ATA 이야기 - 1

 처음 질문으로 돌아가서, ATA 라는 것은 Advanced Technology Atatchment 의 약자로 저장 장치와의 통신을 위하여, 주요 HDD 제조 업체 및 표준제정 집단에서 만들어진 일종의 protocol 문서입니다. 제가 생각하는 spec 탄생에 대한 대강의 역사는 흔히 computer 라 불리는 기기에 쓰이는 보조 기억 장치 기기들이 여러 종류 등장하게 되고, 각종 저장 장치들과의 통신하는 방법이 각양각색이라 이를 통합 및 표준화하고자 만들어진 것이 ATA spec 의 시초일 것 같습니다. 현재 남아있고 또 쉽게 찾아볼 수 있는 ATA 장치라고 하면 HDD, SSD, CD-ROM 장치 정도가 되겠습니다. ATA 에서는 저장 장치류를 구분할 때 removable 과 그렇지 않은 녀석으로 구분합니다.위의 세 가지는 non-removable 이고 removable 의 대표적인 예는 USB 장치가 있습니다. 그렇습니다. ATA 장치라 함은 곧 저장 장치를 뜻하는 것으로 이해하면 될 것 같습니다. 그럼 ATAPI 는 무엇일까요? ATA with Packet Interface 장치를 말합니다. CD-ROM 장치나 SCSI 장치 등 Packet Interface를 사용하는 장치들의 지원을 위해 추가된 내용을 말합니다.

 ATA 에서 저장 장치와 통신하는 interface 방식은 PATA 와 SATA 두 가지 방식이 있습니다.  PATA 는 전송 속도의 한계가 존재하기에, 현재 고용량화되어 전송 속도가 한계치를 넘어버린 2.5" HDD 이상에서는 거의 쓰이지 않습니다. 아주 드문 경우로 전력 소모가 굉장히 중요한 요소가 되는 장치에서는 가끔 쓰이는 경우가 있고, 전송 속도가 중요하지 않는 소형 HDD 에도 사용되고 있긴 하나 이젠 구시대의 유물로 처리되는 분위기입니다. 중요한 걸 빠트렸군요. PATA는 Parallel ATA 의 약자로 병렬 방식으로 통신하는 것을 뜻합니다.  SATA 는 Serial ATA 로 직렬 방식의 interface 로 PATA 의 전송 속도 한계를 극복하고자 만들어진 것입니다. 물론 전송 속도 외에 SATA 만이 가지는 고유한 명령어나 power management 를 위한 몇 가지 방식이 도입되기는 했으나, 일반인이 이해하기에 PATA 와의 차이점은 통신 방식과 전송 속도의 차이면 충분할 것 같습니다. SATA 가 대세가 되어버린 지금, 기술도 많이 발전하여 어느새 3.0 까지 나왔습니다. 각각의 version 별로 조금씩 추가되고 발전된 내용이 있긴 하지만 간단하게 말하자면, 1.0 은 1.5Gb/s, 2.0 은 3.0Gb/s, 3.0 은 6.0Gb/s 이런식으로 지원하는 전송 속도가 뒤로 갈 수록 빨라지게 됩니다. SATA 는 별도의 spec 이 존재할만큼 그 내용이 방대하기에 나중에 따로 다루도록 하겠습니다.

 이 글에서 뿐만 아니라 앞으로 이어질 글에서도, 자료형의 정의는 아래와 같습니다. 보통 word 라는 녀석은 chip 에 많이 의존하는데 spec 이 만들어졌을 때 16bit chip 을 썼나 봅니다. 그리고 아직도 16bit 입니다.  - Byte : 8bit  - WORD : 16bit = 2 bytes  - DWORD : 16bit = 2 words = 4 bytes

 ATA spec 의 주 내용 중 거의 70%는 command 에 관련된 내용이니, command 가 어떻게 나가고 그에 대한 응답을 어떻게 받는지를 먼저 알 필요가 있겠습니다. ATA 에서 I/O 의 가장 기본이 되는 것은 바로 Task File Register(이하 TFR) 입니다. TFR의 구성은 command 의 종류에 따라 다지만 기본 구성은 아래와 같습니다.원래는 TFR 이라는 용어가 없는데, 제가 Task File Register 를 계속 쓰려하니 귀찮아서 만든 약어입니다. 전체적인 TFR set 의 구성은 아래 그림과 같습니다.

 28bit command 의 경우 1 byte 크기를 가지는 7 개의 register 를 사용하고, 48 bit 의 경우 2 byte 크기를 가지는 register 5 개와 1 byte 크기를 가지는 register 2 개를 사용합니다. 뭐 결국 크기만 다르지 TFR 의 개수는 동일하다고 보면 됩니다. 아래 그림은 각각의 경우에 대한 TFR 이 어떻게 구성되는지에 대한 것입니다. 

