디스크

디스크(disk)는 원형의 얇은 판을 의미한다. 컴퓨터의 데이터를 저장하기 위해 사용한다.

구조

얇고 평평한 플라스틱이나 금속 원판으로, 디지털 형식, 즉 2진 형식으로 정보를 기록할 수 있는 기억 매체다. 디스크는 원판의 재질, 기록 방법과 구조 등에 따라서 여러 가지로 분류되고 있다. 먼저 원판의 재질과 기록 방식에 따라서, 디스크 표면에 덮인 자성 물질을 전기적으로 자화(磁化)하여 데이터 비트를 미세한 점으로 기록하는 자기 디스크와 플라스틱 보호막이 입혀진 금속 원판의 표면에 빛을 쬐어 데이터 비트를 미소한 구멍(pit)으로 기록하는 광디스크의 2가지로 분류된다. 자기 디스크는 원판의 재질과 구조에 따라 유연한 플라스틱 원판으로 된 플로피 디스크와 딱딱한 금속 원판(platter)으로 된 하드 디스크로 분류된다.

특징

디스크는 플로피 디스크, 하드 디스크 등 겉모양이 원반 모양이거나, 원반이 내장되어 있는 저장 장치를 말하는 것이고, 디스켓은 디스크에 작은 것을 뜻하는 어미인 ‘~ette’가 붙은 것이다. 디스크의 영문 표기는 disc와 disk 두 가지가 있다. 광학 디스크일 경우 disc를 사용하고, 자기 디스크일 경우 disk를 사용한다. 따라서 콤팩트디스크, 디브이디, 블루레이 등은 disc로 쓰고, SI 단위 규격(12cm, 8cm)을 사용한다. 플로피 디스크와 하드디스크는 disk로 쓰고, 미국 단위계 5.25, 3.5, 2.5를 사용한다.

종류

롱 플레이 디스크

롱 플레이 디스크(Long Play Record, LP)는 장시간 음반, 33회전 마이크로그루브 바이닐 음반(33 rpm microgroove vinyl record)라고도 부르며, 아날로그 음원 저장 장치인 축음기 음반 표준의 하나다. 1948년 컬럼비아 레코드에서 개발하였으며, 얼마 되지 않아 음반 산업 전체의 표준으로 자리 잡았다. 최초의 분달 33회전 하는 규격 음반은 라디오 코퍼레이션 오브 아메리카(Radio Corporation of America) 레코드에서 개발되었지만, 여러 가지 기술적 문제와 대공황으로 말미암은 재정적 문제 등으로 개발이 끝났다. 이후 컬럼비아 레코드도 비슷한 문제로 인해 1932년 철수하였었다. 이후 1948년 6월 21일에 컬럼비아 레코드의 엔지니어 페터 카를 골트마르크가 새로운 규격의 음반을 출시하고, LP라 명명하였다. 음반 크기와 1인치 당 그루브(레코드 음반의 홈) 수가 7인치, 85줄에서 12인치 300줄로 늘어났고, 셸락에서 플라스틱 비닐로 재질도 바뀌어 무게 면에서도 개선되었다. 초기 롱 플레이 디스크 녹음은 모노폰이었지만, 1881년 스테레오폰이 증명되었고, 1931년에 앨럼 블럼린이 스테레오 폰 사운드를 특허로 등록했다. 1920년대부터 입체음향 음반을 만들려는 시도가 실패했는데, 여기에는 에모리 쿡의 1952년형 양극 롱 플레이 디스크가 녹음에서 두 개의 정확한 간격의 트랙을 사용하고, 튜닝 포크 모양의 톤 암에서 두 개의 모노럴 픽업을 가지고 연주되어야 했다. 1957년 11월에 오디오 피델리티 레코드에 의해 최종적으로 출시된 최신 시스템은 수직으로부터 45도와 동일한 것과 반대인 두 개의 변조 각도를 사용한다. 이는 왼쪽 및 오른쪽 채널의 합에 대한 전통적인 수평변조를 사용하는 것으로 생각할 수 있으며, 이는 기본적으로 단순한 모노기록과 호환되고, 두 채널의 차이에 대한 수직면 변조를 가능하게 한다. 평균 롱 플레이 디스크는 양쪽에 1,500피트의 그루브를 가지고 있다. 디스크 표면에 대한 평균 접선 바늘 속도는 시간당 약 1.6킬로이다. 롱 플레이 디스크는 일정한 선형 속도를 제공하기 위해 이것들의 회전 속도를 바꾸는 오디오 씨디와 달리 외부 가장자리에서 가장 빠르게 이동한다. 33rpm 마이크로그루브 롱 플레이 디스크에서 재생 시간을 늘릴 수 있고, 얇고 간격이 좁은 나선형 그루브는 다가올 큰 소리에 대한 희미한 사전 에코 경고로 이어졌다. 커팅 스타일러스는 필연적으로 후속 그루브 벽의 임펄스 신호 일부를 이전 그루브 벽으로 전송했다. 일부 청취자들은 녹음 내내 이 소리를 구별할 수 있었지만, 큰 소리로 이어지는 조용한 구절은 누구든지 1.8초 전에 발생하는 큰 소리의 희미한 사전 울림을 들을 수 있게 된다. 직접 금속 마스터링을 사용하면 에코 전과 후를 방지할 수 있다. 처음 도입된 롱 플레이 디스크 레코드들은 78개의 이전 모델과 마찬가지로 고정된 피치 그루브를 사용했다. 자기 테이프를 사용하여 마스터 레코드를 제작함으로써 가변 피치 그루브를 도입할 수 있었다. 기록을 마스터 디스크로 전송하는 데 사용되는 자기 테이프 재생기에는 디스크를 한 바퀴 회전하는 거리만큼 메인 헤드 앞에 보조 재생 헤드가 장착되어 있다. 이 헤드의 유일한 목적은 녹음의 진폭을 모니터링하는 것이다. 보조 및 메인 마그네틱 헤드의 소음 레벨이 모드 큰 경우 디스크 녹음 선반의 커팅 헤드가 정상 속도로 구동되었다. 그러나 두 자기 헤드의 소음 수준이 더 조용할 경우 인접한 그루브가 서로 충돌할 위험 없이 디스크 커팅 헤드를 더 낮은 속도로 구동할 수 있다. 따라서 디스크 재생 시간은 조용한 경로의 지속 시간에 따 증가했다. 레코드 제조업체들은 또한 그루브에 기록된 더 낮은 주파수의 진폭을 줄임으로써 그루브 사이의 간격을 줄이고, 재생 시간을 더 늘릴 수 있다는 것을 깨달았다. 그런 다음 재생 시 이러한 낮은 주파수가 원래 수준으로 복원되었다. 또한 고주파 진폭이 디스크를 녹음할 때 인위적으로 증가된 다음 재생 시 원래 수준으로 감소하면 디스크에 의해 발생하는 소음도 비슷한 양만큼 감소한다. 이로 인해 레코드가 재생 시 적용되도록 평준화 주파수 응답과 재생 시 적용된 응답의 역수를 결합했다. 각 디스크 제조업체는 자체 버전의 동등화 곡선을 적용했다. 저가 재생 장비는 대부분의 디스크를 합리적으로 잘 재생하는 절충 재생 평준화를 적용했다. 그러나 오디오 애호가 장비용 증폭기에는 전부는 아니더라도 대부분의 디스크 제조업체에 대한 위치가 있는 평준화 선택기가 장착되어 있었다. 평준화의 순효과는 음악이나 기타 콘텐츠의 완전한 충실도를 유지하면서 더 긴 재생 시간과 더 낮은 배경 노이즈를 허용하는 것이다.

