Part 1. 하드디스크 역사. 시리얼ATA, IDE... 하드디스크의 역사를 알아보자.

	2003.02.17

컴퓨터로 하는 모든 작업은 결과적으로 어디엔가 저장되게 마련이다. 컴퓨터에서 데이터를 저장하는 가장 대표적인 공간은 여전히 하드디스크이다. 안정성과 용량, 값에서 하드디스크를 대신할만한 그 무엇은 아직 찾기 어려운 실정이다. 반대로 하드디스크는 컴퓨터에서 가장 속도가 느린 느림보이기도 하다. 모터를 돌려 플래터를 회전하는 느림보 하드디스크는 큰 용량만큼이나 오랜 역사를 가지고 있다. Part. 1에서는 하드디스크의 역사를, Part. 2에서는 하드디스크 관리법을 알아보기로 하자.

Part 1. 하드디스크 역사 하드디스크는 크게 컴퓨터와 어떻게 연결하는가에 따라 EIDE방식과 SCSI방식으로 나눌 수 있다. 먼저 EIDE방식을 알아보면 다음과 같다. ST-506과 MFM, RLL ST-506은 시게이트에서 처음 상용화한 하드디스크의 인터페이스이자 제품이름이며, 하드디스크와 인터페이스 카드가 같이 판매되었다. 하지만 느린가 느린 ST-506을 개선한 ST-412가 등장했지만 속도에서 경쟁력이 있는 MFM과 RLL에게 밀리게 된다. ST-506과 ST-412보다 입출력 속도를 개선한 것이 바로 MFM과 RLL 방식이다. 하지만 이것도 얼마 가지 못하고 IDE에 그 자리를 내주게 된다. 한때 맥스터에서 개발한 ESD 등장하기도 했지만 IDE에 밀려 많이 사용되지는 않았다. IDE IDE는 8비트 XT를 위한 XT IDE, 16비트 AT를 위한 ATA IDE, MCA 버스를 지원하는 MCA IDE가 있다. 그 가운데 16비트 AT에 하드디스크가 가장 많이 사용되었기 때문에 AT-BUS를 지원하는 ATA IDE가 일반적으로 IDE로 알려지게 된다. IDE는 다른 이름으로 AT-BUS 하드디스크 또는 ATA 하드디스크로 불리었다. IDE는 초기에 비교적 낮은 4.3MB/sec의 전송률을 보였지만 성능을 개선해서 나중에 등장한 IDE는 8.3MB/sec의 전송률을 보였다. 용량도 개선해 최대 504MB를 지원하며, 하나의 채널에 2개의 하드디스크를 달수 있게 되었다. IDE는 이전의 방식에 비해 많이 개선된 전송률과 용량을 가지고 있었으며, 표준으로 자리잡았다. EIDE EIDE는 IDE의 단점을 보완한 인터페이스로 2개의 채널을 지원하며 하나의 채널에 2개의 하드디스크를 연결할 수 있어 하드디스크를 최대 4개 장착할 수 있다. 속도도 최대 13.3MB/sec로 전송할 수 있게 개선되었다. PIO 모드 4를 사용하면 최대 속도로 16.6MB/sec를 지원 할 수 있다. EIDE는 IDE를 제안한 웨스턴디지털에서 제안한 ATAPI라는 표준 규격을 지원한다. 그렇게 때문에 하드디스크 이외에 CD-ROM 드라이브를 지원할 수 있게 되었다. 원래 ATAPI는 하드디스크를 위한 인터페이스가 아니라 CD-ROM 드라이브를 위한 인터페이스로 고안되었지만 EIDE에서 ATAPI 규격을 받아들임으로서 같은 케이블에 같은 방식을 사용하게 된 것이다. 울트라 ATA 울트라 ATA(ATA3)는 울트라 DMA 기술이 적용되었다. 울트라 DMA 기술의 기본적인 원리는 클록이 올라갈 때와 내려올 때 모두 데이터를 전송해 올라갈 때만 데이터를 전송하는 Fast ATA2에 비해 2배의 속도를 낸다. 