[28bit Read DMA command 에 대한 TFR 구성] 

[48bit Read DMA Extended command 에 대한 TFR 구성]

 맨 처음 그림(I/O registers)에 보이는 것과 실제 command 를 보낼 때의 사용을 보면 한 녀석이 비는 것을 찾으셨나요? 빠진 녀석은 Data register 인데 이는 DATA I/O coomand 에서 실제 어떤 data 를 I/O 할 것인지에 대한 정보를 담고 있는 녀석입니다. Non-data command 에서는 이 녀석을 사용하지 않습니다. 그럼 28bit command 와 48bit command 는 무엇일까요? 초기에 저장 장치는 용량이 작아서 28bit 면 모든 영역에 대하여 주소 지정을 할 수가 있었습니다. 28bit 면 128GB 까지 주소 지정을 할 수가 있습니다. 그러다 몇 년 전부터 128GB 를 넘는 HDD 가 쏟아져 나오기 시작하면서부터 28bit command 로는 128GB 를 넘는 영역에 대하여 access 를 할 수 없게 됩니다. 이 문제를 해결하기 위하여 48bit command 가 만들어졌고 이들을 위한 TFR set 이 추가되게 됩니다. 간단하게 48bit command 는 128GB 보다 더 큰 용량을 가지는 저장 장치를 처리하기 위한 command 인 것입니다. 48bit 를 가지고 처리할 수 있는 용량은 128PB 까지입니다. 감이 안오시나요? 128PB = 131072TB = 134217728GB 가 됩니다. 현재 2TB 의 3.5" HDD 가 막 개발되어 양산 준비 중인 것을 보면 한동안은 48bit 로도 충분할 것으로 보입니다. 여기서 예리하신 분은 어떻게 위의 용량이 나오게 됐는지 궁금하실 겁니다. 28bit 를 가지고 계산하면 256M 까지 밖에 나오지 않는데 어떻게 128GB 가 되는 것일까요? 그 이유는 각각의 bit 는 각각의 sector 를 가르키기 때문입니다. 그럼 sector 는 뭘까요? sector 라는 것은 HDD 에 access 할 때 최소 단위이고 그 크기는 현재 일반적인 기준으로 512bytes 입니다. 즉 256M * 512bytes = 128GB 가 되는 것입니다. 잠시 딴 이야기를 해보자면 과거 1 sector = 512 bytes 라는 인식이 지배적이었습니다. 그러나 HDD 도 용량 늘리기의 한계에 부딛혔는지 sector 크기를 늘리기 시작하고 있습니다. 실제로 Western Digital 의 경우 sector 크기를 늘린 새로운 sector 크기에 대하여 뭔가 신기술인 마냥 언론에 홍보를 시작하더군요. 왜 sector 크기를 늘리면 용량 확보에 유리한지에 대한 이유는 시간이 되면 설명드리고 일단은 현 추세가 그렇다는 것입니다. 이렇게 sector 크기를 늘린 것에 대해 super sector 또는 multi-sector 라는 용어를 사용하고 있습니다. 그러나 문제는 이렇게 sector 크기를 늘리더라도 Windows XP 에서는 해당 HDD 를 사용할 수 없습니다. OS 에서 지원하지 않기 때문이죠. Vista 이상의 상위 version 에서는 지원하도록 돼있습니다. Linux 계열은 잘 모르겠네요... TFR 을 설명하다가 얘기가 잠시 딴 곳으로 새버렸군요. 다시 본론으로 돌아와서, TFR 이 28bit 와 48bit 두 종류로 이루어져있지만 주소를 지정하는 부분을 제외하고는 실제 command code 와 sub-command 를 처리하기 위한 feature code 의 사용은 거의 동일하기에, 두 경우에 대해 공통적으로 적용되는 각각의 녀석들에 대해 알아보도록 하겠습니다. TFR 은 Host to Device(이하 H2D)로의 방향과 Device to Host(D2H)로의 방향에 따라 각각의 녀석들이 다른 의미로 사용됩니다. 일단은 H2D 방향에서 어떻게 사용되고 그 의미가 무엇인지에 대해 알아보겠습니다. 위의 그림들은 모두 H2D 방향입니다. H2D 방향에서 가장 중요한 녀석은 command register 입니다. Command 는 host 가 device 로 어떤 command 를 보낼 것인가에 대한 정보를 담고 있습니다. ATA spec.에 나와있는 command 는 많이 있으나 그 종류는 딱 세 가지 밖에 없습니다. 더 크게 나누자면 두 종류입니다. data I/O 가 있는 command 와 없는 command 로 일단 나뉘고, I/O 의 방향에 따라 DATA in/out 으로 나뉘게 됩니다. 여기서 in/out 의 방향을 제대로 이해하셔야 합니다. 기준은 host 를 말하기 때문에 in 이라는 것은 host 로 data 가 들어오는 것을 의미합니다. Host 로 data 가 들어온다 즉, 저장 장치로부터 data 를 읽으면 그 data 가