자기 디스크

플로피 디스크

플로피 디스크는 사각형의 종이나 플라스틱 케이스에 들어 있는 형태인데, 현재는 잘 사용되고 있지 않다. 컴퓨터 보조 장치의 일종으로, 5.25인치 디스크가 개발되면서, 기존의 8인치보다 작다고 하여, 플로피 디스크에 접미사 ~ette를 붙여 디스켓이라 불렀다. 껍데기 안에 자성체로 덮여 있는 회전할 수 있는 원판이 들어있다. 헤드가 표면과 떨어져 있는 하드 디스크와는 달리, 플로피 디스크는 직접 헤드와 맞닿아있다. 그 결과, 데이터와 헤드가 빠르게 닳아버린다. 닳아 없어지는 것을 줄이기 위해서, PC에서는 드라이브가 잃거나 쓰지 않을 때, 헤드를 움츠리고, 회전을 중지시킨다. 그다음에 읽거나 쓰는 명령을 받게 되면, 멈추었던 모터가 다시 돌아 회전력을 얻기까지 약 0.5초의 지연 시간을 가지게 된다. 이러한 구조 때문에 읽기/쓰기를 요청했을 때 하드디스크보다 느리게 시작한다. 외형에 따라 8인치 플로피 디스크, 5.25인치 플로피 디스크, 3.5인치 플로피 디스크, 3인치 콤팩트 플로피 디스크로 나뉜다. 기록 밀도에 따라 1 D(SSD, 단면 디스켓), 1 DD(단면 배밀도 디스켓), 2 D(DSD, 양면 디스켓), 2 DD(DSDD, 양면 배밀도 디스켓), 2 HD(DSHD, 양면 고밀도 디스켓), 2 ED(DSED, 양면 확장밀도 디스켓)으로 나뉜다. 최초의 플로피 디스크는 1960년대 말 IBM에서 개발되었으며, 지름이 8인치(200mm)였다. 1971년 제품의 한 부품으로 상용화되었으며, 1972년에는 메모렉스 등의 회사에 의해 별도 판매가 시작되었다. 디스켓은 80~90년대 이동식 보조 기억 장치의 주류였다. 수십 메가바이트 용량의 드라이브와 디스켓 표준도 있었지만 거의 쓰이지 않았다. 대부분의 컴퓨터에 보급된 드라이브와 디스켓은 용량이 1.44MB에 불과해서, 그 뒤에 나온 씨디알, 씨디알더블유, USB 플래시 드라이브 등에 보조 기억 장치의 역할을 대부분 넘겨주게 된다. 인터넷 USB 매체에 밀려 지금은 거의 사용하지 않는다. 90년대 후반에 들어서면서 증가하는 각종 데이터의 용량으로 인해 플로피 디스크는 zip 드라이나 씨디 롬 등에게 시장을 내어주었다. 많은 컴퓨터 유저들이 알고 있는 것과 반대로, 자성물질을 사용하는 디스켓은 물리적 용량이 정해져 있는 것이 아닌 헤드가 얼마나 더 많은 용량을 기록할 수 있는지에 용량이 결정된다. 90년대에 많이 쓰던 1.44 MB 3.5인치 플로피 디스켓은 일본에서 개발된 FD32MB 기술로 인해 무려 332MB로 개조할 수 있었다. 120~240MB를 기록할 수 있는 슈퍼디스크 드라이브는 3.5 플로피 디스켓과 크기가 동일하였으며, 이 슈퍼 디스크 드라이브에 FD23MB 기술이 적용되어 1.44MB 디스켓을 넣어도 32MB로 쓸 수 있었다. 이 기술은 마쯔시다의 LS-120, LS-240 모든 슈퍼디스크드라이브에 채용되었다. 플로피 디스크는 1바이트만 수정하려고 해도, 32MB를 처음부터 다시 기록해야 했고, 씨디알더블유가 10만 원 대에 풀리기 시작하면서 가격 경쟁력이 사라져 기억 속에서 자연스럽게 잊혀졌다.

