, 스마트폰, USB, 메모리카드 등 오늘날 거의 모든..
[하드웨어 뜯어보기] 저장장치 #32 - SSD의 내부 구조 전자 신호로 쓰는 기억의 서가 - NAND 셀, 컨트롤러, 채널, 병렬 구조로 이루어진 초고속 전자식 저장 장치핵심요약SSD는 ‘움직이는 부품이 없는’ 저장장치로, 전자 신호만으로 데이터를 읽고 쓴다.NAND 셀은 페이지, 블록 구조로 이루어져 있으며, 한 번 쓰면 바로 지울 수 없다(블록 단위 삭제).컨트롤러는 SSD의 두뇌로, 웨어레벨링, GC, SLC 캐싱 등 성능과 수명을 결정한다.SSD의 빠른 속도는 병렬 채널 구조 + DRAM 캐시 덕분이다. 1. SSD란 무엇인가?핵심 문장: SSD는 NAND 플래시에 데이터를 저장하고, 컨트롤러가 이를 관리하는 “전자식 도서관”이다. SSD(Solid State Drive)는 기계적 회전 없이 순수 전자 신호로만 동작하는 저장장치입니다. HDD가 “LP판과..
[하드웨어 뜯어보기] 저장장치 #31 - 저장장치의 원리(HDD) 회전하는 기억의 도서관 - LP판처럼 회전하는 플래터 위에 바늘(헤드)이 정보를 읽는 구조핵심요약HDD는 자성 패턴을 회전하는 디스크(플래터)에 저장하는 장치입니다.헤드는 LP판 바늘처럼 움직이며 데이터를 읽고 쓰되, 실제로는 디스크에 닿지 않습니다.데이터를 저장하기 위해 트랙, 섹터 구조를 사용하며, 이 구조가 성능, 단편화, 수명에 영향을 줍니다. 1. HDD란 무엇인가?핵심 문장: HDD는 회전하는 금속 디스크 위에 자기 신호를 기록하고 읽는 아날로그/디지털 혼합 기술의 결정체다. HDD(Hard Disk Drive)는 저장장치 중 가장 오래된 기술 계보를 가진 장치입니다. 오늘날 SSD가 대세가 되었지만, 대용량 저장이라는 영역에서는 여전히 HDD가 주력 기술입니다. 왜냐하면, 단가 대비 매우 높..