들어오기 때문에 붙여진 이름입니다. Read 계열의 command 가 data in command 입니다. Out 은 반대로 write 계열입니다. 물론 모든 command 에 대해 read/write 로 분류할 수는 없지만 여기서는 in/out 의 개념을 설명하고자 한 것입니다. 요약하자면 command register 는 어떤 command 를 보낼지에 대한 값이고 그 값은 spec.에 정해져 있고, 그 종류는 DATA IN, DATA OUT 그리고 NON-DATA command 로 분류할 수 있다입니다. Feature register 는 위에서 살짝 언급했지만 sub-command 를 사용하고 싶을 때 사용합니다. Read 나 Write command 의 경우 단순하게 data I/O 밖에 없는 경우는 feature register 를 사용하지 않습니다. 반대로 ATA command 중에 SET FEATURE 라는 녀석이 있는데 이 녀석은 HDD 의 여러가지 feature 들을 사용자 입맛에 맞게 제어할 수 있도록 해줍니다. 그런데 feature 들이 워낙 많으니 각각의 feature 들을 제어하기 위하여 각각에 대하여 sub-command code 를 할당해놓았습니다. 그래서 host 가 command 를 실어 보낼 때 특정 feature 를 선택하고 싶을 때 각 feature 에 해당하는 값을 feature register 에 함께 싫어서 보내게 되면, 저장 장치는 이 것에 맞게 해당 feature 를 제어하는 것입니다. Device register 는 말 그대로입니다. 오래전에는 주소 지정 방식이 HDD 에서 사용하는 cylinder, head, sector(이하 CHS)와 같은 physical address 를 직접 지정해서 access 할 수 있는 방식을 사용하던 때가 있었다고 합니다. 그러다 CHS 방식이 위에서 언급한 용량의 한계와 비슷한 문제에 부딛혀서 이를 극복하고자 Logical Block Address(이하 LBA) 방식이 도입되게 됩니다. 이렇다 보니 CHS command와 LBA command 를 구분하기 위한 방법이 필요했고 이를 위하여 device register 에 bit 하나를 할당해줍니다. 또 예전의 PATA interface 시절에 여러개의 HDD 를 사용하고 싶을 때 각각을 구분하기 위해 master/slave 라는 개념을 사용했었습니다. 이를 구분하기 위해 또 bit 를 할당해주었습니다. 이 외에 feature register 처럼 각각의 command 에서 제어하고자 하는 기능들이 다르기 때문에 각 command마다 각자 입맛에 맞게 이를 사용하기도 합니다. 각각의 bit definition은 아래와 같습니다.

 다음은 sector count register 입니다. 이름에서 벌써 팍 꽂히지 않습니까? 맞습니다. DATA I/O 계열의 command 에서는 얼마나 I/O 를 할 것인지에 대한 정보를 담고 있는 녀석입니다. 28bit command 에서는 8bits 를 사용하기에 최대 I/O size 는 255 sectors 가 되고, 48bit command 는 16bits 를 사용하기에 65535 sectors 가 최대가 됩니다. 48bit command 의 경우 I/O size 가 크니 28bit command 에 비해 command 를 더 적게 사용해도 되는 장점이 있습니다. 하지만 제가 아는바로는 XP는 127 sectors 이상을 사용하지 않습니다. 공전절후의 hit 를 기록한 OS XP 도 시간이 지나니 점점 퇴물이 되는 것은 어쩔 수 없나 봅니다. NON-DATA command 계열에서는 또 다르게 사용되기도 합니다. Feature/Device register 처럼 해당 command 에 대하여 sub-control 이 필요할 때 사용하기도 합니다. Sub-control/command 에 관련된 내용은 각각의 command 를 살펴볼 때 어떤 의미와 어떻게 사용되는지 알아보도록 하겠고, 여기서는 간단하게 넘기도록 하겠습니다. 자 마지막으로 주소 지정 register 들입니다. 이 녀석들은 정말 딱 한 개를 제외하고는 NON-DATA command 에서는 거의 의미가 없는 녀석들입니다. 좀더 진실을 말하자면 ATA spec.에 있는 command 에 대해서지만요. 그리고 위의 그 한 개라는 주인공은 SMART command 인데 이 녀석의 복잡도는 ATA command 중 최강을 달리기 때문에 나중에 설명하도록 하겠습니다. 아무튼 주소 지정 register 는 DATA IN/OUT command 에서 저장 장치의 특정 위치를 access 하고자 할 때 그 주소를 지정해주는데 사용합니다. 28bit command 는 8bits 로 이루어진 register 3 개, LBA Low, LBA Mid, LBA High 와 device register 의 하위 4bit 를 빌려서 주소를 지정하게 됩니다. 위의 READ DMA command 에 대한 TFR 그림을 보시면 어떻게 구성되는지를 보여줍니다. 48bit 는 16bits 로 이루어진 LBA L/M/H 를 사용하고 따로 빌려쓰지는 않습니다. 그런데 한 가지 좀 복잡한 것이 있다면 순차적으로 L/M/H 를 붙이면 LBA 가 나오는 것이 아니라 좀 뒤 엉켜 있는 것을 알 수 있습니다. 그 이유는 기존의 28bit 시절에 TFR 뒤에 48bit 를 위한 TFR 을 추가한 꼴이 되버렸기 때문입니다. TFR 은 순차적으로 위치해있는데 그 순서를 뒤바꾸면 호환성에 문제가 생기니 뒤에 추가하게 된 것이고, 그렇다 보니 이렇게 엉망이 되버린 것입니다. 그러나 위의 LBA 계산은 모두 I/O controller chip 이 알아서 해주니, 직접 register 들을 열어보지 않는 이상 계산상의 수고스러움은 없을 것입니다. 전 직접 열어볼 일이 많기 때문에 애시당초 잘 만들지라는 생각을 매번 하게 되고, 계산할 때마다 짜증이 묻어납니다... 마지막으로 Device Control register 입니다. Bit 중에 bit 7 은 HOB(High Order Byte)로 H2D 로는 48 bit/28 bit command 에 대한 정보를 알려주는 기능과, bit 2 의 SRST 는 soft reset 에 대한 처리를 위한 기능 그리고 data 전송 제어를 위한 위한 bit 1, nIEN bit 세 가지가 중요하게 쓰입니다. 첫 번째를 빼고는 다소 어렵고 복잡한 내용입니다. 간단하게 얘기를 하자면 RESET coomand 를 보낼 때 SRST bit 을 set 해서 command 를 보내고, nIEN 은 device 로부터의 INTRQ 를 enable