하드디스크

하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive, HDD), 하드 디스크, 하드 드라이브, 고정 디스크(Fixed Disk) 등으로 불리는 비휘발성, 순차접근이 가능한 컴퓨터의 보조 기억 장치다. 보호 케이스 안의 플래터를 회전시켜, 이것에 자기 패턴으로 정보를 기록한다. 여기서 이 플래터를 구동하는 장치가 스핀들 모터로 이루어진 것이 특징이다. 데이터는 플래터 표면의 코팅된 자성체에 기록되며, 회전하는 플래터 위에 부상하는 입출력 헤드에 의해 자기적으로 데이터를 쓰고 읽을 수 있다. 하드 디스크는 플로피 디스크와 같은 자기 기록 매체지만, 플로피 디스크와는 다르게 금속 재질의 플래터에 데이터를 기록하기 때문에 플로피디스크와 구분하기 위해서, 재질적으로 단단하다는 뜻의 하드라는 이름을 붙였다. 개인용 컴퓨터의 운영체제를 담는 용으로 많이 쓰이고 있다. 더 높은 데이터 전송 속도, 더 높은 스토리지 밀도, 더 나은 신뢰성, 훨씬 더 낮은 레이턴시와 액세스타임 등 여러 가지 우수한 특성이 있다. 하드 디스크는 자기장을 이용한 기계적 구조로 구성되어있기 때문에, 반도체 기반의 저장 매체에 비해 진동, 충격, 자성 등의 외부 환경에 취약하다. 또한 하드 디스크 외부는 소음 발생과 외부의 먼지 유입을 최소화하기 위해서 최대한 밀폐적인 구조로 설계되어있다. 내부를 헬륨으로 충전하는 등 내부가 외부와 완전히 격리된 모델도 존재하지만, 일반적인 하드디스크에는 내부의 기압을 대기압과 동등하게 해주는 작은 구멍이 뚫린 씰이 있어 외부 환경에 따라 먼지 등이 유입될 수 있기 때문에 외부 환경에 의한 수명 편차가 크다.

하드 디스크는 제어회로, 스핀들 모처, 플래터, 액추에이터, 액추에이터 암, 헤드로 구성되어 있다. 제어회로는 하드 디스크를 제어하는 회로로 총괄적인 부분을 제어한다. 또한 제어회로에 있는 버퍼 메모리는 하드 디스크에 입출력될 데이터를 임시로 저장하게 된다. 또한 자가 진단, 분석, 보고 기술(Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology, S.M.A.R.T) 기술이 내장된 하드 디스크는 자가 문제 진단을 할 수 있으며, 문제를 발견하면 부팅 시 사용자에게 보고한다. 단 바이오스가 자가 진단, 분석, 보고 기술을 지원하지 않거나 사용 안 함으로 설정된 경우에는 사용자에게 보고하지 않는다. 스핀들 모터(Spindle Motor)는 플래터의 회전을 담당한다. 브러시리스 모터를 이용하여 구동하기 때문에 모터의 제어회로가 따로 필요하게 된다. 초기에는 볼 베어링을 사용했지만, 유체를 사용함으로써 볼의 마모로 인한 수명 문제가 개선된 동압 유체 베어링이 개발되면서, 동압 유체 베어링으로 대체되었다. 동압 유체 베어링이 적용되면 거의 완전하게 원형 회전을 할 수 있어 트랙 밀도를 높일 수 있다. 플래터(Platter)는 데이터가 기록되는 부분으로, 금속 재질이지만 거울과 같이 반사가 잘 될 정도로 래핑 상태가 부드러우며, 데이터를 기록하기 위해 산화철 등의 자성체로 코팅되어 있다. 하나의 하드 디스크에는 한 개 또는 그 이상의 플래터가 장착되어 있다. 플래터 수가 많으면 더 큰 용량을 저장할 수 있지만, 안정성에 문제가 생길 수 있다.

액추에이터(Actuator)는 헤드가 원하는 데이터를 읽을 수 있게 제어회로의 명령에 따라 액추에이터 암을 구동하는 역할을 한다. 구동을 위해 네오디뮴 자석이 있으며, 누설자속을 줄이기 위해 철과 같은 강자성체 재질로 된 자석 덮개가 있다. 액추에이터는 명령어 대기열 기술을 통해 구동을 최소화하여 여러 개의 파일을 효율적으로 입출력할 수 있다. 단, 명령어 대기열 기술을 사용할 때 하드디스크와 ICH 칩셋이 모두 명령어 대기열 기술을 지원해야 사용 가능하다. 초창기의 하드 디스크는 스테핑 모터로 액추에이터를 구동하여 데이터 손실을 방지하기 위해 헤드 파킹이 필요하였으나, 현재는 음성 코일 방식으로 액추에이터가 구동되어 하드 디스크의 전원 공급이 중단될 경우에는 스핀들 모터의 관성으로 헤드가 자동으로 제자리로 파킹되기 때문에 헤드 파킹은 더 이상 필요하지 않다. 액추에이터 암은 액추에이터를 통해 구동되는 것으로, 하나의 하드 디스크에는 여러 개의 암이 달려있다. 앞, 뒷면을 모두 사용하기 때문에, 각 플래터 당 두 개의 암이 달려있고, 각 암의 끝에는 입출력을 위해 헤드가 달려 있다. 헤드(Head)는 데이터를 읽고 쓰는 것으로, 스핀들 모터가 작동할 때는 헤드가 제어회로를 통해 나노미터 단위로 부상하여 기록하게 된다. 헤드가 부상되지 않은 상태에서 스핀들 모터가 작동될 경우에는 플래터에 손상을 주어 배드섹터 등의 복구가 불가능한 문제로 번질 수 있다. 헤드의 기록방식에는 수직 기록방식과 수평 기록 방식이 있다. 수직 기록 방식은 수직으로 데이터를 기록하기 때문에 수평 기록 방식에 비해 플래터당 기록 밀도를 훨씬 높일 수 있으며, 자성의 손실이 거의 없어 데이터의 수명이 더 길다. 디스크를 회전시켜 디스크에 저장되어져 있는 데이터를 읽어내고 디스크에 데이터를 기록하는 전기 기계 장치인 디스크 장치 속에 완전히 밀봉되어 분리할 수 없는 일체형 혹은 고정형 하드 디스크와 여러 개의 디스크가 한 묶음으로 되어 있어서 묶음 단위로 디스크 장치에 넣었다 뺐다 하며 사용할 수 있는 디스크 묶음으로 분류할 수 있다. 보통 하드 디스크라고 하면 일체형 또는 고정형 하드 디스크를 지칭한다. 플로피 디스크와 일체형 하드 디스크는 마이크로컴퓨터의 보조 기억 장치 혹은 외부 기억 장치로서 널리 사용되는 기억 매체이고, 디스크 묶음은 소형 컴퓨터나 메인 프레임 컴퓨터에서 주로 사용되고 있다.

