하드디스크 인터페이스 종류와 방식

 

하드디스크의 특성

 

 하드디스크는 기계적 구조로 되어 있어 반도체 기반의 저장 매체에 비해 충격에 약하다. 또한 데이터를 자기장을 이용해 기록하므로 자성에 약하다. 하드디스크의 외부는 최대한 밀폐쩍인 구조로 되어 있지만 이는 소음과 외부로부터 먼저의 유입을 최소화하기 위해서일 뿐이며, 내부는 진공상태가 아니다.

 

 

 

1. IDE(Intelligent Drive Electronics)

 

과거에 사용하던 방식으로 병령방식이고 1개의 채널에 2개씩의 장치를 연결할 수 있다.

 

                                                [사진출처: 위키피디아] 

 

IDE 방식에서 마스터, 슬레이브 개념도 나왔으며, 개인용 컴퓨터 안에서 하드디스크, CD-ROM 드라이브와 같은 기억 장치를 연결하는 표준 인터페이스로 컴퓨터 마더보드의 데이터 버스와 컴퓨터의 디스크 저장 장치간에 사용되는 표준 전자 인터페이스이다. IDE는 디스크 드라이브 컨트로러가 디스크 드라이브 내의 논리적 보드 내에 기본으로 장착되기 때문에 붙여진 이름이다.

 

ATA(Advanced Technology Attachment, 고급기술결합)의 일종으로 PATA(병렬ATA, parallel ATA)을 IDE라고 일반적으로 부른다.

 

 

 

2. SATA(Serial ATA)

 

IDE 방식에서는 늘어날 수 있는 기기의 한계가 존재하며, 더불어 전송속도 역시 한계가 발생한다. 직렬 ATA(Serial ATA)는 하드디스크 또는 CD-ROM 과 데이터 전송을 주요 목적으로 만든 컴퓨터 버스이다. 흔히 사타라고 읽으며, 새터, 세이터라고 발음하기도 한다. SATA는 ATA 표준을 계승하며, PATA를 대체하기 위해 고안되었다.

 

PATA는 대개 40개 혹은 80개의 도선 가닥을 가지고 있으며, 46센티미터 길이까지 허용한다. 하지만 SATA는 데이터 케이블은 7가닥이고 단지 4가닥의 신호선을 이용한다. PATA에 비해 작고, 저렴한 케이블을 쓸 수 있으며, 핫 스왑이나 네이티브 커맨드 큐잉 같은 기능을 제공한다.

 

 

신호선의 역할

1(그라운드), 2(A+), 3(A-), 4(그라운드), 5(B+), 6(B-), 7(그라운드)

 

 

                                            [그림 참조: 위키피디아]

 

SATA는 IDE 방식이 병렬이라는 점에서 한계가 생기기 때문에 직렬 인터페이스를 이용한 규격이며, 하나의 SATA 커낵션은 하나의 채널로 인식되어 기존과 같은 점퍼 설정 없이도 하나의 기기가 다른 기기의 속도에 영향을 미치지 않고 독립적으로 작동한다. 또한, 대역폭(Bandwidth)가 높다는 장점이 있다.

 

 

SATA 방식의 종류

1. SATA 1.5Gbit : 사타원(SATA1)으로 불리며, 1초에 1.5기가비트의 속도로 통신이 가능
2. SATA 3.0Gbit :사타원의 문제점으로 SATA는 PATA의 구동 모델을 가상을 구현한하는 방식이었기 때문에 한번에 한가지 요청만 처리할 수 있던 것을 SCSI처럼 여러 요청을 받아서 큐(quere)에 넣은 후, 디스크 드라이브가 응답시간을 최적화하기 위해 요청을 다시 배열할수 있는 기술을 도입한 것이다. 일반적으로 사타투(SATA2)라고 부른다.
3. SATA 6.0Gbit : 사타투에서는 하드디시크의 최고 전송 속도를 훨씬 뛰어넘은 전송속도를 가졌기 때문에 SATA포트에 여러 개의 드라이브를 연결하는 포트 멀티플라이어에 사용되는 방식이다. 즉, 하나의 케이블에 여러개의 SATA 하드 디스크를 장착할 수 있는 방법

 

 

 

 

3. SCSI(Samll computer system interface)

 

서버용, 워크스테이션용으로 사용되는 방식으로 IDE 방식으로는 컨트롤 할 수 없던 데이터 처리 속도의 한계를 해소했으며, 고급 저장 장치의 데이터 처리 품질의 안정성에 집중했고, RAID 기능 등 여러가지 부가기능을 사용할 수 있게 한 방식이다.

 

다만, 고급 컨트롤러와 고급 기능등을 사용하기 위해서는 일반적인 서버보드가 아닌 이상 메인보드에서 SCSI를 지원하는 경우는 없으며, 아답터 컨트롤러와 같이 별도의 컨트롤러가 필요하다. SCSI어댑터를 통해 자체적으로 버스를 구성하기도 하지만 주변기기 자체가 사용하는 프로토콜이 조금이라도 다르면 사용할 수 없다. SCSI는 주변장치를 제어하는 기능이 호스트에 있는 것이 아니라 주변장치 자체에 들어 있어서 SCSI를 사용하는 주변장치들은 모두 호스트 어댑터를 통해 직접 통신할 수 있다. 성능은 가격대비 최고 성능을 자랑하는 디스크로 꼽는다. 그렇게까지 비싸지 않으며 속도도 만족할 만하다.

 

일반적으로 '스카시'로 불리나, 개발당시의 이름은 '스커지'였다. 개발이 끝난 후, 일본에서 이 방식을 도입할 때 일본인들이 '스커지'발음을 못해서 '스카시'가 되었고, 이게 굳어져 두개의 이름을 가지게 되었다.

 

 

 

 

4. SAS(직렬부착 SCSI, Serial Attached Scsi)

 

시리얼 스카시 방식으로 스카시(SCSI)와 가장 큰 차이는 Random seek 방식을 사용한다는 점과 컨넥터가 기존 사타와 호환한다는 것이다. SCSI의 직렬 연결 버전으로 SCSI 역시 병렬 연결로 인해 연결자체의 번잡함이 존재하기 때문에 이를 해소하기 위해 나온 방식이며, 역시 SCSI와 같이 별도의 컨트롤러가 필요하다.

 

SAS는 SATA와 SCSI의 장점으로 만들어진 인터페이스로 기존의 SCSI의 병렬 방식을 직렬로 바꾼 것이다. 로딩 속도가 매우 빠른 장점이 있지만, SCSI와 마찬가지로 구조상 플래터가 1장이기 때문에 용량이 크지 못하고, 가격이 비싸다는 단점이 있다. (이론상으로는 SATA방식보다 전송속도가 약2배 정도 빠르다)

 

SATA드라이브들은 SAS컨트롤러에 붙일 수 있다. 네이티브 SAS 디스크와 동일한 물리적 케이블을 이용하여 통신한다. 하지만 SAS 디스크들은 SATA 컨트롤러에 붙일 수 없다.

 

따라서 SATA는 직렬부착 SCSI(Serial Attached SCSI)와 같은 컨텍터를 사용한다면, 초보 시절에는 SATA 드라이브를 사용하고, 나중에 성능을 향상시키고자 하는 사용자는 SAS 드라이브로 업그레이드하는 길이 열려 있다.