하느냐 disable 하느냐를 제어하기 위한 bit 입니다. 이건 간단하게 얘기해도 복잡하네요... 써놓고 보니 HOB 와 SRST 는 이해가 되는군요. nIEN 은 아직은 4 차원인 것 같으니 차후 SATA protocol 을 다룰 때 설명하도록 하겠습니다. 자, 이제까지 H2D 로의 TFR 의 의미와 어떻게 쓰이는지 알아봤으니 D2H 에 대한 것도 알아보겠습니다. D2H 로의 TFR 은 굉장히 간단하면서도 알아야 할 것들이 좀 있습니다. 간단한 것만 여기서 다루고 알아야 할 것들은 각각의 command 를 다루는 부분에서 설명하도록 하겠습니다. 그럼 간단한 것에 대해 알아보죠. 왜 간단하다는 표현을 썼냐면, 기본 적인 틀은 모든 command 가 비슷하기 때문입니다. command 를 보내는 것이 H2D 니 거기에 대한 응답이 D2H 가 되고, 이 때 담을 내용은 command 를 수행했는데 결과가 어떻더라는 것이 전부입니다. 더 간단하게 말하면 error 가 있었냐 없었냐만 알려주면 되는 것이죠. 그래서 D2H TFR set 은 항상 status 와 error register 값을 유심히 살펴볼 필요가 있습니다.  먼저 status register 는 error 가 있었냐 없었냐에 대한 정보와 현재 장치의 상태가 어떠한가에 대한 정보를 담아서 보내주는 녀석입니다. 각각의 bit definition 은 아래 그림과 같습니다.

[Status Register 의 bit definition] 그럼 각각의 bit 에 대한 의미를 살펴보겠습니다. BSY bit 은 현재 장치가 동작 중이라는 뜻으로 busy 의 약자입니다. 장치가 해당 command 를 수행하기 위해 열심히 뭔가를 하고 있다는 것을 뜻합니다. DRDY 는 drive ready 의 약자로 말 그대로 새로운 command 를 수행할 준비가 되어 있다는 뜻입니다. DF/SE 는 각각 device fault/stream error 를 뜻하는 것으로, 모든 command 에서 set 해서 내보내지는 않습니다. 약 3 년 간 HDD 를 지켜보고 있지만 단 한 번도 보지 못한 bit 입니다. 잘 안쓰이는 것 같더군요. SE 는 streaming command 만 set 하는 bit 입니다. 이 녀석에 대한 것은 feature set 을 다룰 때 살펴보도록 하겠습니다. Bit 4 는 저장장치의 종류에 따라 다르게 쓰입니다. 가령 HDD 의 경우 seek 라는 동작을 매 read/write 마다 수행하기에 일반적으로 DRDY 에 bit 4 를 함께 set 합니다. 보통 DSC 로 불리며무슨 의미냐면, Device Seek Complete 를 뜻합니다. 이상 상위 bit 4 개에 대해 살펴보았습니다. 한 숨 돌리고 하위 4bit 를 살펴보겠습니다. 하악하악(^.^;;;) 하위 4bit 중 bit 1, 2 는 현재 제가 이 글을 쓰고 있는 ATA-7 기준으로는 사용되지 않습니다. 설명할게 줄어서 정말 기쁩니다~. 이번엔 순서를 바꿔서 bit 0 부터 설명하겠습니다. 사실 bit 0 는 command 에 대한 응답으로써의 TFR 중 error 가 있었냐 없었냐를 알려주는 매우 중요한 bit 입니다. 명칭은 ERR/CHK 이고 Error/Check 입니다. 즉 error 가 났으니 error register 를 check 해보라 라는 뜻입니다. Bit 3 인 DRQ 는 Data ReQuest 를 뜻합니다. 이것도 각각의 data 전송 방식에 따라 set 되는 위치가 바뀌기는 하지만 기본적인 의미는 data 전송 중이라는 의미입니다. 자 그럼 이렇게도 생각을 해볼까요? Device 가 data 를 전송 중이라면 바쁜 상황일까요? 아닐까요? 네 당연 바쁜 상황이겠죠. 그래서 보통 DRQ 는 BSY bit랑 거의 대부분 함께 짝을 이룹니다. 각각의 protocol 아주 미묘한 시간차에 의해 아닐 때가 있긴 하지만 우리는 인간이니깐 ns(nano second) 차원은 무시해버립시다. 가끔 이런 ns 차원도 다뤄야하기 때문에 interface debugging 은 어려울 때가 있습니다. 이상으로 status register 의 bit definition 을 살펴보았습니다. 이 녀석은 모든 command 에 대해 그 응답이 어떠한 가를 나타내는 정보를 담고 있기 때문에 항상 살펴보아야 하고 값에 대해 관심을 가져야 하는 아주 중요한 녀석입니다. 위에서 H2D 로의 TFR을 설명하면서 Device Control register 를 설명했었습니다. 이게 H2D 에서는 Device Control register 지만 D2H 에서는 Alternate Status register 로 사용됩니다. 말 그대로 status register 의 복사판이 되겠습니다. 후아~ 드디어 마지막인 error register 군요. Error register 는 각 command 가 가지는 동작 특성이 다르기 때문에 각 command 에 대해서 bit definition 을 다르게 사용합니다. 모든 command 에 대해 동일하게 사용하는 녀석이 있긴 합니다.