그렇게 때문에 Fast ATA2가 최대 16.6MB/sec의 전송률을 보인다면 울트라 ATA는 그 두 배인 33.3MB/sec의 전송률 낼 수 있다. DMA에 의해 데이터를 직접 전송하기 때문에 병목현상을 줄일 수 있다. CD-ROM 드라이브도 울트라 ATA 방식을 따르고 있으며, 울트라 ATA 방식의 속도를 두 배 높인 울트라 ATA 66이 등장하면서 울트라 ATA 33으로 구분된다. 울트라 ATA 66 하드디스크의 성능 향상으로 인해 내부 전송률이 30MB/sec에 근접하게 되자 울트라 ATA로는 더 이상 감당하기 힘들어졌다. 더 빠른 고속 인터페이스가 필요했는데 울트라 ATA의 전송속도를 두 배 높인 울트라 ATA 66(ATA4)이 탄생되었다. 울트라 ATA 66으로 인해 SCSI보다 빠른 전송송도를 낼 수 있게 되었다. 울트라 와이드 SCSI의 최대 전송속도인 40MB/sec보다 빠른 66.6MB/sec의 전송률을 낼 수 있어 주목을 받았다. 울트라 ATA 66은 데이터를 두 배 전송하기 위해 케이블을 기존의 40핀에서 80핀으로 늘려 노이즈를 줄였다. 인터페이스의 하위 호환성도 그대로 유지해 울트라 ATA 하드디스크를 문제없이 사용할 수 있다. 울트라 ATA 100 울트라 ATA 66과 울트라 ATA 100(ATA5)은 기술적으로 큰 개선을 한 것이 아니다. 단지 클록을 높여 전송률 향상을 꾀한 것이다. 즉 66.6MB/sec보다 33.3% 성능을 향상시켜 100MB/sec의 전송률을 낼 수 있다. 케이블 규격도 동일하게 80핀을 사용한다. 울트라 ATA 100이 등장했지만 실제 하드디스크는 최대 전송률은 50MB/sec를 넘지 못하고 있다. 전송률만 본다면 울트라 ATA 100은 큰 의미를 부여받지 못하지만 울트라 ATA 100은 하드디스크 대역폭에서 넉넉한 여유 대역폭을 갖추게 되었다. 울트라 ATA 133 울트라 ATA 100으로 만들 수 있는 최대 하드디스크 용량은 137MB다. 더 큰 용량을 만들기 위해서는 새로운 인터페이스가 필요한데, 맥스터에서 제안한 LBA 48비트를 지원하는 울트라 ATA 133이 그것이다. 단순히 전송률 133MB/sec로 높이는 것이 목적이 아니라 하드디스크의 용량 제한을 해결했다는데 가장 큰 목적이 있다. 울트라 ATA 133은 하드디스크 전송률을 높였다는 의미보다는 하드디스크의 용량 제한을 해결했다는데 큰 의미를 두어야 한다. 울트라 ATA 133은 표준이라 하기에는 어려우며, 인텔이 아직 이 기술을 따르지 않고 있다. 대부분의 하드디스크 제조사들이 지원할 예정이지만, 표준으로 자리 잡을 수 있을지는 아직 미지수이다. 다행히 하위 호환성을 그대로 가지고 있다는 점에서 시리얼 ATA가 자리 잡기 전까지 하드디스크 제조사는 이 규격을 따를 것이다. SCSI SCSI-1 SCSI-1은 하나의 컨트롤러에 7개의 장치를 연결 할 수 있으며, 동기 방식에서는 최고 5MB/s를 비동기 방식은 최고 3MB/s를 전송할 수 있다. SCSI-1이 당시의 경쟁 인터페이스인 ST-506, ESDI에 비해 뛰어난 장점은 멀티플 오버랩(Multiple Overlap) 기능의 지원으로 여러 가지 명령어를 동시에 사용할 수 있다는 점이다. 표준으로 정착되어 있는 SCSI 기술의 효시라 할 수 있는 기술이다. 아쉽게도 표준 규격이 충분하지 못했기 때문에 제조사마다 호환성과 안정성에서 약간의 문제점을 겪어야 했다. SCSI-2 Fast SCSI SCSI-2 규격 가운데 Fast SCSI는 8비트에서 최대 10MB/s의 전송률을 낼 수 있다. 