컴퓨터 구조: 보조기억장치와 입출력 시스템

데이터를 영구적으로 저장하는 HDD와 SSD의 차이부터 안정성을 높이는 RAID 기술, 그리고 CPU의 부담을 줄여주는 DMA 입출력 방식까지 정리합니다.

1. 보조기억장치: HDD와 SSD

• HDD (Hard Disk Drive): 자기적인 방식으로 데이터를 저장합니다. 물리적으로 회전하는 플래터와 헤드를 사용하기 때문에 충격에 약하고 소음이 발생하지만, 가격 대비 용량이 큽니다.
• SSD (Solid State Drive): 반도체 기반의 저장 장치입니다. HDD보다 훨씬 빠르고 조용하며 충격에도 강해 현대 PC의 표준이 되었습니다. 데이터 저장 방식에 따라 SLC, MLC, TLC 등으로 나뉩니다.

2. 안정성을 위한 기술: RAID

여러 개의 하드 디스크를 하나의 논리적인 장치처럼 사용하여 성능이나 안정성을 높이는 기술입니다.

• RAID 0 (스트라이핑): 데이터를 나누어 저장하여 속도는 빠르지만 하나만 고장 나도 전체가 위험합니다.
• RAID 1 (미러링): 똑같은 복사본을 만들어 안전성을 극대화합니다.
• RAID 5/6: 패리티 비트를 활용해 성능과 안전성 사이의 균형을 맞춘 대중적인 방식입니다.

3. 입출력 방식과 DMA

입출력장치는 CPU와 속도 차이가 매우 큽니다. CPU가 모든 입출력을 직접 관리하면 성능 저하가 심각해집니다.

• 장치 컨트롤러 & 드라이버: 하드웨어와 소프트웨어 사이의 중개 역할을 합니다.
• DMA (Direct Memory Access): CPU를 거치지 않고 입출력장치가 직접 메모리에 접근하여 데이터를 주고받는 방식입니다. 작업이 끝나면 CPU에게 인터럽트로 알림만 줍니다.
• 입출력 채널: DMA에서 더 발전하여 입출력 전용 프로세서를 두는 방식입니다.