기억장치의 종류(RAM과 ROM, HDD와 SSD 등)

 

 안녕하세요. 코아아이티입니다. 저희가 제공하는 솔루션 중 네트워크 구축에 쓰이는 나스(NAS)는 기억 장치이기도 한데요. 오늘은 기본 IT 지식으로 기억장치의 종류에 대해(RAM과 ROM, HDD와 SSD 등) 알아보도록 할게요.

기억장치

 

 데이터를 보존하는 전자 기기나 전자 부품의 총칭으로 목적에 따라 형태, 용도,  방식, 크기 등이 매우 다양합니다. 정보를 저장하고 필요할 때 이를 검색하여 사용할 수 있도록 하는 시스템의 일부분으로 사람의 뇌라고 볼 수 있습니다. 데이터가 필요할 때 불러와 사용하며 주요한 형태로는 하드디스크(HDD), RAM(Random Access Memory), USB, SD 카드 등이 있습니다. 뇌와 컴퓨터의 기억장치는 정보를 저장하고 필요할 때 검색하여 사용할 수 있도록 돕는다는 공통점이 있습니다. 우리의 일상생활에서는 기억장치가 새로운 학습, 결정, 문제 해결 등에 필수적인 역할을 합니다. 컴퓨터에서도 기억장치는 프로그램이나 애플리케이션을 실행하는 데 중요한 부분입니다.

RAM과 ROM

 

 둘 다 CPU가 처리를 실행할 때 직접 접근하는 메모리 부품입니다. 인간의 뇌의 단기 기억에 가까운 역할을 합니다.

• RAM(Random Access Memory)은 컴퓨터가 현재 실행 중인 프로그램 및 데이터를 일시적으로 저장하는 데 쓰이는 주 메모리입니다. 읽고 쓸 수 있어서 '랜덤 액세스'가 가능합니다. 이는 임의의 순서로 읽히거나 쓰일 수 있다는 것을 의미합니다. 휘발성 메모리로 전원이 꺼지면 내용이 사라집니다. 즉, 컴퓨터가 꺼지거나 다시 시작하면 RAM의 모든 데이터가 사라집니다. 그리고 사용자 및 시스템 작업에 필요한 데이터, 프로그램 및 작업 공간을 일시적으로 저장하는 용도로 쓰이고 성능에 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나로, 빠른 읽기 및 쓰기가 가능합니다.
• ROM(Read-Only Memory)은 읽기 전용 메모리로 주로 컴퓨터나 기타 전자기기에서 부팅 시스템이나 기본적인 시스템 작동을 위한 지침을 저장하는 데 쓰입니다. 일반적으로 수정이 불가능하거나 매우 제한적으로만 수정이 가능한 메모리입니다. 그리고 데이터는 전원이 꺼져도 유지되며 주로 컴퓨터나 전자 기기의 기본 시스템 소프트웨어, 펌웨어, 부트로더 등을 포함한 중요한 지침과 정보를 유지하기 위해 사용됩니다.

RAM	ROM
휘발성	비휘발성
일시적	영구적
읽고 쓰기	읽기 전용

RAM의 종류

 RAM에는 DRAM(Dynamic RAM)과 SRAM(Static RAM)이 있습니다. DRAM은 컴퓨터에 쓰이는 RAM으로 일정 시간마다 다시 쓰는 '리프레시'가 필요합니다. SRAM은 특수한 산업용 RAM으로 리프레시가 필요 없습니다.

 

 동작 중인 CPU는 쉬지 않고 메모리 접근합니다. 예를 들어 CPU의 처리량을 늘리려면 메모리를 읽고 쓰는 시간이 빨라야 하며, 따라서 메모리의 접근 속도는 시스템 전체 성능에 커다란 영향을 끼칩니다.

 

HDD와 SSD

 

 둘 다 비교적 용량이 큰 기억장치의 명칭입니다. RAM이나 ROM에 대비해 보조기억장치라고 부르기도 합니다. HDD 내부에는 자석의 성질을 지닌 자기 디스크라고 부르는 원반이 있어서 자기장 변화를 이용해 데이터의 0과 1을 기억합니다. SSD는 HDD를 대체할 목적으로 등장했으며, 더욱 빠르고 조용한 것이 특징입니다. 기판 위에 플래시 메모리를 여러 개 나열해서 만듭니다.

