하드디스크(HDD)에 대해 자주묻는 질문 정리

1. 왜 헤드와 플래터는 마모되지 않는가?

우리눈으로 보기에는 헤드와 플래터가 붙어서 움직이는것처럼 보이지만 실제로는 극히 미세한 높이로 떠서 움직인다.

이 미세한 높이를 눈에 보이게 설명하자면 전투기가 지상으로부터 1cm 고도에서 비행하는것과 동급인 수준이다.

나노공정으로 돌입한 현대의 전자회로가 경이롭다고 하는데, 실은 하드야말로 한참전부터 양자레벨에 돌입한 제품이다.

헤드와 플래터간의 거리는 스마트폰 표면에 묻은 지문높이의 1/20 수준이며, 담배연기의 분자가 그 사이에 들어가면 끼어버리는 정도다.

실제로 붙어서 움직이는 저장장치로는 플로피디스크(디스켓)이 있는데, 디스켓의 내구성이 약한 이유가 다름아닌 접촉식이었기 때문이다.

미디어와 리더의 물리적 마모가 불가피한 구조라서 그런것이며, 유휴시간에는 반드시 회전이 멈췄던 이유가 바로 내구성문제 때문이었다.

 

2. 하드디스크 내부는 진공인가?

결론부터 말하자면 아니다. 하드디스크가 외형적으로 금속하우징으로 마감이 되어있어서 그런 오해가 생긴것일 뿐이다.

위에서 얘기한대로 극히 미세한 높이로 헤드가 플래터위에 부상하기 위해서 공기대류를 이용하는데, 비행기와 원리가 같다.

또한, 하드가 작동하면서 내부온도가 상승하면 공기가 팽창하면서 기압이 높아지는 문제가 생기는데 이를 해결하기위해

하드디스크에는 숨구멍이 존재한다. 여기에는 초극세사 필터가 있어서 외부의 오염물질이 함부로 들어오지 못하게 여과된다.

이렇듯이 밀폐가 아니므로 진공상태에서는 하드디스크를 사용할 수 없다. 그런 환경에서는 다른 저장매체를 사용하는 편이다.

요즘에는 실제로 완전밀폐된 하드디스크도 존재하는데, 그것들은 헬륨충전된 제품들이다. 플래터와 헤드가 유난히 많은

최상위의 초고용량대 제품들인데 플래터를 담당하는 스핀들모터에 무리가 없도록 대류저항이 적은 기체로 헬륨을 채택한 것이다.

당연히 일반적인 공기중에는 헬륨이 없으므로 숨구멍을 만들어봤자 헬륨이 유실되기만 할테니 완전밀폐로 제작한 것이다.

 

3. 1번항목이 과장처럼 보인다고?

하드디스크가 얼마나 예민한지 보고가자.

클린룸에서 뚜껑열었다가 닫으면, 즉 먼지만 유입되지 않으면 고장안나는 세상은 이미 한참예전에 지나갔다.

커버를 고정하는 나사조임의 차이때문에 하드디스크 프레임의 뒤틀림에 영향이 생겨서 플래터와 헤드의 위치에 영향을 받는다.

공장에서 제품제조시에 가한 그대로의 힘으로 조여주어야 작동하는 모습을 영상에서 확인할 수 있다.

설령 어느정도로 조여야하는지 안다고해도 전문공구가 없으면 원상복구는 불가능하다. 일반인은 분해만 가능하다고 생각하자.

4. 헤드도 주차를 한다?

1번에서 얘기한대로, 하드디스크는 헤드와 플래터가 닿는순간 플래터표면이 손상되면서 배드섹터가 발생한다.

미사용중일때는 공기대류가 발생하지 않아서 헤드가 플래터에 내려앉으므로 구동을 마치기전에 헤드를 데이터영역에서 치워버린다.

이 작업을 헤드파킹이라고 부른다. 그리고 헤드가 자리잡는 장소를 파킹존이라고 부른다.

4-1. 구형 하드디스크의 파킹존

구형 하드디스크들은 플래터의 가장 안쪽의 영역을 파킹존으로 이용했다.

이유는 전송속도가 가장 떨어지는 지점이라서 그렇다.

하드디스크는 플래터회전으로 작동하며 플래터는 원형이므로 회전속도가 동일해도 플래터의 바깥부분에서 전송속도가 가장높고

안쪽으로 들어갈수록 전송속도가 떨어지는 현상이 있다. 그래서 헤드가 닿을수있는 가장 안쪽을 데이터영역으로 사용하지 않고

하드디스크의 전원이 꺼질때 헤드를 그 위치로 치워서 플래터회전이 멈췄을때 해당위치에 헤드가 안착하도록 만들었다.