일반적으로 Fast SCSI는 Fast-10을 의미하며, SCSI-2의 속도 단위인 MT/s(Mega Transfer per second)를 기준으로 할 때 10MT/s 속도를 낸다. 10MT/s는 8비트(1바이트) Narrow 버스를 사용하면 10MB/sec의 전송률을, 16비트(2바이트) Wide 버스를 사용하면 20MB/sec의 전송률을 가진다. Wide SCSI Wide SCSI는 Fast SCSI가 8비트인데 반해 그 두 배인 16비트 데이터 버스를 가지기 때문에 Fast-10에 적용하면 두 배 속도인 20MB/s의 전송 속도를 지원한다. Wide SCSI에서는 16비트를 지원하며, 병렬 데이터 전송한다. 기존에 사용되던 케이블과는 다른 새로운 케이블이 필요로 했다. 그래서 Wide SCSI에서는 기존의 50핀 케이블이 아닌 68핀 케이블을 사용했다. 시리얼 ATA 150 하드디스크의 인터페이스에도 고속 시리얼 전송 방식을 채택 선택한 기술이 선을 보였다. 시리얼 ATA가 그것으로 하나의 채널당 150MB/sec의 전송률을 자랑하며, 아직까지는 하나의 하드디스크만 지원한다. 지금까지 가장 빠른 하드디스크 인터페이스로 알려진 울트라 ATA 133에 비해 약 17MB/sec나 빠른 전송률을 보인다. 속도를 두 배 높은 시리얼 ATA 300이 선보일 예정으로 있어 속도만 본다면 가히 최고의 전송 방식이라 할 수 있다. » 시리얼ATA는 지금의 IDE방식과 연결법이 완전히 다르다. 시리얼 ATA에 사용되는 하드디스크의 케이블은 아주 간단하다. 기존의 패러렐 전송의 하드디스크는 40핀이나 80핀의 케이블을 사용했지만 시리얼전송인 만큼 7핀 케이블을 사용해 데이터를 전송한다. PC내부의 하드디스크 케이블을 깔끔하게 정리할 수 있다는 점도 장점 아닌 장점으로 손꼽힌다. SCSI-3 Fast SCSI-20과 Fast SCSI-40 SCSI-3은 Fast SCSI-20/40으로 나누어진다. Fast SCSI와 16비트 Wide SCSI 인터페이스가 하나로 결합된 것으로 각각 20MB/s와 40MB/s의 전송률을 낼 수 있다. Fast-SCSI의 두 배 이상의 데이터 전송속도로 주로 고속 하드디스크 등에 사용된다. Fast SCSI-20(울트라 SCSI)은 고속의 동기 전송모드로 Fast SCSI보다 두 배 빠른 20MB/sec의 전송률을 보이며, Fast SCSI-40(울트라 Wide SCSI)은 서버나 워크스테이션 급에 사용되는 고속 하드디스크를 위한 규격으로 40MB/s의 전송률을 보인다. 울트라 2 SCSI와 울트라 3 SCSI 울트라 2 SCSI는 SCSI 1/2와 완벽한 하위호환성을 가지면서 LVD(Low Voltage Differential)를 지원해 데이터 전송률을 울트라 Wide SCSI의 40MB/sec에서 울트라 2 Wide SCSI는 그 두 배인 80MB/sec로 늘렸다. 케이블 길이도 12m으로 늘리고 지원하는 장치도 최대 15개의 장치를 설치할 수 있다. 최신 기술인 울트라 3 SCSI 현재 울트라 2의 두 배에 해당하는 160MB/sec와 320MB/sec의 데이터 전송률을 자랑한다. 160MB/sec의 전송률을 가진 인터페이스를 울트라 160이라고 부르며, 320MB/sec의 전송률을 가진 인터페이스를 울트라 320이라 부른다. 아직까지는 대부분 서버나 워크스테이션에 사용되고 있다. » 위로부터 시리얼ATA, IDE, 스카시 하드디스크. 