솔리드 스테이트 디스크

솔리드 스테이트 드라이브(Solid State Drive, SSD) 또는 솔리드 스테이트 디스크(Solid State Disk)는 반도체를 이용하여 정보를 저장하는 장치다. 솔리드 스테이트 드라이브는 순수 전자식으로 작동하기 때문에 기계식인 하드 디스크 드라이브의 문제인 긴 탐색 시간, 반응 시간, 기계적 지연, 실패율, 소음을 크게 줄여 준다. 반면 디램(DRAM)이 아닌 플래시 메모리가 적용된 솔리드 스테이트 디스크의 경우, 데이터 접근 시간이 아닌 연속적인 읽기와 쓰기에 대해 하드 디스크보다 속도가 낮은 경우가 대부분이었다. 하지만 최신 기술이 적용된 솔리드 스테이트 디스크의 경우, 대부분 하드 디스크 드라이브 이상의 읽기와 쓰기 속도를 낸다. 디램을 기반으로 한 솔리드 스테이트 디스크는 매우 빠른 데이터 접근 속도를 보인다. 주로 플래시 솔리드 스테이트 디스크나 전통적인 하드 디스크 드라이브의 레이턴시에 발목이 잡히는 응용 프로그램을 가속하는 데 쓰인다. 디램 기반의 솔리드 스테이트 디스크는 보통 내부 전지나 외장 AC/DC 어댑터, 그리고 백업 스토리지에 복사되는 동안 전원을 제공한다. 전원이 돌아오면 정보는 백업 스토리지로부터 램으로 복사되며 솔리드 스테이트 디스크는 일반적인 기능을 수행한다. 이러한 종류의 솔리드 스테이트 디스크는 보통 일반적인 PC와 서버에 쓰이는 같은 종류의 디램 모듈로 되어 있어 더 큰 모듈로 대체하거나 교환할 수 있다. 인피니밴드 연결이나 빠른 네트워크로 된 이차 컴퓨터는 램에 기반을 둔 솔리드 스테이트 디스크로 사용되고, 플래시 드라이브에 비해 가격이 비싸기 때문에 보통 일반 소비자가 사용하지는 않는다.

플래시 드라이브를 기반으로 하는 솔리드 스테이트 디스크는 일반 소비자용으로 많이 쓰인다. 플래시 드라이브라고도 부르며, 표준 디스크 드라이브 크기지만 PCI 익스프레스, SATA, M.2로 만든다. 비휘발성이기 때문에 플래시 솔리드 스테이트 디스크가 전원이 꺼져있는 상태에서도 기억 정보를 지속적으로 보유할 수 있게 해줘 데이터의 영속성을 보장한다. 디램 솔리드 스테이트 디스크보다 느리고, 일부 모델은 대형파일을 다룰 때 전통적인 하드 디스크 드라이브보다 속도가 더 느리지만 움직이는 부품이 없어, 보통의 기계적 디스크에서 찾을 수 있는 검색 시간과 같은 다른 시간은 무시할 수 있다. 캐시와 에너지 스토리지로 구성되어있는데, 플래시 기반 솔리드 스테이트 디스크는 적은 양의 디램을 캐시로 사용하고, 이것은 하드디스크 드라이브의 캐시와 비슷하다. 드라이브가 동작하는 동안 데이터의 웨어 레벨링과 디렉터리 블록 배치가 유지된다. 에너지 스토리지는 일부 형태의 배터리나 커패시터이다. 데이터의 무결성을 유지할 필요가 있는데, 캐시 안의 데이터는 전원이 차단되면 드라이브에서 없어진다. 일부 모델은 전원이 유지되기까지 캐시 안의 데이터를 유지할 만큼 충분히 긴 전력을 유지하기도 한다. 솔리드 스테이트 디스크의 성능은 장치에 쓰이는 병렬 낸드 플래시 칩의 수에 따라 달라진다. 단일 낸드 칩은 좁은 비동기 입출력 인터페이스에 추가적인 높은 기본 입출력 레이턴시로 인하여 상대적으로 느리다. 만약 다중 낸드 기기들이 솔리드 스테이트 디스크 안에서 병렬로 동작할 때 부하가 장치끼리 고르게 분배된다면 대역폭은 커지고, 레이턴시가 낮아질 것이다.