  그렇습니다. Bit 2 는 ABRT, 즉 abort 로써 어떤 command 를 보냈을 때 저장 장치가 지원하지 않거나, 조건이 만족하지 않았을 때 거부할 때 쓰이는 bit 입니다. 참 건방진 녀석이죠. 전지전능하신 host님께서 command 를 보냈는데 일개 주변 장치 따위인 device 가 거부하다니요. 아주 간단하게 이런 경우를 가지고 설명을 할 수가 있겠습니다. Packet device 와 non-packet device 는 각각이 지원하는 command 가 다릅니다. Host 가 Packet device 에 날려야 할 command 를 non-packet device 에 날린다면, 당연 수행할 수가 없겠죠? 이렇게 각각의 저장 장치에서 지원하지 않는 command 가 들어올 때 과감히 abort error 를 내는 것입니다. 그럼 이런 경우만 있느냐? 그러면 정말 ATA spec. 쉬워졌을 것입니다. 아쉽게도 state

transition 을 가지는 command 들은 모두 해당 조건을 만족하지 않은 경우에 과감하게 거부해버립니다. State transition 을 가지는 feature set 과 command 의 종류는 다음에 자세히 다루도록 하겠습니다. 더불어 각각의 error bit 은 command마다 다르니 command 를 다룰 때 이 녀석들을 설명드리도록 하겠습니다. 아... 이건 제가 귀찮아서 그러는 것이 아니라, spec.에서 command 에 대해 설명할 때 일반적인 input 으로써의 TFR set 과 output 으로써의 TFR set, 그리고 error 가 발생했을 때의 output 으로써의 TFR set 을 다루기 때문입니다. 무엇보다 너무 글을 길게 썼더니 슬슬 지쳐가기 시작하네요...

 후아.. 이렇게 길게 글을 써본 적이 과연 몇번이나 되는지 모르겠군요. 제가 생각하는 ATA spec.을 이해하는데 있어서 가장 기본이 되는 TFR set 에 대한 내용과 이들이 어떻게 사용되는지에 대한 주제로 일반인이 보기에 쉽게 이해할 수 있도록 글을 쓰고자 노력하였습니다. 어떻게 좀 이해가 되시나요? 이 다음글에서는 ATA spec.에서 각각의 특징별로 구분해 놓은 것이 있는데 이를 feature set 이라고 하고 이에 대해서 다루고자 합니다.

  1. Mb/s 와 MB/s 의 차이를 아시나요? MB/s = (Mb/s)/8 입니다. 위의 1.5Gb/s 는 overhead 를 제외한 순수 전송 속도를 계산하면 192MB/s 입니다. 2. 예전에 PATA 와 SATA 중 뭐가 더 좋은가라는 질문을 받은 적이 있는데, 비교 불가입니다. 무조건 SATA 입니다. 전송 속도 차이도 있지만, PATA 를 사용하는 저장장치와 SATA 를 사용하는 것의 세대 차이는 기술적 의미로 거의 3 세대 이상 차이가 나기 때문입니다. 

ATA 이야기 - 2

저번 시간에는 ATA device 들과의 통신에 있어서 가장 기본이 되는 TFR(Task File Register)과 그 구성 원리에 대해 이야기했습니다. 이번에는 ATA 장치가 동작하는데 있어서 필요한 command 들에 대해 각각의 특징별로 구분하는 Feature Set 이라는 것에 대해서 알아보겠습니다. Feature set 은 PACKET device냐 아니냐에 따라 조금 다르긴 하지만, 전 PACKET device 는 다루지 않으니 본 글에서는 제외하도록 하겠습니다.

