발표자 : 홍승현 컴퓨터 구조

Hard Disk 최초의 하드디스크 1956 년 9 월 13 일에 출시된 IBM 305 RAMAC Random-Access Method of Accounting and Control 무게는 1t 에 크기는 대형 냉장고 2 개에 넓이 50 개의 디스크에 약 500 만 글자 ( 대략 5MB) 저장 최초의 현대식 하드디스크 설계 1973 년 IBM 에서 3340 디스크 드라이브 개발 영구적인 스핀들과 분리 가능한 스핀들 2 개 설치형 30MB, 이동현 30MB 윈체스터 드라이브 (Winchester disk drive) 불림 -RAMAC -

Hard Disk 종류 윈체스터 (Winchester) 하드디스크 플래터의 회전으로 헤드가 날면서 디스크를 자화 시킨다 디스크, 헤드, 모터등 관련된 모든 전기장치가 통합된 형태 컴퓨터 본체에 고정되어 있다. 카트리지 (Cartridge) 하드디스크 휴대가 간편한 하드디스크 플로피,ZIP 와 같이 카트리지 하드를 삽입 사용이 가능해 저장용량 을 무한대로 확장 가능

Hard Disk 구조 A 플래터 : 데이터를 저장함 B 스핀들모터 : 플래터를 회전시킴 C 헤드 : 플래터로 데이터를 기록하거나 읽음 D 액추에이터 : 암을 움직이게함 E 전자회로케이블 : 암과 헤드를 보드와 전자적으로 연결함 F 암 : 디스크플래터위로 움직여 헤드의 위치를 설정함 G 기판 : 여러부품을 장착하는 판 H 보호덮개 : 내부 요소를 먼지등 오물질에서 보호함 I 논리보드 : 하드디스크 시스템과 입출력 연결회로

Hard Disk 플래터 플래터의 크기 데스크탑 3.5 인치 사용 ( 직경 :3.74 인치 ) 노트북 2.5 인치 사용 플래터의 수 보통 1 개 ~ 5 개 사용, 고급 드라이브 12 개 사용 플래터 기판 물질 알류미늄 합금 플래터, 유리 플래터 ( 세라믹과 합금 ) 플래터 기판 산화 코팅 방식 - 자장 보유능력 뛰어나고 값이 저렴 박막코팅 방식 - 기록밀도 높아 헤드 이동거리 짧음

Hard Disk 스핀들 (Spindle) 플래터가 회전할 수 있도록 모터와 직접 연결된 축 인치 크기의 비 금속판을 이용하여 플래터를 고정 플래터 사이에 두께 1/8 인치의 스페이서 (spacer) 삽입 스태핑 모터 (Stepping Motor) 헤드를 이동 시키기 위해서 사용 신호가 들어올때 신호의 개수를 세어 회전각을 제어

Hard Disk 스핀들 모터 스핀들 회전 속도 (RPM) 평균대기시간 (ms) 전형적인 현행 활용용도 3, 이전의 표준, 현재 사용되지 않음 4, 랩톱 4, IBM 드라이브, 랩톱 4, 랩톱 5, 사용되지 않음 5, 저급형 IDE/ATA, 랩톱 7, 고급형 IDE/ATA, 저급형 SCSI 10, 고급형 SCSI 12, 고급형 SCSI 15, 고급형 SCSI 스핀들 샤프트 (spindle shaft) 라고 불리기도 합니다. 플래터를 일정한 속도로 회전시키는 장치 RPM(Rotations Per Minute) 분당 회전 속도 - 스핀들 속도에 따른 대기시간과 활용 용도 -

Hard Disk 헤드 플래터 표면에 데이터를 읽기 / 저장 / 삭제를 담당 헤드는 플래터의 데이터를 읽을 때 시간이 짧고 저장 / 삭제는 속도가 느림 데이터 접근시간 ( 액세스 타임 ) 과 탐색시간 ( 시크타임 ) 접한 영향 헤드의 수는 플래터 x 2 전원이 끈기면 안전지역으로 헤드 이동함.

Hard Disk 액추에이터 헤드 구동장치 (Actuator) 선형모터 (Linear Motor) 사용하여 수평으로 선운동. 헤드가 부착된 암 (Arm) 을 플래터의 지정 위치까지 옮김 Actuator 방식 개방 루프시스템 - 스태핑 모터의 회전력을 이용 저용량 저속의 드라이브에서 사용 폐쇄 루프시스템 - 보이스코일 (Voice coil) 사용 고속의 드라이브에서 사용

Hard Disk 회로기판 (PCB) PCB 판, 로직보드라고 함 ( 전자기판의 일종 ) 버퍼 (Buffer) 컨트롤러칩 (Coltrol Chip) 전원용 커넥터와 데이터 커넥터 IDE 의 설정점퍼 ( 채널구분 ) 방열, 수리를 위해 노출 손상이 쉽음

Hard Disk Interface 디바이스 레벨 인터페이스 ST-506/412 방식 ESDI (Enhanced Small Device Interface) 방식 시스템 레벨 인터페이스 IDE (Integrated Drive Electronics) 방식 (or AT-BUS) E-IDE (Enhanced Integrated Drive Electronics) 방식 SATA (S erial AT Attachment) 방식 SCSI (Small Computer System Interface) 방식

신기술

Hard Disk 과거 볼베어링 (Ball Bearing Spindle Motor) 볼베어링의 경우 샤프트를 쇠구슬로 지지하는 방식 볼베어링 적은 부분과 샤프트 마찰이 소음과 진동이 발생 (Non Repeatable Run Out) NRRO 은 하드디스크의 트랙밀도를 높이는데 장애요인

Hard Disk 신기술 유체베어링모터 (Fluid Dynamic Bearing Spindle Motor) 디스크를 회전시키는 모터의 샤프트를 윤활유 가동압만으로 유지 시킴 ( 회전축의 원심력에 의해 밀려나는 유압을 중심으로 되돌리는 압력 ) 원심력을 기반으로 하기 때문에 금속 마찰이 없다 유체 ( 기름 ) 을 사용해 고속 회전일수록 안정감이 상승하며 소음과 진동이 적음 서버용 15,000rpm 이상 하드디스크는 유체베어링 덕분에 탄생.

Hard Disk 신기술 수직 기록 방식 (Perpendicular Magnetic Recording) 1976 년에 이와사키 일본 동북대학의 교수에 의해 제창 수평기록 방식에 비해 공간의 밀도를 높임 발열에 대한 저항성이 커지는 장점 발열과 소음을 크게 줄임에 따라 새로운 디자인을 가능