이 방식의 단점은 플래터의 일부용량을 파킹존으로 사용하므로 포기해야 한다는 점,

미사용중인 상황에서 약간의 충격만으로도 헤드가 파킹존에서 탈출해서 플래터를 가로지르며 긁어버리는 경우가 있다는 점이다.

특징은 설계가 쉽다는 점이다. 별도의 장치도 없고 그냥 헤드만 플래터 안쪽으로 치우기만 하면 되니까.

4-2. 신형 하드디스크 & 모바일 하드디스크의 파킹존

신형과 모바일 하드디스크(IDE시절 구형포함)는 파킹존이 아예 플래터를 벗어나있으며, 헤드가 별도의 고정장치에 안착된다.

↑ 모바일 구형제품의 경우, 모바일이라는 특성상 충격에 대비하기위해 예전부터 이러한 방식을 이용했다. (IDE포트에 주목)

이로인해 4-1번에서 지적한 단점이 해소되었다.

파킹존이 플래터 바깥방향으로 위치한것의 장점으로는 플래터 바깥부분으로의 빠른 접근(고정장치에서 나오자마자 플래터 외곽),

구형모델보다 미사용중 충격에 강하며(헤드가 쉽게 빠지지않음), 플래터 가장 안쪽영역의 용량까지도 활용이 가능하다는 점이다.

특징은 (아주 약간의) 비용상승이다. 별도의 고정장치가 추가되며 헤드 엑추에이터의 구동범위가 넓어져야하기 때문이다.

참고비디오 :

 

고장난 헤드를 교체하는 비디오인데, 이 하드디스크는 구형이라 파킹존이 플래터 안쪽에 있다.

파킹존을 제외한 플래터의 다른영역에 헤드가 닿지않게 특수도구를 써서 수리하는걸 볼수있다.

4-3. 구동중에 갑자기 전원이 끊어진다면 어떻게 될까?

헤드파킹은 자동으로 되니까 걱정안해도 된다. 플래터가 돌고있던 회전에너지를 스핀들모터에서 역으로 이용하여 발전하고,

그 전력으로 헤드파킹을 한다. 헤드파킹에 걸리는 시간은 ms(밀리세컨드)단위로 짧고 전력이 적게 필요하여 가능한 일이다.

외장하드 사용자들은 이게 기계적으로 가능하다는 뜻일 뿐이지, 사용중 케이블을 그냥끊어도 된다는 말은 아니므로 오해하면 안된다.

이런 안전장치덕분에 플래터와 헤드가 기계적으로 안전할수는 있어도 예고없는 끊어짐으로 인한 소프트웨어적 오류는 별개의 문제다.

5.외장하드 안전제거는 필수일까?

안전제거라는건 드라이브의 안전보다도 소프트웨어적인 문제를 예방하기 위한 조치라고 보면된다.

우리가 파일을 읽기쓰기할때 겉으로보면 명령즉시 읽고쓰는게 되는것같지만 실제로는 중간에 캐싱이 끼어있고해서 매우 복잡한 형태다.

그래서 그냥보기에는 읽기쓰기가 끝난것 같아도 실제로는 캐시에만 써두고 실제로는 읽거나 쓰지를 않은 경우가 대다수임.

이런건 디스크 스케줄링 알고리즘에 의해서 컴퓨터 스스로 적당하다고 판단되는 유휴시간에 실제데이터를 업데이트하는데

만약 캐시에서 실제드라이브로 옮기지 않은 상황(캐시에는 변경이 반영됐으므로 운영체제에서는 읽기나 쓰기가 완료됐다고 반환됨)에서

니가 케이블을 그냥 뽑아버리면? 넌 저장했다고 생각한 어떤파일이 실제로는 그냥 허공으로 날아가는거다. (변경전으로 강제롤백)

6.외부적인 작용이 없으면 하드는 사용량때문에 문제생길일이 없다?

