하드디스크 구조

하드디스크 구조

 우선 물리적인 하드디스크의 내부는 외부와 차단된 진공의 내부공간에 데이터가 저장 되는 레코드형태의 플래터(Platter)와 플래터위를 쉴새 없이 움직이는 바늘모양의 헤드, 헤드와 연결되어 있는 센터럴 "암(central arm)"로 구성되어 있다. 하드디스크는 이 상태에서는 데이터를 기록할 수 없는데, 초기화(Formatting)를 통하여 정보를 저장할 수 있는 무형의 구조를 형성해 주어야 한다.

   

 즉 플래터위에 촘촘히 트랙을 만들고 섹터로 구분하여 데이터를 저장할 수 있는 공간을 만들어 준다. 이 트랙과 섹터를 실린더라 하는데 이러한 작업을 거쳐야만 하드디스크를 저장 공간으로 사용할 수 있게 된다. 둥그런 접시처럼 생긴 platter는 일반적으로 알루미늄 판으로 이루어져 있고, 이 알루미늄 판은 자성체로 코팅 되어 있다.

 HDD는 포맷이라는 작업을 통하여 구획을 나누어 주어야 플래터에 데이터를 기록할 수가 있다. 집집마다 번지수가 있듯이 플래터의 각 지점에도 주소가 필요하다. 그래야 헤드가 필요한 곳의 데이터를 읽거나 기록할 수 있다. 구획은 트랙과 섹터로 나눈다. 눈에 보이지 않지만 플래터 표면에는 트랙과 섹터가 그려져 있다. 트랙(Track)은 육상경기장에 그어진 흰 선 처럼 플래터 가운데를 중심으로 촘촘히 새겨진 둥그런 선이고, 섹터(Sector)는 플래터를 몇개의 부채꼴 모양으로 나눈 것이다.

 이 중에서 전송량과 관련된 것은 섹터이다. HDD와 시스템 그 사이를 흐르는 데이터 크기를 정하는 열쇠인 셈이다. 섹터 크기는 보통 512~1,024byte이다.반면에 트랙은 속도와 저장량을 결정한다. 모든 트랙이 따로 그어져 있으면 CAV(Constant Angular Velocity, 등각속도) 방식 라고 하며, 하나의 선으로 되어 있으면 CLV(Constant Liner Velocity, 등선속도) 방식이라 한다. HDD나 FDD 등은 CAV 방식으로 되어 있어 데이터를 찾아내는 시간(액세스 타임)이 짧다. CLV 방식은 CD가 대표적이다.

  

 

- 플래터 (platter)
   비자성체인 비금속(알루미늄) 원판(disk) 표면에 자성체인 산화금속 막을 양면에 도장(coating)한 것이다. 이 산화금속 막을 논리적으로 나누고(partitioning) 위치를 지정(formatting)하면 정보를 저장할 수 있게 된다.

 

- Hard Disk Drive
  \'Hard Disk Drive\'란 용어는 이 드라이브가 플로피(floppy, 나풀거리는) 디스크와 달리 금속판의 딱딱한(hard) disk를 사용하기 때문에 붙여진 이름이다. 플래터의 지름은 일반 PC용이 보통 3.5"(실제 지름은 3.75")이며 이보다 더 큰 것 (5.25")과 작은 것(2")도 있다. 3.5" HDD의 경우, 플래터 표면의 실제로 정보를 저장하는 공간은 바깥쪽부터 1"(약 25 mm)까지이며 그 안쪽은 플래터를 스핀들에 고정하기 위하여 사용한다. 각 플래터의 중심부에는 여러 개의 구멍들이 스핀들과 연결된다.

 

- Spindle (스핀들 : 회전 축)
   플래터가 회전할 수 있도록 모터와 직접 연결된 축이다. 스핀들은 4 개의 볼트와 1.25" 크기의 고정용 비 금속판을 이용하여, 플래터를 축에 단단히 고정한다. 스핀들에 여러 장의 플래터를 설치할 때는 플래터 사이에 지름 1.25" 두께 1/8"의 스페이서(spacer)를 넣어 함께 고정한다. 플래터를 일정한 속도로 회전시키는 장치인 모터가 있다. HDD용 모터는 스핀들에 직접 연결되어 있기 때문에 \'스핀들 모터\'라고도 부른다.

 

- Head (헤드)
   플래터 표면에 코팅된 자성체를 자화/소거하여 정보를 저장/삭제(write /delete)하거나 저장된 정보를 읽는(read) 장치이다. 일반적으로 헤드의 수는 플래터 수의 두 배이다. 한 장의 플래터는 두 개의 면이 있으므로 각 면에 하나씩 2 개의 헤드가 필요한 것이다. 따라서 3 장의 플래터로 구성한 HDD에는 모두 6 개의 헤드가 있다.

- Actuator (헤드 구동 장치)
   액츄 에이터는 헤드를 움직이는 장치이다. HDD 회로 기판으로부터 제어 신호를 받으면 actuator용 구동장치는 헤드가 부착된 암(arm)을 지정한 위치까지 이동시킨다. 헤드를 움직이는 구동장치는 linear motor(리니어 모터, 선형 모터)를 사용하는데, 이 모터는 수평으로선 운동을 한다. 헤드가 부착된 암과 그 반대편의 코일이 감긴 모터 부분은 서로 연결되어 있으며 그 중앙에는 축이 있어 각기 반대 방향으로 움직인다. 선형 모터가 왼쪽으로 움직이면 헤드는 오른쪽으로 이동한다.

- Cartridge (카트리지)
   카트리지는 플래터, 스핀들 모터, 헤드, 액츄 에이터를 밀봉하는 알루미늄 주물(diecast) 케이스를 말한다. 카트리지는 내부의 정밀 부품(특히 헤드와 플래터)에 먼지나 기타 이물질이 들어가지 않도록 완전히 밀폐하며 위 판과 아래 판 사이에 고무줄을 넣어 진동을 방지한다. 카트리지 재질로 알루미늄을 사용하는 이유는 가공하기 쉽고 모터에서 발생한 열을 빠르게 전도하기 때문이다.

 

- 회로기판
   HDD 하부에는 회로기판(PCB)이 달려있다. PCB에는 전원용 커넥터, 신호용 커넥터, 점퍼용 핀(IDE의 single/master/slave 선택 또는 SCSI의 ID 선택에 사용), BIOS, control chip, buffer memory, LED 등 많은 부품들이 부착되어 있다. 회로기판은 방열, 수리따위의 목적으로 노출한 형태가 많아서 동작 중에 실수로 금속 물체를 떨어뜨리거나 물을 쏟으면 고장나기 쉽다.

자료출처 : HDD월드