HDD와 SSD의 차이

• 하드 디스크 드라이브(HDD)는 회전하는 원판(플래터) 위에 자기적으로 데이터를 기록하거나 읽어오는 기계적인 부품으로 구성되어 있습니다. 이동하는 팔(암)이 읽고 쓰는 작업을 수행하며, 디스크가 회전함에 따라 접근합니다. 기계적 부품을 쓰기 때문에 비교적 느린 속도를 가지며 디스크 회전 및 팔의 이동으로 인해 지연이 발생할 수 있습니다. 또한 충격이나 떨어뜨림에 민감할 수 있으며 부품의 고장 가능성이 높습니다. 일반적으로 저장 용량 당 비용이 상대적으로 저렴하고 더 큰 용량을 상대적으로 더 저렴하게 제공됩니다.
• 솔리드스테이트 드라이브(SSD)는 플래시 메모리를 사용하여 저장합니다. 이는 전기적으로 기록하고 읽어오는데, 기계 부품이 없어 속도가 빠릅니다. 데이터에 전기적 신호를 쓰기 때문에 읽기와 쓰기 속도가 빠르며, 액세스 시간이 매우 짧습니다. 기계 부품은 없고 플래시 메모리를 사용하기 때문에 충격이 강하고 더 내구성이 높을 수 있습니다. 하지만 플래시 메모리의 쓰기 한계가 있을 수도 있습니다. 또한 비용이 HDD보다 더 비쌌지만 기술의 발전으로 점차 비용이 저렴해지고 있습니다.

RAID

 

 Redundant Array of Independent Disks(불필요한 디스크들의 배열)의 약자로, 여러 개의 하드 디스크 드라이브를 결합하여 데이터를 저장하고 보호하는 기술입니다. 이 기술은 손실을 막고 읽기/쓰기 속도를 향상시키는 데 쓰입니다.

 

RAID의 레벨

 RAID는 여러 레벨이 있으며, 각 레벨은 다른 방식으로 보호하고 저장합니다. 몇 가지 중요한 RAID 레벨은 다음과 같습니다.

• RAID 0 : 여러 디스크에 분산 저장하는데, 데이터 스트라이핑 방식을 사용합니다. 이는 읽기/쓰기 속도를 향상시키지만 장애 복구 기능이 없어 하나의 디스크가 손상되면 전체 손상이 발생할 수 있습니다.
• RAID 1 : 미러링(mirroring)을 통하여 동일한 데이터를 두 개 이상의 디스크에 중복해서 저장합니다. 이는 백업을 제공하지만, 공간의 절반을 차지하므로 용량은 낮아질 수 있습니다.
• RAID 5 : 데이터 스트라이핑과 패리티 정보를 이용해 분산 저장하고 에러 복구 기능을 제공합니다. 최소 3개 이상의 디스크가 필요하며, 한 개의 디스크가 손상되어도 복구할 수 있습니다.
• RAID 6 : RAID 5와 유사하지만, 여분의 패리티를 이용하여 두 개의 디스크 손상에도 복구할 수 있습니다.
• RAID 10 : (RAID 1+0) : RAID 1과 RAID 0을 결합한 구조로, 데이터 미러링과 스트라이핑을 모두 이용합니다. 안정성과 성능을 결합하며, 최소 4개의 디스크가 필요합니다.

 

 RAID는 일반적으로 하드웨어 또는 소프트웨어 수준에서 구현됩니다. 하드웨어 RAID는 별도의 RAID 컨트롤러 카드를 통해 구현되며, 소프트웨어 RAID는 운영 체제에서 제공하는 소프트웨어를 사용하여 구현됩니다. 각 RAID 레벨은 장단점이 있으며 호, 성능, 그리고 사용 가능한 공간 등을 고려하여 선택해야 합니다. RAID는 보호와 성능을 향상시키는데 효과적이지만, 완벽한 백업을 제공하지는 않으므로 백업이 중요합니다.

 

나스(NAS)

 

 Network Attached Storage의 약자로, 네트워크(LAN)에 직접 접속하는 기억장치입니다. 네트워크에 연결되어 파일 및 데이터를 저장하고 공유하는 장치를 가리킵니다. 이는 일종의 파일 서버로 작동하며, 다양한 기기들이 네트워크를 통해 NAS에 접근하여 읽거나 쓸 수 있도록 해줍니다. 일반적으로 HDD나 최근에는 고성능의 고밀도로 SSD를 통하여 저장합니다. 이것은 일반적으로 사용자 또는 기업이 중용 집중식으로 파일을 보관하고 필요에 따라 공유할 수 있도록 해줍니다. 여러 사용자가 동시에 접근할 수 있고, 일부 NAS 시스템은 데이터를 백업하고 복구하는 기능도 제공합니다. 또한 NAS는 중앙 집중식으로 보관하므로 관리와 공유가 용이하며, 보안 및 접근 제어를 강화할 수 있습니다. 가정에서는 가족 구성원들이 파일을 공유하거나 안전하게 저장할 수 있으며, 기업에서는 팀원들이 중요한 문서나 자료에 쉽게 접근할 수 있도록 도와줍니다. NAS 시스템은 다양한 크기와 기능을 갖춘 제품으로 시장에서 널리 쓰이고 있습니다.

