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하드디스크 읽기/쓰기 속도가 다른 이유

과동's Choice


※ 지면 관계상 편집축약본을 싣습니다.

2011년 10월 말, 동남아시아 태국의 수도 방콕 주변에 기록적인 폭우가 쏟아졌다. 특히 태국에 집중된 하드디스크 조립 및 부품 생산 공장들이 큰 피해를 입었다. 하드디스크의 가격은 며칠 사이에 가격이 3배 가까이 폭등했고 아예 하드디스크를 구할 수 없는 경우도 있었다. 이제 홍수로 인한 피해는 어느 정도 복원됐지만 가격은 아직도 홍수 이전의 2배에 가깝다. 

이런 상황에서 많이 사람들은 하드디스크에 관심을 갖게 됐다. 사실 하드디스크의 정식 명칭은 하드디스크드라이브(Hard Disk Drive)다. 그런데 이 하드디스크에 숨겨진 비밀이 있다. 같은 하드디스크라도 정보가 저장되는 위치에 따라 읽기와 쓰기 속도가 다르다.

 


<;그림 1>;은 하드디스크의 가장 바깥쪽 드라이브, <;그림 2>;는 가장 안쪽 드라이브다. 물리적으로 다른 저장장치에서 파일을 복사할 때 속도가 2배 가까이 차이가 난다. 이런 상황을 가끔 겪어봤을 것이다. 저장 위치가 다를 경우 다른 하드디스크에서 파일을 복사해 올 때 속도 차이가 나거나 조금 무거운 게임을 실행할 때 로딩 시간도 차이가 난다. 



좀 더 자세히
읽기 속도를 측정했더니 바깥쪽에서 안쪽으로 갈수록 점점 속도가 느려짐을 알 수 있다. 

평소에는 모르고 지냈을 수 있지만 같은 하드디스크라고 해도 꽤 큰 성능 차이가 난다. 어떤 복잡한 기술적 원인 때문이라고 생각할 수도 있지만 사실은 매우 간단한 이유 때문이다. 하드디스크는 플래터라는 커다란 원판 위에 데이터를 기록한다. 정보를 읽거나 쓰기 위해서는 원판을 빠른 속도로 회전시켜야 한다.  하드디스크의 성능은 이 회전속도에 비례한다. 하지만 소음과 진동 때문에 데스크탑 컴퓨터에 사용하는 하드디스크의 회전속도는 7200rpm(1분에 7200바퀴)을 넘지 않는다. 이 사실로부터 왜 하드디스크의 바깥쪽 부분은 읽기와 쓰기 속도가 빠르고 안쪽 부분은 그 속도가 느린지를 알 수 있다.
 


 

간단한 물리를 도입해 보자. 원운동을 하는 물체가 단위시간당 원주 방향으로의 이동거리를 의미하는 선속력은 υ=ωr=2πr/T 로 표현할 수 있다.
 
즉 선속력는 원주의 길이를 주기로 나눈 것이다. 좀 더 쉽게 설명하자면 선속력이란 어떤 물체가 얼마나 빨리 도는지를 나타낸다.

위 식을 이용해 하드디스크 각 위치의 회전속력을 구해 보자. 앞에서도 말했듯이 일반적인 데스크톱용 회전속력은 7200rpm(1분에 7200바퀴)이므로 주기는 1/120초다. 플래터의 가장 바깥쪽 부분은 중심으로부터 8.89cm, 안쪽 부분은 2.54cm 정도 떨어져 있다. 이 값 들을 위 식에 대입했다.
 


 



V1 은 플래터의 가장 바깥쪽, V2는 플래터의 가장 안쪽 지점의 선속력이다. 실제 선속력은 3배 이상 차이가 난다. 다만 실제 성능은 정보 처리 과정에서 여러 기술들이 적용돼 그 차이가 2배가 채 되지 않는다.

이제 왜 하드디스크의 각 지점의 정보 처리 속도 차이가 나는지 알 수 있다. 그럼 몇 가지 할 일이 있다. 먼저 운영체제는 하드디스크의 가장 바깥쪽, 즉 가장 첫 번째 드라이브에 설치해야 한다. 또 자주 사용하는 파일일수록 하드디스크의 바깥쪽에 저장해야한다. 거의 사용하지 않는 파일은 안쪽 드라이브에 저장하면 된다. 그럼 어느 정도 빨라진 컴퓨터를 느낄 수 있다.

 
 

 

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2012년 2월 과학동아 정보

  • 중평중 김다윗 기자

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