사용량 많을수록 배드섹터가 조금씩 생기고 점차 수명이 줄어드는걸로 아는데. 내구성 실험할때 강제로 용량 쓰게 해서 어느 정도의 용량까지 하드가 버티는지 실험하는 걸로 안다. 최종 수치갖고 이 정도면 일반인이면 몇 년 쓸거다 추측치 내는거고. 물리적인 한계치가 존재한다는 소리. 하드 미친듯이 쓰는 사람은 10년도 못 쓰고 하드 날린다더라. 특히 토렌트는 업다운이 동시어 이뤄지니까 용량을 두 배로 쓰므로 수명을 빨리 갉아먹지. 외부적인 작용이 없으면 하드는 사용량때문에 죽는 일은 없다고 주장하는 사람들도 있는데. 

http://m.segye.com/content/html/2007/02/20/20070220000425.html 

여기보면 초기에 고장 나는 하드는 샘플에서 제외되기 때문에 전체 수명이 늘어난 것. 이라고 돼있음. 다른 내용도 살펴보면 사용량과 고온의 환경이 고장과 무관하다면서 뒤에는 온도 얘기만 한다. 이 실험 자체가 온도에 주로 초점을 둔 실험이었다는 소리. 그러면서도 수명 얘기는 빼놓지 않고 수명이 길다는 표현을 씀. 구글에서 하드디스크 수명이라고 치기만 해도 엄청나게 나온다. 보통 10년을 못 넘긴다고. 평균수명 시간까지 나온다

오래쓰다보면 저절로 생기는 문제로는 논리적 배드섹터인데 이건 윈도의 디스크검사만 해줘도 해결되는 경우가 있고

정안되면 그냥 윈도 밀고(그냥포맷보다도 파티션을 밀었다가 다시 생성하는게 더 나음) 다시설치하면 해결되기도 하고 그렇다.

7.백업은 어디다, 어떻게 해야할까?

백업중시하는 사람은 하드 두개사서 레이드걸어놈

그마저도 외장하드에 하나는 빼놈..

레이드도 넘버링에따라 목적이 다름. 

내가 말하는 레이드는 하나 하드에 저장을 시키면 자동으로 다른 하드에 1:1로 똑같이 저장을 시키는 류의 레이드를 말함. 하드 하나가 뻑나도 하나는 제대로 살아있기때문에 자료보존이 가능하고 천재지변으로 번개떨어져서 접지타고 고압전류가 흘러서 좌우지간 퓨즈고뭐고 보호회로고 뭐고 작동안되서 파워가 터지고 메인보드도 나가고 하다보니 하드 둘다 날아간경우를 대비해서 외장하드에다가 주기적으로 백업시키는 사람이 있다. 그게 나다

SSD의 경우엔 셀전압이 저하되서 데이터가 불분명해지고

HDD의 경우엔 자기값이 약해져서 데이터가 불분명해진다.

보통 변조 5년정도 유지를 바라봄. 영원이란 없다. 어느정도 주기마다 전기를 넣어주는것도 아주 중요함.

어느정도는 컨트롤러에서 보상이 가능하지만 정도를 넘어서면 데이터는 안녕~ 되는거지.

누가 훼방쳐서 자료를 훼손훼손! 하는게 아니라 기억이 흐릿- 해지는거라고 보면 된다.

어차피 니가 컴터 킬때마다 하드에 전기들어가면서 시스템이 쭉 한번 점검하기때문에 상관없음.

외장하드에 보관한채로 그 하드를 어디 창고나 다락방에 치워두고 5년이상 재작동 안해보면 문제가 생기지만

하드복구업체들 왜 그렇게 돈을 높게 부를까?

데이터복구라는게 변수도 많고 업체에서 하는작업은 개인이 크랙된 복구툴받아서 뚝딱돌리는 그런게 아니다.

하드의 물리적 파손여부등 작업수준에 따라서 개인작업이랑 별차이 없는경우도 있긴하지만 일반적으론 만만한게 아니다.

경우에따라선 클린룸에서 플래터를 들어내고 자기모멘트스캔을 해야하기도 하고 다양하다. 그리고 복구대상인

데이터가 복구비용 이상의 값어치가 있다면 당연히 돈내고 복구를 하지. 그 이하라면 데이터를 포기하는거고.

이상, 하드디스크에 대한 잘 알려지지 않은 비밀같은 정보를 알아보았다.

세줄요약 :

1. 하드디스크 내부는 진공이 아니며 헤드는 바람타고 날라다니고 주차도 한다.

2. 반도체 미세공정만 대단한게 아니라 하드디스크도 미세함으로는 엄청나다.

3. 하드 구동중에 갑자기 전원끊어져도 괜찮긴한데 일부러 하라고는 안했다.