램 디스크

램 디스크(RAM drive) 또는 램 디스크(RAM disk)는 주 기억 장치 활용 저장법이라고도 부르는데, 디스크가 아닌 램을 이용하여 디스크 드라이브를 구현하는 방식으로, 하드웨어 방식과 소프트웨어 방식 두 가지가 있다. 하드웨어 방식은 휘발성 종류의 솔리드 스테이트 드라이브로 데이터 저장 하드웨어의 전형화된 부분을 예로 들 수 있다. 소프트웨어 방식은 램을 보조 기억 장치로 활용하는 소프트웨어를 줄인 것으로, 가상디스크와 같이 하드 드라이브를 대신하는 역할을 한다. 기존의 기계적 방식의 디스크 드라이브에 비해 이러한 방식들은 모두 접근시간이 매우 짧다는 특징을 가진다. 테이프 드라이브, 플로피 디스크, 하드 디스크 드라이브 등의 장치는 미디어의 회전이나 접근하는 헤드의 이동과 같은 기계적인 구동이 많아, 진동, 소음, 발열, 마모 등의 문제가 있고, 헤드를 목적지로 이동하는 데 일정한 시간이 걸리고, 읽기/쓰기 속도가 주기억장치에 비해 느렸다. 램 디스크는 휘발성 반도체 메모리를 사용하여 속도가 빠르고, 진동, 소음, 마모 등의 결점이 없는 저장 기능을 제공한다. 또한 발열도 하드 디스크 드라이브보다 작다. 한편, 램을 이용하여 기록 정보를 보관하고 유지하려면 외부로부터 전원이 꾸준히 공급되어야 하고, 자기나 빛을 이용하는 여러 기록 미디어에 견주어 용량 당 비용이 비싸다는 단점이 있다. 따라서 인터넷 임시 기억장소와 같은 일시적인 기억 매체로 이용하는 것이 일반적이다. 마이크로컴퓨터의 최초의 소프트웨어 램 디스크는 영국의 제리 칼린이 1979~1980년에 발명하고 작성하였고, 실리콘 디스크 시스템이라는 이름의 소프트웨어가 JK 시스템즈 리서치에 의해 사용 제품으로 개발되었다. 실리콘 디스크는 1980년 초반에는 CP/M 운영 체제용으로, 나중에는 엠에스도스(MS-DOS)용으로 사용되었다. IBM은 1984년 8월 VDISK.SYS라는 이름의 램 드라이브를 PC 도스에 추가하였으며, 이는 확장 메모리를 사용하는 최초의 도스 구성 요소였다. VDISK.SYS는 마이크로소프트의 MS-DOS에서는 사용할 수 없었는데, PC DOS의 초기 버전의 수많은 구성 요소와 달리 IBM에 의해 작성되었기 때문이다. 마이크로소프트는 비슷한 프로그램인 RAMDRIVE.SYS를 MS-DOS 3.2에 도입하여 확장 메모리를 사용할 수 있었지만 윈도우 7부터는 중단되었다. 램 드라이브의 혁신은 1986년에 이루어졌지만, 일반화된 것은 1987년 페리 키볼로위츠에 의했다. 아미가 운영체제가 램 드라이브를 이용하여 대부분의 충돌과 재부팅에서 생존하는 방식이었다. 수많은 유닉스 및 유닉스 계열 운영체제들은 리눅스의 /dev/ram처럼 특정 형태의 램 드라이브 기능을 제공하고 있다.

광디스크

자기 디스크에 비하여 기록 밀도가 높은 대용량의 기억 매체로, 캐디 케이스에 넣거나 그대로 바로 광디스크 장치에 삽입하여 사용할 수 있도록 되어 있다. 광디스크는 현재 콤팩트디스크(CD), 읽기 전용 콤팩트디스크 기억 장치(CD-ROM), 레이저 디스크, 영상 디스크 등 제조될 시에 기록된 정보를 재생하기 위한 것이 주류를 이루고 있으나, 점점 자기 디스크를 대신할 차세대 기억 매체로 주목받고 있다. 광디스크는 데이터를 기록하는 방법에 따라 롬(ROM) 타입, 웜(WORM) 타입, 알더블유 타입 크게 3가지 형태로 구분할 수 있다. 롬 타입 광학 매체는 제작 초기에 데이터를 한 번만 저장할 수 있고, 저장된 데이터를 반복적으로 읽어 사용할 수는 있지만, 내용을 추가하거나 변경할 수는 없다. 또한 나선형 형태로 구성되어 최초 검색 시간이 동심원 형태의 자기 디스크보다 느리다. 이런 형태의 디스크로는 씨디롬, 디브이디롬, 레이저디스크 등이 있다. 씨디 롬 드라이브의 경우 용량은 650MB 정도이고, 초창기에 속도가 매우 느렸지만, 2배속, 4배속, 8배속, 16배속, 24배속, 32배속을 거쳐 현재는 52배속까지 출시되고 있다. 또한 디브이디롬의 경우 씨디롬과 비슷하지만 6장의 씨디롬에 상응하는 4.7GB까지 저장할 수 있어 2시간 정도의 고화질 영화를 저장할 수 있는 기억 매체이다. 디브이디가 2층 양면일 경우, 기억 용량은 최대 17.2GB까지 가능하다. 웜 타입 광디스크는 제조회사에서 공백의 디스크를 구입한 후, 특별한 기록 장치를 이용하여 한 번에 한해 사용자 입장에서 디스크를 데이터를 기록할 수 있는 광학 기억 매체로, 데이터의 영구적 기록을 위해 사용된다. 예를 들어 은행에서 매일매일 거래 기록은 읽어야 하지만, 변경을 해서는 안 되기 때문에 이런 경우 웜 타입 광 디스크에 기록하여 보관한다. 이러한 형태의 디스크로는 씨디알, 디브이디알 등이 있다. 알더블유 타입 광디스크는 가장 최근에 나온 광학 기억장치로서 같은 디스크에 반복적으로 쓰고 지울 수 있어 데이터를 계속적으로 수정하거나 보완하는 등 자료 관리에 매우 효율적이다. 이런 종류의 디스크로는 씨디알더블유, 디브이디알더블유, 디브이디램 등이 있다. 앞의 3가지 이외에도 시장에서 시판되고 있는 가수들의 노래나 악단의 연주가 수록된 음반 형태의 오디오 씨디인 씨디디에이(CD-DA), 디지털 오디오, 그래픽, 동영상, 애니메이션 등의 데이터를 저장한 후 대화식으로 저장된 내용을 자신의 수준에 맞도록 정해진 순서에 따라 볼 수 있는 일종의 교육용 광학 매체인 씨디아이(CD-I), 음악용 씨디의 빈 영역에 그래픽 데이터를 첨가하여 티비 등과 연결해 음악과 영상을 동시에 재생할 수 있는 씨디로 노래방 등에서 사용되는 씨디지(CD-G) 등이 있다.