 첫 번째로 살펴볼 것은 general feature set 입니다. 말 그대로 가장 일반적인 feature 들입니다. ATA device 는 저장 장치라고 전 글에서 언급한 적이 있듯이, 저장 장치에 일반적으로 필요한 기능이 뭐겠습니까? 바로 read/write 아니겠습니까? 그래서 general feature set 을 이루는 command 는 대부분 R/W 에 관련된 것들입니다. 아래는 non-PACKET device 의 경우 반드시 구현되어져야만 하는 command 들입니다.  - EXECUTE DEVICE DIAGNOSTIC  - FLUSH CACHE  - IDENTIFY DEVICE  - READ DMA  - READ MULTIPLE  - READ SECTOR  - READ VERIFY SECTOR  - SET FEATURES  - SET MULTIPLE MODE  - WRITE DMA  - WRITE MULTIPLE  - WRITE SECTOR

 딱 보면 알 수 있듯이 R/W 에 관련된 command 가 대부분을 이룹니다. 하나 씩 대충대충만 살펴보도록 하겠습니다. EXECUTE DEVICE DIAGNOSTIC command 는 device 에게 알아서 자가 진단을 해보고 결과를 알려달라는 것입니다. 여기서 ATA spec.의 가장 큰 단점이라면 단점이라 할 수 있는 무책임성을 하나 발견할 수 있습니다. 그게 뭐냐면, 자가 진단을 수행하라는 내용만 있지 구체적으로 어떤 진단을 하라는 것인지에 대한 세부 내용은 없습니다. 즉 제조사 마음대로 command를 받고 자가 진단을 수행했다는 결과만 알려주면 되는 것입니다. 비밀을 알려드리자면 현재는 거의 무용지물에 가까운 녀석입니다. 그 이유는 대부분 power-on 을 할 때 내부 진단을 수행하기 때문에 이 command 를 받을 쯤이면 해당 동작은 거의 수행된 것이나 마찬가지이기에 현재는 이 command 를 받고 별다른 동작을 수행하지 않는 것이 관례가 돼버렸습니다. FLUSH CACHE command 는 굉장히 낯익지 않나요? 네 맞습니다. 장치의 내부 cache 를 비워야 할 때 씁니다. 그러데 단순히 비우는 것만은 아닙니다. 이 flush 라는 동작이 어떻게 동작하고 또 실제 어떤 의미를 지니는지에 대해서는 다음에 다루도록 하겠습니다.  IDENTIFY DEVICE 는 뭘까요? 영문 그대로 하면 '니 정체를 밝혀라!" 정도 되는데 굉장히 중요한 command 입니다. 여러분의 OS 에서 장치관리자를 보면 각 장치에 대한 여러가지 정보를 볼 수 있죠? 그걸 어떻게 가져올까요? 바로 이 command 를 써서

data 를 가져오는 것입니다. 단일 command 에서 다루는 내용으로 치자면 가장 방대하다할 만큼 양이 많으니 나중에 이 녀석을 다룰 때 다시 상세하게 쓰도록 하겠습니다. 제 생각이지만 이 command 에서 다루는 data 만 제대로 이해해도 ATA 를 거의 이해한 거나 다름 없다고 봅니다. 나머지 R/W 애들은 data 전송 방식의 차이만 있을 뿐 실제는 모두 장치와의 data I/O 를 위한 것입니다. 이 중에 MULTIPLE 계열은 좀 독특한 방식을 씁니다. 다른 R/W command 들은 sector count값에 따라 I/O 의 단위를 결정하는데, 이 녀석들은 sector count * multiple sector size 로 결정하게 됩니다. 무슨 의미냐면 SET MULTIPLE command 로 multiple sector size 를 16 sector 로 주고 나서 READ MULTIPLE command 로 sector count 를 2 를 주면 실제 read data 는 2 sector 가 아니라 2*16 = 32sector 가 된다는 것입니다. 참 재미있는 녀석들이죠? 마지막으로 SET FEATURE command 는 전편의 글에서도 살짝 다룬 적이 있었는데, 장치들의 어떤 내부 동작에 관련된 내용들을 사용자 입맛에 맞게 변경하고자 할 때 사용합니다. 이 녀석도 양이 만만치 않으니 나중에 좀더 자세히 다루도록 하겠습니다.

