SSD : 플래시메모리(Flash memory)

오늘은 플래시 메모리에 대해서 알아볼거에요

요즘 하드디스크보다 SSD(Solid State Drive) 를 많이 쓰죠? 이 SSD가 NAND Flash memory 에요

 

플래시 메모리의 장단점에 대해서 보고 왜 그런지, 동작방식은 어떤지 알아볼게요

컴퓨터 전공자라면 요즘 많이 쓰이는 하드디스크, SSD의 동작방식 정도는 알아두는게 좋아요

장점

1. 빠르다

2. 전력 소비가 적다

3. 내구도가 높다

4. 크기가 작다

5. 무게가 가볍다

6. 소리가 안난다

 

사실 하드디스크에 비해 단점은 크게 없어요 (몇가지 있긴하지만)

 

구조

플래시메모리 구조

플래시메모리 > 블록 > 페이지 > 섹터 > 스페어 순으로 구성되어 있어요

블록

블록은 소블록 플래시와 대블록 플래시로 나뉘는데 현재 소블록 플래시는 거의 단종됐다고 보시면 돼요

요즘 플래시메모리는 하나의 페이지에 512 바이트 섹터가 4개, 16 바이트 스페어가 4개씩 들어있고, 그러한 페이지가 여러개 붙어있는게 블록이에요

 

당연히 섹터의 용량이나 갯수, 페이지 용량이나 갯수 등은 제조사에서 정하는 것이기때문에 언제든 바뀔 수 있어요

그러니 구체적인 용량보다는 플래시메모리 > 블록 > 페이지 > 섹터 > 스페어 를 집중적으로 봐두시면돼요

 

속도가 빠른 이유

HDD SSD 비교

하드디스크에 비해 빠른 이유는 seek time 과 rotational time 이 거의 없기 때문이에요

하드디스크는 어떤 데이터를 읽으려면 HEAD 라는 물리적인 막대기가 데이터를 찾아 움직여야해요. (seek time)

뿐만 아니라 Platter 또한 적절히 회전하며 움직여야하죠(rotational time)

하지만 플래시 메모리는 전기적으로 데이터를 읽어들이기에 헤드 같은게 없어요. 따라서 빠를 수 밖에 없죠

 

랜덤 액세스 시

HDD : Seek time + Rotational time = 느림

SSD : No Seek time & No Rotational time = 빠름

 

단점도 있어요. 하드웨어적인 한계로

1. 쓰기 작업이 읽기 작업보다 10배 정도 더 느림

2. in-place update 가 불가능 (Overwrite, 덮어쓰기)

따라서 덮어쓰기를 하려면 굉장히 귀찮은 방법으로 우회해서 하게 되는데 이 비용이 정말 비싸요

 

연산의 종류

1. Read page

특정 페이지를 읽는다.

 

2. Write page

특정 페이지에 데이터를 쓴다.

 

3. Erase block

특정 블럭을 초기화 시킨다.

 

주의할 점은 Erase 작업만 블럭 단위로 이루어진다는거에요

 

우회적인 In-place update

0번 블럭의 1번 페이지에 덮어쓰기를 하는 상황이에요

 

우선 덮어쓰기가 하드웨어 한계상 안되고, Erase 또한 하드웨어 특성상 블럭 단위로 밖에 안되기 때문에

기존 블럭 데이터에서 덮어쓰기할 페이지를 제외한 다른 페이지는 빈 블럭에 임시로 복사를 해두어야해요

복사를 해두지 않으면 애꿎은 다른 파일들이 삭제되겠죠?

 

그렇게 0번째 블럭을 2번째 블럭에 복사하고, 0번 블럭을 지워요. 이 때 overwrite 하려하는 1번 페이지는 복사하지 않아요

다시 2번 블럭을 0번 블럭에 복사하면 원래 overwrite 하려했던 1번 페이지가 빈 페이지가 되겠죠?

빈 페이지에는 write 할 수 있으니 write 해주고, 임시 복사했던 2번 페이지를 지워줘요

 

여기까지가 굳이 하는 Inplace overwrite 이고, 다음 포스팅에서는 실제로 플래시메모리가 어떤식으로 덮어쓰기를 하는지 알아볼게요