하드디스크의 구조 하드디스크는 수많은 부품으로 구성되어있다. 이것을 구분을 한다는 것 자체가 힘들지만 크게 나누어 보자. 플래터와 헤드, 스핀들 모터, 스테핑 모터, 캐리지 암, 그리고 제어회로로 하드디스크는 구성되어 있다. 플래터 플래터는 금속 원판에 자성이 있는 자성체를 얇게 코팅한 것이다. 최근에는 회전 속도를 높이기 위해 금속 원판 대신 좀더 가벼운 유리판을 사용하기도 한다. 플래터의 크기에 따라 하드디스크의 크기가 결정된다. 플래터의 용량은 한 장, 즉 양면 모두를 의미한다. 플래터의 크기가 20GB라면 한쪽 면에 10GB의 용량을 저장할 수 있다는 것이다. 플래터 한 장에 기록할 수 있는 용량의 한계 때문에 고용량의 하드디스크는 여러 장의 플래터를 사용한다. 헤드 하드디스크에서 플래터와 같이 가장 중요한 역할을 담당한다. 플래터에 데이터를 읽고, 기록하고 지우는 역할을 담당한다. 헤드는 플래터의 데이터를 읽을 때 시간이 짧고 데이터를 기록하거나 지울 때 속도가 떨어진다. 하드디스크가 데이터를 읽는 시간은 접근시간(액세스 타임)과 탐색시간(시크타임) 접한 영향을 미친다. 모터 하드디스크에 사용되는 모터는 크게 두 종류가 있다. 스핀들 모터는 플래터를 회전시켜주는 역할을 담당한다. 일정한 속도로 규칙적으로 회전하면 된다. 스핀들 모터에 따라 하드디스크가 5400RPM, 7200RPM, 10000RPM으로 결정된다. 스핀들 모터도 중요하지만 스테핑 모터 도 아주 중요한 역할을 담당한다. 헤드가 달린 캐리지 암을 이동시켜 주는 역할로 플래터의 데이터를 읽거나 기록하기 위해서는 헤드가 원하는 데이터가 저장된 곳이나 저장할 곳에 정확히 이동시켜주어야 한다. 스테핑 모터의 성능과 정확도는 하드디스크의 성능을 좌우하는데 큰 역할을 담당한다. 제어회로 하드디스크의 내부 부품을 컨트롤하는 기능을 담당하며 외부 하드디스크 인터페이스와 연결해주는 역할을 담당한다. 제어회로에 따라 ATA33, ATA66, ATA100 등 하드디스크의 인터페이스 속도가 정해진다. 제어회로는 보통 뒷면에 있는 것처럼 보이지만 내부에도 제어회로가 외부 제어회로와 연결되어 있다. 외부에 노출된 제어회로는 전기적 충격에 약하기 때문에 요즘 나오는 하드디스크 가운데 몇몇 제품은 보호쉴드로 보호 되어있다. 하드디스크의 성능을 좌우하는 요인은? 1. 회전수가 높아야 한다. 많이 사용하는 EIDE 방식의 하드디스크의 경우 크게 두 가지 제품군이 있다. 보급형으로 많이 사용하는 5400RPM 제품군과 고급형으로 많이 사용하는 7200RPM이 그것이다. 두 제품군의 가장 큰 차이는 회전수인데, 회전수에 따라 성능이 결정된다고 흔히 말한다. 회전수에 따라 성능이 다른 이유는 무엇일까? 먼저 각속도에 대해서 알아야 한다. 각속도는 단위 시간당 이동한 거리를 의미하는 것으로 회전수가 높아지면 이것이 같이 높아진다. 각속도가 높아지면 단위 시간당 그만큼 많이 이동할 수 있기 때문에 더 많은 데이터를 읽고 쓸 수 있다. 하지만 회전수를 높이는 것은 쉽지 않다. 빨리 회전하는 만큼 보다 정확한 제어는 물론 부품의 내구성까지 고려해야 한다. 성능이 좋아진다는 장점이 분명히 있지만 가격이 비싸지는 것은 당연한 것이다. SCSI 제품군에만 존재하던 10000RPM 하드디스크는 이제 EIDE 제품군에서도 볼 수 있게 되었다. 웨스턴디지털에서 첫 선을 보였으며, 대부분의 하드디스크 제조사들이 준비중이다. 