 읽기만 가능한 장치들은 위에서 FLUSH CACHE 와 write 계열 command 만 빼고 구현하면 되는 것입니다. 위의 command set 은 반드시 구현되어야만 하는 것들입니다. ATA spec.에서 중요하게 보셔야 할 단어가 두 개가 있습니다. 바로 'mandatory'와 'optional'인데 전자는 반드시 구현되어야만 하는 것들에 대한 것들이고 후자는 장치 제조업체 마음에 달려있습니다. 그러나 아쉽게도 OEM 들은 spec.에 나와 있는 모든 것들이 구현되기를 바라니 사실상 'optional'은 의미가 없습니다. 전부 'mandatory'입니다. Non-PACKET 장치들과 PACKET 장치들의 general feature set 을 위한 command 중에 아주 독특한 녀석이 한 개 있습니다. DEVICE RESET 이라는 command 입니다. PACKET 장치들은 위의 command 를 장치의 초기화를 위하여 사용합니다만, non-PACKET 장치들은 초기화 단계가 세 개로 나누어져 있어 위 command 를 지원하지 않습니다. 앞에서 살짝 언급했었는데, 후자의 장치들은 reset 이 세 가지 종류가 있습니다. Power-on reset, hardware reset 그리고 software reset 등이 바로 그 것입니다. 각각을 설명하자면 이렇습니다. Power-on reset 은 말 그대로 전원이 인가되고 나서 장치가 내부 동작을 수행한 다음 command 수행을 위한 만반의 준비가 되면 host 에게 '나 준비 됐어~'라고 알려주는 TFR set 을 보내줍니다. 이 모든 단계를 통틀어서 power-on reset 이라고 합니다. TFR set 을 언급했는데 power-on reset 에 대한 응답은 특수한 값을 실어서 보내도록 규정되어 있습니다. 간단합니다. Status : 0x50, Error : 0x01, Sector : 0x01, Sector count : 0x01 등의 정보를 담아서 보내주면 됩니다. 제가 전편의 글에서 command 를 보내면 항상 그에 대한 응답을 보내야만 한다고 했었죠? Host 가 command 를 보내지 않았는데 장치가 먼저 응답을 보내는 경우는 위의 경우 단 한 가지 뿐입니다. 가끔 장치들이 원인 모를 상태에 빠졌을 때 debugging 을 위하여 TFR 값을 읽어봤더니 위와 같으면 그건 무조건 power-on reset 이 걸린 상태고 이는 전압/전력 부족으로 인하여 장치가 알아서 꺼졌다 켜진 것을 의미하는 것으로 이해하시면 됩니다. 최근 저전력 장치들에 대한 수요가 높아져서 인지 이런 경우가 많이 발생하는 것 같으니 참고하시면 되겠습니다. Soft reset 은 앞에서 살펴본 것들 중에 Device Control register 에 SRST bit 을 키고 보내면 동작하고, 이에 대한 응답은 power-on reset 에 대한 TFR set 값과 동일합니다.  Hardware reset 은 interface 방식에 따라 조금 다르지만, PATA 에서는 RESET- signal 을 SATA 에서는 COMRESET signal을 사용한다는 것 외에는 동일한 의미이고, TFR set 도 위와 동일합니다. 그럼 장치 내부적으로 soft 와 hard 의 차이는 무엇일까요? 각각의 동작을 위한 구성은 조금 복잡합니다만, 전자는 hardware block 까지는 초기화시키지 않고, 후자는 hardware block 까지 초기화를 진행시킨다는 차이가 가장 큽니다. 특히나 후자의 경우에는 interface block 에 대하여 power-on reset 과 거의 비슷한 수준까지 초기화를 진행합니다. 그런데 사실 이건 spec.에서도 명시적으로 기술해놓지 않았기 때문에 제조사의 마음에 달린 문제입니다. ATA spec.이 뭉뚱그려서 추상적인 개념만 잡아 놓고 세부 구체적인 내용에 대해서는 전부 제조사의 몫으로 떠넘겨버리는 내용이 많아서, 자의적인 해석이 얼마든지 가능합니다. 그래서 무식하고 잘 모르는 OEM 과 spec. 관련 회의를 할 때면 한 대 때려주고 싶은 마음이 간절할 때가 많습니다. 자기들 멋대로 해석해서 구현해달라고 우기는 경우가 정말 많더군요.

 이상 General feature set 에 대해 이야기해보았습니다. 원래 계획은 한 개 더 쓰는 거였는데, power management 쪽은 다음 글에 쓰도록 하겠습니다.

ATA 이야기 - 3  이번 글에서는 power management 관련된 feature set 에 대해서 이야기를 해보겠습니다.

 ATA 의 PM(power management)은 크게 두 가지가 있습니다. SATA 로 넘어가면 한 녀석이 더 있는데, 이는 SATA 를 다룰 때 이야기하도록 하겠습니다. 먼저 일반적인 PM feature set 에 대해 얘기하자면, device 의 동작 상태를 관리하기 위한 것입니다. 동작 상태? 뭐 아주 간단합니다. Device 가 열심히 뭔가를 하고 있느냐, 아니면 전력 소모를 줄이기 위해 쉬고 있느냐가 각각의 동작 상태가 됩니다.