 

파일 서버

 네트워크상에 있는 파일 공유 전용 컴퓨터입니다. 공유 폴더나 파일의 접근 범위, 사용자별 접근 권한 등을 관리할 수 있으며, 다수가 동시에 접근해도 처리할 수 있는 능력을 갖추고 있습니다.

 

윈도우와 공유 폴더

 윈도우의 공유 폴더 기능을 통해서 자신의 컴퓨터에 있는 폴더를 공유로 설정하면, 허가를 받은 다른 사용자가 그 폴더에 접근할 수 있습니다. 간편하지만 컴퓨터를 켰을 때만 사용할 수 있으며 컴퓨터 사용자가 일방적으로 공유를 끊을 수 있는 등의 제약도 있습니다.

 

USB

 

 범용 직렬 버스라고도 부르는 범용 입출력 인터페이스입니다. 컴퓨터와 주변 기기 간에 데이터를 전송하고 전원을 공급하기 위한 연결 인터페이스 표준입니다. USB는 다양한 종류의 주변 기기를 컴퓨터나 다른 장치에 연결할 수 있도록 하는 광범위한 표준화된 연결 방식으로, 대부분의 컴퓨터나 모바일 장치에서 찾아볼 수 있습니다. 삽입 및 제거가 간편하며 연결이 쉽고 빠르고 전송뿐만 아니라 장치에 전력을 공급할 수 있어서 외장 저장 장치, 스마트폰 충전 등에도 널리 쓰이고 있고 초기 USB 1.0은 상대적으로 느린 전송 속도를 가졌지만 그 후 USB 2.0, 3.0, 3.1, 3.2 등의 버전이 출시되면서 속도와 기능이 향상되었습니다.

최신 USB

 최근에 나온 아이폰이나 안드로이드 스마트폰에 사용되고 있는 USB는 Type-C라고 부르는, 위아래의 구별 없이 어느 방향으로나 꽂을 수 있는 유형입니다. 또한 최신 규격인 USB3.1의 2세대(Gen2)는 이전 USB에 비해 통신속도가 2배 빠르며 급속 충전 기능도 지원합니다.

 

USB 메모리

 USB는 기기를 연결하는 용도 이외에도 USB 메모리라는 명칭으로 컴퓨터 등에서 소형 메모리로도 활용되고 있습니다. USB 메모리가 등장하기 이전에는 커다란 디스크 장치를 연결해야 했기 때문에 손쉽게 가지고 다닐 수 있는 소형 USB 메모리의 등장은 획기적인 사건이었습니다.

 

SD 카드

 

 Secure Digital의 약자로 이동식 저장 장치로 널리 쓰이고 있습니다. 주로 디지털카메라, 스마트폰, 태블릿, 노트북 및 다른 디지털 기기에서 저장하고 전송에 쓰이고 작고 가벼우며 대용량 저장 공간을 제공하는 데 사용됩니다. 일반적으로 용량에 따라 다양한 종류로 제공됩니다. SD, SDHC, SDXC 등의 다양한 형식이 있으며, 각 형식은 서로 다른 저장 용량을 제공합니다. 또한 SD 카드의 속도 등급은 데이터를 읽고 쓰는 속도를 나타내며, 일반적으로 Class2, 4, 6, 10, UHS-I, UHS-II, UHS-III와 같은 등급이 있습니다. 휴대성과 다양한 기기에서 사용 가능한 호환성으로 널리 쓰이고 있습니다.

SD 카드의 크기와 변환 어댑터

 컴퓨터 등 대형 기기에는 크기가 가장 큰 SD 규격을, 스마트폰 등의 소형 기기에는 miniSD 규격이나 가장 작은 micro SD 규격을 사용합니다. 작은 SD 카드는 크기를 변환하는 어댑터를 통하면 더 큰 SD 카드로 쓸 수 있기 때문에 손쉽게 데이터를 이동할 수 있습니다.

 

저작권 보호 기능

 정식으로 제작된 SD 카드에는 디지털적으로 저작권이 선언된 데이터를 부정하게 복제할 수 없는 CPRM이라고 부르는 디지털 저작권 관리 기능이 들어 있습니다. CPRM은 디지털 방송처럼 1회만 녹화가 가능한 정보의 복제 제어 기술입니다.

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