몇 가지 이유가 있지만 가장 큰 이유는 같은 회전수에서 속도를 높이는 것은 한계가 있기 때문이다. EIDE 방식의 10000RPM 하드디스크는 대부분의 기술이 SCSI에 사용되던 기술을 그대로 적용했기 때문에 가격은 다소 비싸게 출시되었다. 하지만 제품의 내구성이나 성능은 SCSI에 견줄만하기 때문에 당분간은 구입하기 쉽지 않을 것이다. 2. 탐색시간과 접근시간이 짧아야 한다. 비슷한 사양의 하드디스크라 하더라도 체감성능의 차이는 분명히 존재한다. 체감성능의 차이는 과연 어디서 나는 것일까? 바로 탐색시간과 접근시간이다. 탐색시간과 접근시간은 짧아야 좋다는 평가를 받는다. 탐색시간은 하드디스크에 특정 데이터를 찾으라는 명령을 내렸을 때 이 데이터를 얼마나 빠른 시간 안에 찾느냐는 것이다. 탐색시간은 하드디스크에 저장되는 데이터를 얼마나 효율적으로 관리하느냐는 문제와도 직결된다. 보통 접근시간과 탐색시간을 비슷한 개념으로 많이 이해한다. 접근시간은 찾아낸 데이터를 얼마나 빨리 읽어내서 CPU로 전송하느냐는 것이다. 이것은 헤드의 성능과 밀접한 관계가 있으며, 회전수와 제어회로 등 많은 부품의 성능에 따라 달라진다. 비슷한 성능과 가격대의 하드디스크를 구입한다면 탐색시간과 접근시간이 짧은 하드디스크를 구입하는 것이 체감 성능을 보다 높일 수 있다. 3. 단위 면적당 자기 밀도가 높아야 한다. 보통 플래터의 용량에 따라 성능이 달라진다고 한다. 어떤 제품은 플래터 한 장에 60GB를 저장할 수 있는 반면 어떤 제품은 30GB까지만 저장할 수 있다. 플래터는 같은 면적이기 때문에 변할 수 없기 때문에 차이가 나는 것은 기록할 수 있는 자기 밀도이다. 하나의 플래터에 30GB보다 60GB의 데이터를 저장 할 수 있는 제품이 단위 면적당 자기 밀도가 더 높다고 할 수 있다. 단위 면적당 자기 밀도가 높아지면 보다 고용량의 하드디스크를 만들 수 있다. 하나의 하드디스크에 내장 할 수 있는 플래터는 한계가 있기 때문이다. 그리고 하드디스크의 제조 비용을 줄일 수 있다는 것이다. 단위 면적당 자기 밀도가 높아지면 하드디스크의 성능이 향상된다. 동일한 회전수로 회전한다면 단위 시간당 읽고 쓸 수 있는 데이터의 양이 많아진다. 그래서 플래터의 용량이 성능 판단에 중요한 변수가 된다. 반면에 자기 밀도가 높아질수록 보다 정밀한 헤드 제어 기술이 필요하기 때문에 무조건 자기 밀도를 높일 수 없는 것이 제조사의 입장이다. 그래서 단위 면적당 단위 밀도를 높이기 위해서는 헤드와 같이 개발을 병행하고 있다. 4. 버퍼 메모리가 많아야 한다. 최근 대용량 버퍼 메모리를 장착한 하드디스크를 많이 볼 수 있다. 보통 2MB의 버퍼 메모리를 장착하지만 최근 고성능 하드디스크는 기본으로 8MB를 장착하고 출시된다. 버퍼 메모리는 느린 하드디스크와 칩셋, CPU 사이의 속도를 높여주는 역할을 한다. 버퍼메모리가 클수록 성능은 좋아지기 마련이다. 하지만 버퍼를 무조건 높일 수 없는 문제점이 있다. 버퍼 메모리를 보다 효율적으로 관리 할 수 있는 제어회로가 필요한데, 이것은 하드디스크 제조사의 기술력을 엿볼 수 있는 특징 가운데 하나다. 노트북에 사용되는 하드디스크 같은 경우 성능 향상을 위해 16MB의 버퍼 메모리를 장착한 제품이 있다. 이것은 하드디스크의 성능 향상을 위한 것도 있지만 하드디스크의 내부의 데이터를 읽고 쓰는 것을 줄여 소비전력을 낮추려는 의도도 숨어있다. 동영상 편집과 같이 단순히 대용량의 데이터를 읽고 쓰는 것을 반복한다면 고용량의 버퍼메모리는 큰 의미를 지니지 못한다. 