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비휘발성, 순차접근이 가능한 컴퓨터의 보조 기억 장치 위키백과, 무료 백과사전
하드 디스크 드라이브(Hard disk drive, HDD), 하드 디스크(hard disk), 하드 드라이브(hard drive), 고정 디스크(fixed disk)[lower-alpha 2]는 비휘발성, 순차접근이 가능한 컴퓨터의 보조 기억 장치이다.
발명일 | 1954년 12월 24일[lower-alpha 1] |
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발명자 | 레이 존슨이 주도한 IBM 팀 |
보호 케이스 안에 있는 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.[2]
하드 디스크는 플로피 디스크하고 같은 자기 기록 매체이긴 하지만, 플로피 디스크하고는 달리 금속 재질의 플래터에 데이터를 기록하기 때문에 플로피디스크하고 구분짓기 위해 재질적으로 단단하다는 뜻으로 하드라는 이름이 붙었다.
일반적으로 아직까지는 개인용 컴퓨터의 운영 체제를 담는 용도로, 없어서는 안 될 저장 매체로 많이 쓰이고 있다.
더 높은 데이터 전송 속도, 더 높은 스토리지 밀도, 더 나은 신뢰성[3], 훨씬 더 낮은 레이턴시와 액세스 타임[4][5][6][7] 등 여러 가지 특성이 우수한 반도체 기반의 기록 매체인 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)가 가격하락으로 저장 매체 시장에 서서히 진입하고는 있긴 하지만, 저장 용량당 가격에서 하드 디스크에 비해 높은 효용성을 가지고 있으므로 성능적인 우위에도 불구하고 하드 디스크는 여전히 중요한 저장 매체로 사용되고 있다.
최초의 하드 디스크는 1956년에 미국의 IBM에서[11] RAMAC(Random Access Method of Accounting and Control)이라는 이름으로 출시되었다.
메인프레임과 미니컴퓨터에 탑재하기 위해 출시된 이 장치는 지름 24인치의 플래터 50장으로 약 4.8 MiB의 용량을 구현하였으며 가격은 약 5만 달러였다.
1980년대 초반까지는 하드디스크는 PC에 있어 특별한 기능을 하는 고가의 주변기기에 불과하였다.
하지만 1980년대 후반에 들어오면서 하드디스크는 PC에 있어 필수적인 기능이 되어 저가의 PC에도 탑재되기 시작했다.
2000년 초반 이후 디지털 가전제품의 수요가 증가함에 따라 디지털화된 영상과 음성을 저장하기 위한 용도의 수요가 증가하였으며, 2000년대 중반부터는 내비게이션과 텔레비전에도 하드디스크가 탑재되기 시작했다.
그 이후, 하드디스크를 USB나 IEEE 1394를 이용해 외부 장치처럼 이용할 수 있는 외장 하드디스크(외장 하드)가 등장하였다.
또한, 특정 컴퓨터에 종속되지 않고, 독립적으로 네트워크상에서 공유할 수 있는 NAS라는 제품도 등장하였다.
원리적으로, 컴퓨터에 저장되는 모든 데이터는 0,1 두 디지털 신호에 의해 이루어진다.
하드 디스크의 경우 이러한 디지털 신호를 원반 형태의 플래터에 기록한다.
디지털 신호의 기록은 자기장의 밀도 변화를 이용해 기록한다.
좀더 자세하게 말하면, 자기장의 밀도 변화를 측정하는 바늘(헤드)가 플래터 위의 일정한 간격을 지나치는 동안 자기장의 극성이 변화하면 1, 그렇지 않으면 0으로 인식한다.
자기장을 이용한 기계적 구조로 구성된 하드 디스크는 반도체 기반의 저장 매체 (솔리드 스테이트 드라이브)에 비해 진동, 충격, 자성등의 외부 환경에 취약하다.
또한, 하드 디스크 외부는 소음 발생과 외부의 먼지 유입을 최소화하기 위해서 최대한 밀폐적인 구조로 설계되어 있다.
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 플로피 디스크 드라이브를 대체할 목적으로 개발되었으므로, 그 크기규격(Form Factor) 역시 이미 존재하고 있던 플로피 디스크 드라이브의 크기와 호환이 가능하게 제작되었다. 즉 3.5인치 드라이브는 3.5인치 디스켓 드라이브와 외형적 크기가 거의 동일하게 만들어졌다.
1980년 시게이트에 의해 제안된 규격이다.
현재 데스크톱 PC에서 가장 일반적으로 사용되는 규격이다.
1988년에 제안된 규격으로 이미 존재하는 FDD의 호환규격이 아닌 HDD 로서는 처음 제안된 규격이다. 노트북 컴퓨터 등의 이동성이 높은 기기나 XBOX 360 같은 소형 기기에서 널리 사용되고 있으며 많은 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)의 규격이기도 하다.
1993년에 제안된 규격으로 휴대기기에서 점점 더 작고 더 많은 크기의 데이터를 저장할 필요성이 제기됨에 따라 제안된 규격이다. 노트북과 아이팟에 사용되면서 한때 사용량이 늘었으나 2012년을 정점으로 점차 플래시 메모리에 그 자리를 내주고 사용량이 감소하는 추세이다.
1999년에 CF 슬롯에 적용가능한 HDD 로 IBM에서 발표되었다.
전송 인터페이스는 다음과 같다.
1956년부터 현재에 이르기까지 플래터 하나의 용량이 급속히 늘어나, 지금은 20 테라바이트에 미치는, 큰 용량의 하드 디스크가 제품으로 나오고 있다.
한 해에 1.8배가 되고 2년에 3.2배, 5년에 10배가 될 것으로 내다보고 있다.
여기서 CPU의 처리 속도에 견주어 보면 하드 디스크의 용량이 성장 속도가 더 빠른 것을 알 수 있다. 용량의 증가 속도가 더딘 편이었으나, 현재는 기존의 LMR(수평 자기 기록)방식에서 PMR(수직 자기 기록)방식으로 전환되면서, 다시 용량이 크게 늘어나고 있는 추세이다.
용량를 넓히기 위해 현재 시게이트는 HAMR(Heat Assisted Magnetic Recording) 방식을, 히타치 제작소는 패턴 미디어(Patterned Media) 기술을 개발하고 있다.
지금까지 하드 디스크는 주로 컴퓨터에 사용하였지만, 최근에는 컴퓨터가 아닌 다른 전자제품에도 하드 디스크를 사용하는 빈도가 해마다 증가하고 있는 추세다.
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