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SSD 구조 및 동작원리
관리자 조회수:1728
2018-01-11 18:53:48
  • SSD란?

 

-  SSD는 플래쉬 메모리의 장점을 활용하여 하드 디스크 드라이브와 동일한 형태로 개발된 대용량 플래시 메모리이다. 자기장을 이용하는 HDD 와는 달리 NAND 플래시 반도체를 이용하여 정보를 저장한다.

-  임의접근 방식을 이용하여 탐색시간 없이 고속으로 데이터를 입출력 할 수 있으며 외부의 충격으로부터 데이터가 손상될 가능성이 적다.

 

 

 

 

  • SSD 구조

SSD의 내부 구조는 아래 그림과 같이 PC와 연결되는 인터페이스(연결 포트 등)와 데이터 저장용 메모리, 그리고 인터페이스와 메모리 사이의 데이터 교환 작업을 제어하는 컨트롤러(controller) 및 외부 장치와 SSD간의 처리 속도 차이를 줄여주는 버퍼(buffer)메모리로 구성되어 있다.

 

 SSD는하드디스크와 다른게 메모리 칩과 기판으로 구성되어 있기 때문에 동작중 또는 이동중에 충격에 의한 손상은 거의 없는 것으로 알려져 있지만 전자 칩이기 때문에 순식간에 동작하지 않는 경우가 종종 생겨나고 있다.

 

  • SSD 동작원리

- 동작 원리는 인터페이스를 통해 데이터를 저장하고자 하는 경우 컨트롤러는 플래시 메모리의 어느 곳에 데이터를 저장할지를 결정하고 플래시 메모리의 물리적인 주소를 지정한 후 데이터를 저장하게 된다. 이때 채널 또는 버스라고 하는 것을 몇 개로 나누어서 저장하느냐에 따라 SSD 의 성능이 달라지게 된다.

 

- 읽기 동작

   읽기 동작은 한번에 하나의 페이지보다 작은 크기의 데이터를 읽을 수는 없다. 물론 사용자는 운영 체제에게 단 하나의 바이트만 읽기를 요청할 수는 있지만, 실제 SSD는 하나의 페이지를 통째로 읽은 다음 불 필요한 데이터는 모두 버리고 사용자가 요청한 한 바이트만 반환하는 것이다. 즉 불필요한 데이터를 많이 읽게 되는 것이다.

- 쓰기동작

쓰기를 실행할 때에도는 페이지 단위로하나의 페이지 또는 여러 개의 페이지로 실행된다그래서 단 하나의 바이트만 기록하는 경우에도 반드시 전체 페이지가 기록되어야 한다이렇게 필요 이상으로 쓰기가 발생하는 것을이라고 한다

 

      페이지에 데이터를 쓰는 것을 “프로그램 (program)”이 라고도 하며  많은 SSD 관련 문서에서 write 와 Program은 자주 혼용되기도 한다.

 

NAND 플레시 메모리의 페이지는 반드시 “free” 상태일때에만 쓰기를 할 수 있다. 데이터가 변경되면, 페이지의 내용은 내부 레지스터로 복사된 후 레지스터에서 변경되어 새로운 “free” 상태의 페이지로 기록되는 것이다.

이렇게 변경된 데이터가 새로운 페이지에 완전히 기록되면원본 페이지는로 마킹되고 삭제되기 전까지 그 상태로 남게 된다

 

- 삭제동작

페이지는 덮어 쓰기가 불가능하기 때문에 한번상태로 된 페이지는 반드시 삭제하는 작업을 거쳐서상태로 전이할 수 있다그러나 삭제는 단일 페이지 단위로 처리될 수 없고그 페이지가 포함된 블록을 통째로 삭제해야 한다사용자는 읽기와 쓰기 명령만 데이터 액세스를 위해서 사용할 수 있으며삭제 명령은컨트롤러가공간이 필요할 때 자동적으로 내부 명령을 실행해서을 실행할 때 사용된다