용량이 작고 많은 종류의 파일을 자주 읽고 쓰는 작업에서 고용량 버퍼 메모리는 진가를 발휘한다. 5. 외부 인터페이스가 빨라야 한다. 하드디스크의 성능을 대표하는 것 가운데 하나로 외부 인터페이스가 전송할 수 있는 최대 전송률을 많이 사용한다. ATA100, ATA133, SATA150 등 최근 하드디스크들이 지원하는 외부 인터페이스인 최대 데이터 전송률이 100MB/sec가 넘는다. 하드디스크의 내부 전송률은 최대 50MB/sec인 것을 감안할 때 외부 고속인터페이스는 큰 의미가 없을지도 모른다. 하지만 여유대역폭이 있기 때문에 보다 안정적으로 데이터를 전송 할 수 있다. 또한 전송률이 높아질수록 성능에는 큰 향상이 없지만 탐색시간과 접근시간을 줄일 수 있다는 장점이 있다. 앞으로도 이보다 빠른 외부 인터페이스가 많이 등장 할 예정이다. 하드디스크 관련 용어 정리 1. LBA 바이오스에서 하드디스크를 설정하다보면 여러 가지 다양한 모드를 선택할 수 있는데 504MB 이상의 하드디스크면 모두 LBA모드를 지원하는 것을 알 수 있다. LBA는 과연 무엇일까? LBA(Local Block Addressing)는 웨스턴디지털과 바이오스 제조사가 공동으로 제안한 기술이다. 가상블록을 만들어서 하드디스크의 용량 제한을 획기적으로 개선한 기술로 EIDE에 사용되었다. IDE 방식은 헤드와 실린더 섹터로 하드디스크의 용량을 정한다. 반면 EIDE는 섹터에 일련의 번호를 정해 사용하기 때문에 전체 섹터의 수가 용량에 중요한 변수로 작용한다. 섹터를 하나의 주소가 있는 블록으로 설정하고 여기에 번호를 정하는 방법이다. 이렇게 하면 헤드와 실린더 섹터에 상관없이 하드디스크의 모든 영역을 다 인식 할 수 있다. 즉 실제 헤드의 수와 상관없이 가상 헤드 256개로 늘릴 수 있어 용량 제한 문제를 해결했다. 가상 헤드에 의해 가상블록이 만들어지기 때문이 이것을 LBA라 한다. 2. 마스터와 슬레이브 하드디스크를 추가하게 되면 우선 생각해야 할 것이 마스터와 슬레이브이다. 하나의 하드디스크를 사용한다면 상관없지만 하드디스크나 CD-ROM 드라이브를 추가해야 한다면 마스터나 슬레이브로 설정해야 한다. 마스터와 슬레이브는 무엇일까? 마스터와 슬레이브는 주종관계를 의미한다. 마스터가 있기 때문에 슬레이브가 존재한다고 생각하면 쉬울 것이다. 즉 하나의 클록이 올라갈 때 데이터를 전송하는 것이 일반적인 원칙이다. 이것을 마스터라 생각하면 될 것이다. 하지만 하나의 클록이 내려올 때는 데이터를 전송하지 않기 때문에 비효율적이라는 생각으로 만든 것이 슬레이브이다. 즉 하나의 클록이 올라갈 때는 마스터가, 내려올 때는 슬레이브가 사용된다. 마스터가 있기 때문에 슬레이브가 존재한다는 말이 바로 이 말이다. 올라가는 클록이 없으면 내려오는 클록도 없을 것이기 때문에 마스터와 슬레이브라는 명칭을 사용하게 되었다. 마스터와 슬레이브에 장착하는 하드디스크나 CD-ROM 드라이브는 성능이 비슷한 제품을 사용해야 최상의 성능을 낼 수 있다. 한쪽이 느리다면 느린 쪽을 따라가기 때문에 하드디스크는 하드디스크끼리 CD-ROM 드라이브와 CD-RW 드라이브는 같은 채널에 묶어서 사용하는 것이 좋다. 3. DMA와 PIO DMA(Direct Memory Access)는 주변기기에서 메모리로 데이터를 직접 전송 할 수 있는 전송 방식이다. DMA 방식이 나오기 이전에는 PIO(Programmed Input/Output)가 사용되었다. PIO 방식은 CPU가 데이터의 전송에 직접 제어를 담당하기 때문에 일정부분의 처리를 CPU가 담당해서 전체적으로 PC의 성능이 느려지는 단점이 있었다. 