디스크 섹터

Disk sector
그림 1: 디스크 구조:
  1. 추적하다
  2. 기하학적 섹터
  3. 디스크 섹터
  4. 클러스터

컴퓨터 디스크 스토리지에서 섹터는 자기 디스크 또는 광디스크에 있는 트랙의 하위 구분입니다.각 섹터에는 사용자가 액세스할 수 있는 고정량의 데이터가 저장됩니다.일반적으로 하드 디스크 드라이브(HDD)의 경우 512바이트, CD-ROM 및 DVD-ROM의 경우 2048바이트입니다.새로운 HDD는 고급 포맷(AF)이라고 불리는 4096바이트(4KiB) 섹터를 사용합니다.

섹터는 하드 드라이브의 [1]최소 저장 단위입니다.대부분의 디스크 파티셔닝 방식은 파일의 실제 크기에 관계없이 파일이 정수 섹터를 차지하도록 설계되었습니다.섹터 전체를 채우지 않는 파일은 마지막 섹터의 나머지 부분을 0으로 채웁니다.실제로 운영체제는 일반적으로 여러 [2]섹터에 걸쳐 있는 데이터 블록에서 작동합니다.

기하학적으로 섹터라는 단어는 중심, 반지름 2개와 대응하는 원호(그림 1, 항목 B 참조) 사이에 있는 원반의 일부를 의미하며, 원반은 파이 조각과 같다.따라서, 디스크 섹터(그림 1, 항목 C)는 트랙 섹터와 기하학적 섹터의 교차점을 나타냅니다.

최신 디스크 드라이브에서 각 물리적 섹터는 섹터 헤더 영역(일반적으로 "ID"라고 함)과 데이터 영역의 두 가지 기본 부분으로 구성됩니다.섹터 헤더에는 드라이브 및 컨트롤러가 사용하는 정보가 포함됩니다. 이 정보에는 동기 바이트, 주소 식별, 결함 플래그 및 오류 감지 및 수정 정보가 포함됩니다.헤더에는 데이터 영역을 신뢰할 수 없는 경우 사용되는 대체 주소가 포함될 수도 있습니다.주소 식별은 드라이브의 메커니즘이 읽기/쓰기 헤드를 올바른 위치에 배치하는 데 사용됩니다.데이터 영역에는 동기 바이트, 사용자 데이터 및 데이터에 유입되었을 가능성이 있는 오류를 확인하고 수정하는 데 사용되는 ECC(Error Correcting Code)가 포함됩니다.

역사

최초의 디스크 드라이브인 1957년 IBM 350 디스크 스토리지는 트랙당 100자 섹터가 10개씩 있었으며, 각 문자는 6비트였고 패리티 비트를 포함했습니다.트랙당 섹터 수는 모든 기록 표면에서 동일했습니다.각 [3]섹터와 관련된 녹음된 식별자 필드(ID)가 없습니다.

1961년 IBM 1301 디스크 스토리지는 IBM이 레코드라고 부르는 가변 길이 섹터를 도입했으며, 각 레코드에 레코드([4][5]섹터)의 데이터와 분리된 레코드 주소 필드를 추가했습니다.현대의 모든 디스크 드라이브에는 섹터 내의 데이터와는 별도로 ID 필드라고 불리는 섹터 주소 필드가 있습니다.

또한 1961년 브라이언트는 4000 시리즈와 함께 트랙당 섹터 수를 트랙 직경의 함수로 변화시키는 존 레코딩 개념을 도입했습니다. - 내부 [6]트랙보다 외부 트랙에 더 많은 섹터가 있습니다.이것은 1990년대에 업계의 관례가 되어 오늘날에는 표준이 되고 있습니다.

1964년 IBM System/360과 함께 발표된 디스크 드라이브는 이전 세대의 문자별 탐지 패리티를 대체하는 CRC(순환 중복 검사)를 통해 섹터(레코드)의 모든 필드에서 오류를 감지했습니다.당시 IBM의 섹터(기록)는 물리적 섹터에 데이터 검색에 도움이 되는 핵심 필드인 세 번째 필드를 추가했습니다.이러한 IBM 물리 섹터(레코드)에는 ID 필드로 기능하는 카운트 필드, 대부분의 디스크 드라이브 섹터에는 존재하지 않는 키 필드 및 레코드의 CKD 형식이라고 불리는 데이터 필드가 있습니다.

1970년 IBM 3330 디스크 스토리지는 대부분의 오류를 감지하고 많은 [7]오류를 수정함으로써 데이터 무결성을 개선하기 위해 각 섹터의 데이터 필드에 있는 CRC를 ECC(오류 수정 코드)로 대체했습니다.결국 디스크 섹터의 모든 분야에는 ECC가 있었습니다.

1980년대 이전에는 섹터 크기의 표준화가 거의 이루어지지 않았습니다. 디스크 드라이브는 트랙당 최대 비트 수를 가지고 있었고 다양한 시스템 제조업체는 트랙을 OS와 애플리케이션에 맞게 다른 섹터 크기로 세분화했습니다.1980년대 PC의 인기와 1980년대 후반 IDE 인터페이스의 등장으로 512바이트 섹터가 HDD 및 유사한 스토리지 장치의 업계 표준 섹터 크기가 되었습니다.

1970년대에 IBM은 고정 블록 아키텍처인 FBA DASD(Direct Access Storage Devices)를 CKD DASD 라인에 추가했습니다.CKD DASD는 여러 가변 길이 섹터를 지원하지만 IBM FBA DASD는 512, 1024, 2048 또는 4096 바이트의 섹터 크기를 지원했습니다.