씨디

씨디는 콤팩트디스크(Compact Disc)의 약자로, 주로 음악의 녹음 재생을 위해 음성신호를 고속으로 디지털로 변환하여 녹음한 후 재생 시에 음성 신호로 고치는 펄스 신호 변조(PCM) 방식을 사용하여 만든 음반이다. 지름 12cm의 디스크에 미세한 홈을 형성한 후 레이저 빔을 이용하여 홈에 저장된 신호를 검출 재생하는 장치로서 흔히 줄여서 씨디라고 한다. 재생 방법은 레이저 광선에 의해 비접촉식으로 이루어지기 때문에 잡음이 적고 음질은 우수하나 기록할 수 없다는 단점이 있었다. 이후 씨디롬과 씨디아이 등이 개발되면서 구분을 위해 음악용 씨디를 씨디디에이라고 한정 지어 불렀다. 광디스크의 한 종류로, 알루미늄 박막에 레이저로 홈을 파서 신호를 저장하며, 레이저로 신호를 읽어 자료의 손상이 없는 반영구적인 매체이다. 세계 최초로 씨디의 개발 일정을 공식 발표한 것은 1978년 5월 17일 필립스에 의해 이루어졌다. 필립스는 지름 110mm의 원반으로, 회전 속도는 1.5m/s, 수록 시간은 1시간 이상, 플라스틱 소재로 녹음 방식은 84데시벨의 신호 대 잡음비와 14bit의 디지털 코드를 사용하는 펄스 신호 변조 방식, 주파수 대역은 20~200KHz, 신호를 읽는 방식은 픽업 어셈블리에 장착된 다이오드 레이저를 이용한 광학 방식을 사용하여 멀타채널 재생이 가능하고, 좌우 음향의 간섭 현상은 측정할 수 없는 등의 규격을 조용히 발표하였고, 이 음반을 구동하는 플레이어를 1980년대 초반까지 선보일 것이라고 덧붙였다. 이후 1982년 필립스와 소니에 의해 오디오 씨디가 개발되었다. 두 회사는 자신들이 개발한 기술을 전 세계적으로 확산시키기 위해 완벽한 규격이 필요하다고 느꼈고, 레드북이라는 규격집을 만들어, 디지털 방식으로 오디오 신호를 기록하고 읽는 방법과 씨디를 읽어 들이는 씨디 플레이어에 대한 규격도 수록되어 있다. 이후 오디오 씨디의 특징을 이용하여 소리 정보 대신 컴퓨터의 디지털 정보를 기록할 수 있을 것이라는 착안이 생겼고, 이를 통해 씨디롬이 개발되었다. 이 또한 필립스와 소니에 의해 만들어진 것으로, 씨디롬에 대한 규격집은 옐로우북이라고 한다. 또한, 1993년 비디오 씨디(VCD)가 JVC, 필립스, 소니, 마쯔시다 등에 의하여 소개되었고, 화이트북을 통하여 규격에 대해 기술하였다. 비디오 데이터는 기본적으로 대량의 저장 공간이 요구되는데, 1초당 대체로 5MB의 저장 공간이 필요하기 때문에 680MB 용량의 씨디 한 장에 대략 2분 분량의 비디오만을 저장할 수 있다. 비디오 씨디는 씨디롬 XA에 기반을 둔 씨디로, 엠펙(MPEG)-1 비디오 데이터를 수록하고, 상호작용 능력을 갖추도록 특별히 설계되었다. 비디오씨디는 디브이디의 해상도에는 훨씬 못 미치지만, VHS와는 비슷한 해상도를 가진다. 72~74분 정도의 비디오를 수록할 수 있고, 1.44Mbs의 데이터 전송 속도를 가진다.

레이저 디스크

레이저 디스크(Laser Disc)는 약자를 따 LD라고도 부른다. 1987년 12월에 광학식 영상 미디어 중 최초로 상용화 된 것으로, 씨디보다 4년 일찍 나왔다. 지름은 30cm, 다결정 다이아몬드(Polycrystalline Diamond, PCD) 재질에 내부 반사 층이 있는 크고 무거운 디스크로, 보관에도 주의가 요구되었다. 오랫동안 가로로 놓아두면 휘어버리는 일이 있어, 세로로 보관해야 했다. 양면 기록이 가능하며, 둥각속도와 등선 속도 기록으로 면당 30분 또는 60분 기록이 가능하다. 크기가 크기 때문에 큰 사진이나 일러스트를 수록할 수 있지만, 무겁고 공간을 많이 차지한다는 단점이 있다. 녹화가 가능한 규격도 있지만 비싼 가격으로 인해 널리 퍼지지는 못했다. 신호를 읽는 데에 적외선 레이저를 이용하고, 기록 방식은 주파수 변조 방식을 이용한 아날로그 방식을 사용한다. 이후 음성은 디지털 신호를 기록할 수 있게 되어, 리니어 펄스 신호 변조 방식 및 AC-3을 적용한 타이틀이 출시되었다. 최대 수평 해상도 420선 정도의 화질을 표현할 수 있어서, 당시 많이 이용되던 VHS는 물론 공중파 방송에 비해서도 좋은 영상을 제공하였다. 영상 압축을 이용하지는 않지만, 영상을 저장할 때 아날로그로 컴포지트 신호를 저장하기 때문에 고급 기종과 저급 기종의 성능에 차이가 크다. 잘 만든 타이틀을 고급 기종에서 재생하면 디브이디에 거의 필적하는 화질이 나온다. 아날로그 방식이기 때문에 엠펙 비디오에 나타나는 디지털 아티펙트가 나타나지 않아 취향에 따라서 디브이디보다 체감 화질이 좋다고 느끼는 경우도 있다.