이런 단점을 극복한 것이 DMA 전송방식으로 전송에 CPU가 전혀 간섭을 하기 않기 때문에 CPU의 부담을 줄여 전체적으로 PC의 성능이 높아지는 것을 느낄 수 있다. 하드디스크도 처음에는 PIO 방식을 사용했다. 속도도 느리고 CPU의 부담이 크기 때문에 DMA 방식을 사용했다. 이것도 전송속도를 높여 UDMA-2가 등장했고, 다시 전송속도를 높인 UDMA-4와 UDMA-5, 최근에는 UDMA-6까지 등장했다. 모두 DMA 방식을 개선해서 속도를 높인 것으로 기술적으로는 DMA와 큰 차이는 없다. 4. SMART SMART(Self Analysis and Reporting)는 하드디스크의 데이터 전송의 신뢰도를 높이기 위한 기술이다. 소프트웨어가 모터와 헤드, 미디어의 상태를 모니터링해서 이를 비교 분석해 제어해 데이터 전송에서 신뢰도를 높일 수 있다. SMART가 활성화되어 있다면 바이오스는 하드디스크의 상태 분석 정보를 받아 앞으로 발생할 가능성이 있는 하드디스크의 고장이나 문제점에 관하여 사용자에게 경고 메시지를 보낼 것인지 여부를 결정할 수 있다. 하드디스크 신기술 1. GMR헤드 하드디스크에서 중요한 역할을 하는 부품 가운데 데이터를 직접 읽고 쓰는 헤드의 성능은 아주 중요하다고 할 수 있다. 초기에 선보인 하드디스크에 사용된 헤드는 대부분 유도박막헤드(Inductive Thin Film Head)가 많이 사용되었다. 유도박막헤드는 하드디스크의 자기 밀도가 높아질수록 데이터를 읽고 쓰는데 불안정하기 때문에 새로운 헤드의 필요성이 절실하게 되었다. 그래서 탄생된 것이 IBM이 개발한 MR헤드(Magneto Resistive Head)다. MR헤드는 박막방식의 헤드에 비해 헤드와 플래터의 간격을 더욱 좁힐 수 있다. 같은 크기에 더 많은 데이터를 읽고 쓸 수 있기 때문에 자기 밀도가 높은 플래터에 잘 어울린다. 성능과 안정성 향상은 물론 헤드의 생산 단가도 낮출 수 있다는 장점이 있다. MR헤드도 유도박막헤드와 마찬가지로 플래터의 자기 밀도가 높아질수록 사용하기 힘들어지기 시작했다. MRX헤드와 반도체헤드, 근접방식헤드 등 많은 헤드들이 개발되었지만 IBM에서 개발한 GMR헤드(Giant Magneto Resistive Head)가 가장 성능이 뛰어났다. GMR헤드는 새로운 재료를 사용해 MR헤드에 비해 크기도 작으며, 더 많은 데이터 보다 빠르게 읽고 쓸 수 있다. GMR헤드는 MR헤드와 비슷한 원리로 동작하지만, 평방인치당 10Gb의 데이터를 읽고 쓸 수 있다. 최근 사용되는 대부분의 하드디스크는 GMR헤드를 사용하고 있다. 2. 유체베어링 하드디스크는 회전운동을 기본으로 하는 저장 장치기 때문에 베어링이 필수적이다. 베어링은 회전운동 하는 물체의 마찰과 저항을 줄여 원활한 운동을 하게 하고 소음을 줄여주는 역할을 한다. 하드디스크에 사용되는 베어링은 볼 방식을 사용하는 볼베이링만 사용했기 때문에 어느 정도의 소음과 진동은 필수적이었다. 하지만 시게이트에서 개발한 유체베어링 기술은 기존의 상식을 뛰어넘는 새로운 기술이었다. 볼 대신 유체(기름)를 사용해 소음과 진동을 획기적으로 줄였다. 대부분의 하드디스크 제조사들이 유체베어링 기술을 채택하고 있는 실정이다. 3. 