2000년에 업계 무역 조직인 IDEMA(International Disk Drive Equipment and Materials Association)는 향후 데이터 스토리지 [8]용량의 증가에 대응하기 위해 512바이트를 초과하는 섹터 크기 포맷을 관리하는 구현 및 표준을 정의하는 작업을 시작했습니다.2007년 말, 향후 IDEMA 표준에 대한 기대감으로 삼성과 도시바는 4096바이트 섹터의 1.8인치 하드 디스크 드라이브를 출하하기 시작했습니다.2010년 IDEMA는 4096 섹터 [8]드라이브에 대한 고급 포맷 표준을 완료하고 모든 제조업체에서 [9]512바이트 섹터에서 4096바이트 섹터로 전환하는 날짜를 2011년 1월로 설정했으며, 곧 고급 포맷 드라이브가 보급되었습니다.

섹터 대 블록

섹터는 특히 물리적 디스크 영역을 의미하지만 블록이라는 용어는 작은 데이터 청크를 가리키는 데 느슨하게 사용되어 왔습니다.블록은 컨텍스트에 따라 여러 가지 의미를 가집니다.데이터 스토리지에서 파일 시스템 블록은 여러 섹터를 포함할 수 있는 디스크 섹터에 대한 추상화입니다.다른 상황에서는 데이터 스트림의 단위 또는 유틸리티의 [10]연산 단위일 수 있다.예를 들어 Unixprogramdd를 사용하면 실행 중에 사용되는 블록 크기를 파라미터로 설정할 수 있습니다.bs=bytesdd에서 전달되는 데이터 청크의 크기를 지정합니다. 섹터 또는 파일 시스템 블록과는 관련이 없습니다.

Linux의 경우 디스크 섹터 크기는sudo fdisk -l grep "Sector size"블록 사이즈는 다음과 같이 결정할 수 있습니다.sudo blockdev --getbsz /dev/sda를 클릭합니다.[11]

존 비트 기록

주요 기사: 존 비트 기록

섹터가 초기 하드 드라이브 및 대부분의 플로피 디스크와 같이 반지름과 트랙의 교차점으로 정의되는 경우 디스크 바깥쪽 섹터는 스핀들에 가까운 섹터보다 물리적으로 더 깁니다.각 섹터는 여전히 같은 바이트 수를 포함하고 있기 때문에 외부 섹터는 내부 섹터보다 비트 밀도가 낮아 자기 표면을 효율적으로 사용하지 못합니다.해결책은 존 비트 레코딩입니다.디스크는 존으로 분할되어 각각 소수의 연속 트랙을 포함합니다.그런 다음 각 구역은 각 구역이 유사한 물리적 크기를 가지도록 섹터로 나뉩니다.외부 구역은 내부 구역보다 원둘레가 크기 때문에 더 많은 섹터가 할당됩니다.이를 존 비트 [12]레코딩이라고 합니다.

존 비트 레코딩의 결과, 회전할 때마다 더 많은 비트가 헤드 아래를 통과하기 때문에 연속적인 읽기 및 쓰기가 내부 트랙(낮은 블록 주소에 대응)보다 훨씬 빠릅니다. 이 차이는 25% 이상일 수 있습니다.

고급 포맷

주요 기사:고급 포맷

1998년에는 기존의 512바이트 섹터 크기가 무어의 법칙을 초과하는 속도로 증가하고 있던 용량 증가에 걸림돌이 되는 것으로 확인되었습니다.4096바이트 섹터를 사용한 고급 포맷을 구현하여 데이터 필드의 길이를 늘리면 이 장애가 해소됩니다.데이터 표면적의 효율이 5~13% 향상되는 한편 ECC의 강도를 높여 용량을 늘릴 수 있습니다.이 포맷은 2005년에 업계 컨소시엄에 의해 표준화되었으며 2011년까지 모든 하드 드라이브 제조업체의 모든 신제품에 통합되었습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Hamington, Suzie (2004-01-01). Computer Science. Lotus Press. p. 42. ISBN 9788189093242.
  2. ^ Tucker, Allen B. (2004-06-28). Computer Science Handbook, Second Edition. CRC Press. p. 86. ISBN 9780203494455.
  3. ^ 305 RAMAC Random Access Method of Accounting and Control Manual of Operation (PDF). IBM. 1957.
  4. ^ IBM 1301, Models 1 and 2, Disk Storage and IBM 1302, Models 1 and 2, Disk Storage with IBM 7090, 7094, and 7094 II Data Processing Systems (PDF). IBM. A22-6785.
  5. ^ IBM 1301, Models 1 and 2, Disk Storage and IBM 1302, Models 1 and 2, Disk Storage with IBM 1410 and 7010 Data Processing Systems (PDF). IBM. A22-6788.
  6. ^ Technical Data - Series 4000 Disk File (PDF). Bryant Computer Products. 1963.
  7. ^ Reference Manual for IBM 3330 Series Disk Storage (PDF). IBM. March 1974. GA26-1615-3.
  8. ^ a b "The Advent of Advanced Format". IDEMA. Retrieved 2013-11-18.
  9. ^ Skinner, Heather (29 June 2010). "IDEMA launches "Are you ready?" campaign to prepare industry for Hard Disk Drive sector format change" (PDF). www.idema.org. Archived from the original on 14 December 2020. Retrieved 14 December 2020.
  10. ^ "Difference between block size and cluster size". unix.stackexchange.com. Retrieved 2015-12-13.
  11. ^ "Disk Sector and Block Allocation For File". stackoverflow.com. Retrieved 2015-12-13.
  12. ^ Kern Wong (January 1989), DP8459 Zoned Bit Recording (PDF), National Semiconductor, archived from the original (PDF) on 2011-06-15, retrieved 2010-03-10