국내에 가장 먼저 소개된 타이틀은 포르노 타이틀로, 2000년대가 되기 전 유선방송, MTV의 활성화에 밀려 사라졌다. 80년대 중반부터 90년대 초반까지는 명동, 돈암동, 이태원 등 당시 대학생이나 젊은 층이 모이던 거리에 해외 뮤지션의 공연이나 국내 미개봉 영화를 프로젝션 티비나 레이저 프로젝터로 틀어놓고 술, 음료와 안줏거리, 간단한 식사를 파는 A/V 카페가 여러 군데 영업을 했다. 비싼 가격 탓에 가정에는 거의 보급되지 않아 소수의 타이틀만이 발매되었지만 대부분 매니아들의 전유물로 잠시 동안만 팔리다 말았다. 레이저 디스크를 재생하기 위해서는 레이저 디스크 분만 아니라 전축의 부속품이었던 앰프를 전축과 공유하는 것이 경제적이었는데, 비싸고 무거운 재생기와 앰프를 둘 다 사는 것은 배보다 배꼽이 더 큰 비효율적인 짓에 가까웠기 때문에, 시대적, 기술적 한계로 인해서 재생기는 부자들의 전축 세트 사이에서나 있는 듯 없는 듯 묻어가는, 과시적 소비 경향의 일부로 소비되었다. 1990년경 초창기 노래방에서는 지금처럼 기계 내부 메모리나 하드 디스크에 저장된 음원이나 인터넷 회선을 통해 데이터를 받아와서 노래를 틀어주는 것이 아니라, 레이저 디스크를 이용하여 일종의 뮤직비디오인 영상과 음악을 틀어주고 나오는 자막을 따라 하는 방식이었다. 원곡의 실제 반주가 들어가 있고, 배경도 그 곡을 위하여 따로 제작한 배경으로 음질과 화질이 디지털 방식의 노래방보다 뛰어났다. 업소용 외 민간용 노래방 레이저 디스크가 따로 판매되기도 했는데, 이것을 레이저 디스크 가라오케(LDK)라고 불렀다. 디지털 파일로 노래를 저장해서 틀어주는 시대가 시작되었을 때도, 200년대 초반까지는 깔끔한 배경화면을 꾸미기 위해 레이저 디스크에 저장된 배경화면을 깔고 노래방 기계를 작동시키는 경우가 종종 있었다.

포맷 방법

일반적으로 포맷을 한다고 하면, PC의 보조기억장치인 하드 디스크의 내용을 지우고 초기화한다는 말과 거의 같은 의미로 쓰이는데, 이것은 정확한 의미를 담고 있는 것은 아니다. 디스크 포맷이란 디스크에 데이터를 기록할 수 있도록 준비하는 작업을 일컫는다. 공장에서 막 생성된 디스크는 곧바로 데이터를 기록할 수 없고, 파일 시스템이라고 하는 데이터의 기록 체계를 설정해 주어야 디스크의 정상적인 사용이 가능해진다. 따라서 디스크 포맷이란 정해진 파일 시스템에 따라 디스크 내부의 저장 구획을 지정해주는 작업이라고 하는 것이 더 정확하다. 이를 농사에 비유하자면 황무지에 농작물을 재배하기 위해 땅을 갈아 바둑판 모양으로 정리하는 것과 유사하다고 할 수 있다. 포맷은 새로 구입한 디스크 분만 아니라 기존에 사용하던 디스크에도 가능하며, 포맷을 하면 기록되었던 데이터들이 전부 지워지기 때문에 기존에 쓰던 PC를 초기화할 때도 하드디스크 포맷을 하곤 한다. 하드디스크를 포맷하면 저장되어있던 운영체제 및 응용 프로그램들이 전부 사라지기 때문에 포맷이 끝나면 PC는 부팅되지 않아 정상적으로 사용할 수 없게 된다. 따라서 하드 디스크 포맷을 하기 전에 중요한 데이터를 미리 백업해 두고, 포맷 후에 다시 운영체제 및 응용 프로그램 설치 작업을 진행해야 한다. 과거 도스 운영체제를 사용하던 시절에 포맷을 하기 위해선 일일이 텍스트 명령어를 입력해야 했지만 윈도우 운영체제가 대중화된 이후부터는 마우스 조작만으로도 간단히 포맷을 할 수 있게 되었다. 윈도우 환경에서 디스크를 포맷하는 가장 간단한 방법은 ‘내 컴퓨터’나 ‘탐색기’를 실행한 상태에서 원하는 드라이브의 아이콘을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭한 후 ‘포맷’을 선택하는 것이다. 다만 운영체제가 설치된 드라이브는 포맷하려면 도스 모드로 부팅하거나, 운영체제 설치용 데이터가 담긴 씨디, 디브이디 USB를 이용해 부팅한 후에 할 수 있다.