시리얼ATA 컴퓨터의 인터페이스에 고속화 바람이 불고 있다. IEEE 1394를 선두로 USB 2.0, 최근 조금씩 베일을 벗고 있는 시리얼 ATA 등 고속 인터페이스들의 춘추 전국 시대를 맞이하고 있다. 이런 고속 인터페이스 가운데 최고의 속도를 자랑하는 시리얼 ATA에 대해 알아보자. 일반적으로 시리얼(직렬) 방식이 패러렐(병렬) 방식보다 느리다고 알려져 있다. PC에서 아직 사용되는 시리얼 포트와 패러렐 포트만 보더라도 바로 알 수 있다. 시리얼 포트는 최대 128Kbp, 패러렐 포트는 최대 900Kbps로 데이터를 전송할 수 있다. 하지만 최근 고속 인터페이스는 패러렐 방식보다는 시리얼 방식을 선호한다. 대표적으로 레거시(Legacy) 인터페이스를 100% 대체할 수 있는 USB와 초고속의 인터페이스로 SCSI의 시장까지 넘보고 있는 IEEE 1394 모두 다 시리얼 방식이다. 시리얼 방식이 패러렐 방식보다 뛰어난 점은 사용자 중심에서 PC가 요구하는 사항들을 충족시킬 수 있다는 것이다. 일단 신호선 개수를 패러렐 방식보다 줄일 수 있다. 신호선의 개수가 줄어들여 보다 쉽게 배선을 할 수 있으며, 데이지체인(Daisy Chain : 고구마 넝쿨) 방식으로 하나의 커넥터에 여러 개의 주변기기를 연결할 수 있다는 장점이 있다. 시리얼 인터페이스로 대표적인 IEEE 1394와 USB 2.0은 고속 외장형 주변기기를 위한 인터페이스라 할 수 있다. 외장형 인터페이스는 스카시를 제외한 모든 방식이 시리얼 방식이라 할 수 있다. 시리얼 방식은 외장형 인터페이스에서 내장형 인터페이스까지 영향을 미치고 있다. 바로 ATA(E-IDE) 인터페이스에 시리얼 방식을 적용한 시리얼 ATA 인터페이스 규격이 그것이다. 왜 속도가 더 빠른 패러렐 방식을 사용하지 않느냐는 의문을 가질 수 있다. 패러렐 방식은 신호를 보내는 신호선의 개수를 늘려 시리얼 방식보다 속도를 높였다. 하지만 신호선의 개수가 많아질수록 케이블은 두꺼워지고 케이블 사이의 노이즈가 많아져 자료 전송의 효율은 떨어진다. 또한 케이블이 길어질수록 신뢰도가 떨어진다는 단점도 있다. 고속 인터페이스에서 패러렐 방식을 사용하지 않는 이유는 이 때문이다. 패러렐 방식의 이런 문제 때문에 시리얼 방식을 선택 할 수밖에 없었다. LAN(Local Area Network)에서 축적된 데이터 압축 전송하는 기술과 케이블에서 노이즈를 크게 타지 않는 시리얼 방식이 어우러져 가장 빠른 인터페이스인 시리얼 ATA 인터페이스가 만들어졌다. 시리얼 ATA 인터페이스는 기존의 ATA(E-IDE) 인터페이스를 시리얼 방식으로 바꾼 것이다. 가장 눈이 띄는 점은 케이블의 굵기가 줄었다. 기존의 ATA 인터페이스에서 사용되는 케이블은 40핀과 80핀 케이블을 사용했다. 시리얼ATA 케이블은 4개의 선을 사용하기 때문에 USB 케이블이나 IEEE 1394 케이블과 같이 가늘어졌다. 지금까지 가장 빠른 인터페이스로 인정받던 IEEE 1394의 400Mbps보다 3배정도 빠른 1200Mbps의 전송 대역폭으로 가장 빠른 인터페이스로 인정받고 있다. 시리얼 ATA의 가장 큰 특징은 기존의 ATA 방식과 호환성이다. ATA를 시리얼ATA로 변환해주는 컨버터를 장착하면 ATA 방식의 주변기기를 그대로 사용할 수 있다. 앞으로 시리얼 ATA가 상용화된다면 보다 빠른 전송능력으로 PC의 성능을 한 단계 더 높여줄 것이라는 기대를 받고 있다.