디스크 포맷에는 일반 포맷과 빠른 포맷이 있다. 일반 포맷은 로우 레벨 포맷과 상반된다고 하여 하이 레벨 포맷이라고도 한다. 선택한 파티션에 한해 파일 시스템을 재설정하는 것으로 해당 파티션에 있는 파일 시스템의 주소가 전부 지워지기 때문에 운영체제에서는 파일이 전부 없어진 것으로 인식하게 된다. 그리고 일반 포맷을 하는 중에는 디스크의 물리적인 오류 검사도 같이하게 되므로, 포맷을 완전히 끝내는데 500GB 용량의 하드디스크라면 약 30~40분 정도의 시간이 걸린다. 빠른 포맷을 하게 되면 디스크 물리 오류 검사를 생략하고 파일 시스템의 주소만을 지우기 때문에 일반 포맷에 비해 훨씬 빠르게 포맷 작업을 끝낼 수 있고, 파일 시스템의 주소만을 지우기 때문에 디스크 내부의 데이터 정보는 그대로 남아있어, 시중에서 판매되는 데이터 복구 프로그램을 사용하면 포맷 후에도 파일을 되살릴 수 있다. 다만 그 디스크에 새로운 데이터를 입력하면 해당 섹터의 기존 데이터를 덮어씌우게 되므로 이 경우엔 파일을 되살릴 수 없다. 로우 레벨 포맷이란 해당 디스크 상에 잇는 모든 섹터의 내용을 완전히 지우고 공장 출고 상태로 만드는 것으로, 500GB 하드디스크 하나를 완전히 포맷하는데 10시간 이상이 걸릴 정도로 많은 시간이 소요되고, 하드디스크의 수명에 안 좋은 영향을 끼친다. 따라서 로우 레벨 포맷은 이러한 특성 때문에 공장에서만 할 수 있게 하는 것을 원칙적으로 하고, 일반 사용자가 로우 레벨 포맷을 하려면 전용 프로그램을 이용해야 한다. 로우 레벨 포맷을 한 디스크는 데이터 복구 프로그램을 이용하더라도 파일을 되살릴 가능성이 거의 없다. 작업을 도중에 중단할 경우에는 어느 정도 복구가 가능하지만, 작업이 100% 완료되었다면 데이터 복구는 거의 포기하는 것이 좋아, 비밀스러운 파일을 완전히 제거하고자 할 때 유용하다. 또한 바이러스나 프로그램 오류로 인해 논리적 불량 섹터를 없앨 수 있다는 장점이 있지만, 외부 충격에 의해 발생하는 물리적 불량 섹터의 경우엔 로우 레벨 포맷을 해도 제거할 수 없다. 일반적으로 빠른 포맷만 하여 사용해도 큰 문제는 없지만, 디스크의 성능 저하가 느껴지거나 사용 횟수가 많은 디스크는 1년에 한 번 정도 일반 포맷을 해주는 것이 좋다. 일반 포맷으로도 디스크의 상태가 느껴지지 않는다면 최후의 수단으로 로우 레벨 포맷을 사용하고, 로우 레벨 포맷으로도 회복할 수 없는 영구 손상의 경우 A/S를 의뢰하거나 폐기하는 것이 좋다.

디스크 조각 모음

사용자가 PC를 사용하면 하드디스크나 솔리드 스테이트 드라이브 디스크 안쪽부터 바깥쪽까지 파일을 기록하여 저장하게 되며 새로운 자료나 프로그램을 설치하기도 하고 삭제하기를 반복하게 된다. 이러한 일을 반복하면 점차 포맷 당시에는 잘 정리가 되지만 시간이 지나면서 깨지기 시작한다. 따라서 디스크 조각모음을 진행하여 쓰는 공간과 안 쓰는 공간을 정리할 필요가 있다. 조각 모음을 진행하면 윈도우 최적화나 프로그램 속도를 향상하는데 도움이 될 수 있다. 요즘에는 하드 디스크 대신 솔리드 스테이트 드라이브 디스크를 주로 사용하여 조각모음을 하지 않아도 빠른 부팅속도를 유지할 수 있다. 또한 솔리드 스테이트 드라이브에서 단편화 제거 작업을 할 경우 플래시 메모리의 수명만 단축시킬 뿐, 성능 개선에는 도움이 크게 되지 않기 때문에 솔리드 스테이트를 사용하는 경우 단편화를 하지 않는 것이 좋다. 단편화란 하나의 데이터가 조각나서 각각 다른 영역에 저장되거나, 기억장치 내부의 곳곳에 빈 영역이 늘어나는 것을 말한다. 그런데 단편화가 많이 진행된 기억장치는 그만큼 데이터 처리 속도가 저하될 수 있다. 특히 하드 디스크의 경우, 서로 떨어진 영역에 있는 데이터를 연속적으로 읽으려면 플래터를 열심히 회전시키면서 헤드를 이리저리 움직여야하기 때문에, 다른 기억장치에 비해 단편화에 의한 속도 저하가 심판 편이다. 따라서 이 경우 단편화 제거 즉, 디스크 조각 모음을 실행해야 한다. 그러면 기억장치 내의 클러스터를 재정렬하게 되고, 이 과정에서 디스크 상에서 사용 중인 영역과 비어있는 영역을 각각 한 쪽으로 이동시키고, 같은 파일을 구성하는 데이터의 조각을 모아 집합시킨다.

참고자료

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• 〈디스크〉, 《나무위키》
• 〈장시간 음반〉, 《위키백과》
• 〈플로피 디스크〉, 《위키백과》
• 〈하드 디스크 드라이브〉, 《위키백과》
• 〈솔리드 스테이트 드라이브〉, 《위키백과》
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• 캣멍, 〈광디스크와 그 종류〉, 《티스토리》, 2020-10-26
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• 김영우 기자, 〈PC 초기화를 위한 필수 상식 – 디스크 포맷(Disk formatting)〉, 《아이티동아》, 2012-03-23
• dreofhapps, 〈디스크 조각모음 하는법 두가지〉, 《티스토리》, 2020-03-18
• 김영우 기자, 〈점점 느려지는 내 PC, 원인이 뭘끼? - 디스크 조각 모음(단편화 제거)〉, 《아이티동아》, 2011-07-11

같이 보기

• 컴퓨터
• 씨디(CD)
• 디브이디(DVD)
• 블루레이
• 하드디스크
• 플로피디스크
• 에스에스디
• 플래시메모리
• 디램

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