뭔가를 하고 있을 때를 active 상태라 하고 놀고 있을 때는 놀고 있는 정도에 따라서 idle, standby 그리고 sleep 으로 구분합니다. Active 상태는 굳이 설명하지 않아도 이해가 가시죠? 그럼 idle, standby, sleep 은 각각 무엇을 의미하는 것일까요? 쉬고 있는 상태에서 전력 소모도에 따른 단계를 구분해 놓은 것입니다. 쉬고 있는 상태에서의 전력 소모량을 나열해보자면 idle > standby > sleep 순입니다. 그런데 이건 얼마든지 뒤집어 질 수도 있습니다. 왜냐구요? 앞 글에서 썼었지만 ATA 자체가 굉장히 모호하게 기술되어 있기 때문에 제조사 마음대로 뒤집을 수 있습니다. 그러나 대체로, 아니 대부분 위에서 언급한 순서대로 사용되어집니다. ATA 의 모호성을 다시 한 번 비판해보고자 살짝 곁들인 양념입니다. 위의 쉬고 있는 세 단계는 각각의 command 로 제어할 수 있습니다. 그럼 PM feature set 을 위한 개념들과 command 에 대해 알아보겠습니다. 

  - A Standby timer  - CHECK POWER MODE command  - IDLE command  - IDLE IMMEDIATE command  - SLEEP command  - STANDBY command  - STANDBY IMMEDIATE command

 그럼 차례대로 하나씩 살펴볼까요? 먼저 나오는 standby timer 라는 녀석은 host 가 command 를 주지 않아도 자동으로 standby mode 로 들어갈 수 있도록 하기 위해 사용되는 개념입니다. 일반적인 경우에는 전력 소모를 줄이기 위한 각각의 놀고 있는 mode 로 진입하기 위해서는 반드시 command 가 필요합니다. 그런데 command 없이도 자동으로 standby mode 로 들어갈 수 있는데, 그게 바로 이 standby timer 가 만료됐을 때입니다. 그럼 언제 timer 를 시작할까요? Command 를 받고 나서 timer 값 동안 command 가 들어오지 않으면 자동으로 standby mode 로 들어가게 됩니다. 그런데 이 것이 또 애매한 것이 꼭 command 가 들어왔느냐에 의해 좌지우지되지는 않는다는 사실 때문입니다. 이건 제조사에 따라 다르게 가져갈 수 있지만 통상적으로 보면 disk access에 의해 결정됩니다. 아~ HDD 라는 놈은 꼭 command 가 disk access 를 발생시키지 않기에 경우의 수를 따져보면 복잡해지기에, 편의상 command 단위로 설명을 드린 것이니 유의하시기 바랍니다. Standby timer 값을 설정할 수 있는 command 는 IDLE, STANDBY command 두 개가 있습니다. Timer unit 에 대한 설명은 아래 표와 같습니다.

 [그림 1. Standby Timer Periods]

 CHECK POWER MODE command 는 이름 그대로입니다. 이 command 를 host 가 보내면 device 는 현재 자신의 PM mode 가 어떤 것인지를 알려주게 됩니다. 그런데 제가 몇 년 동안 Windows 에서 command I/O 를 분석해보니 이 녀석은 거의 사용되지 않더군요. Device driver 를 설계 또는 구현한 사람이 이 command 의 존재를 알고 각각의 상태를 check 하여 효율적으로 PM 을 관리해야 하는데 그러는 것 같지가 않습니다. 왜 이렇게 되었느냐를 생각해보니, device 특히 HDD 가 너무 똑똑해서 굳이 device 의 상태를 check 하지 않고 맘대로 command 를 날려도 잘 동작하기 때문이 아닌가 싶습니다. 실제 HDD 는 굳이 위 command 를 받지 않고도 알아서 PM 을 수행합니다. 그건 다음의 advanced power management feature set 을 이야기할 때 업무상 비밀이 노출되지 않는 범위내에서 이야기하도록 하겠습니다. 최근 JMicron USB controller chip에서 이 command 를 사용하는 경우를 보긴 했지만, USB protocol 을 모르는 저로써는 왜 주기적으로 굳이 이 command 를 보내는지 아직은 100% 이해가 되질 않더군요. 어찌됐든 제가 사용하는 경우를 목격했으니, 이 녀석의 쓰임새에 대해서 좀더 떠들어보겠습니다. Host 가 CHECK POWER MODE 를 보내면 drive 는 자신의 PM status 를 check 하여 TFR 의 sector count 값에 자신의 status 를 실어서 응답하는 구조로 되어 있습니다. 각각의 sctor count 값의 의미는 아래와 같습니다.  - 00h : device is in Standby mode.  - 80h : device is in Idle mode.  - FFh : device is in Active mode or Idle mode

 위에서 설명드렸다시피, 현재는 APM 이 적용된 시점이기에 standby mode 에 있지 않고서는 거의 대부분 idle mode 에 있다고 보시면 됩니다. 요것도 제조사 마음대로인지라 제조사별로 idle 상태일 때 어떤 값이 올라올지는 장담할 수 없겠네요... 나머지 command 들은 각각의 세 단계로 진입시키기 위한 command 들입니다. Command 명 뒤에 IMMEDIATE 가 붙은 것들은 바로 각각의 상태로 진입시키기 위한 녀석들입니다. 응? 갑자기 의문점이 생기지 않으신가요? 바로 진입한다? 네 그렇습니다. 위에서 standby timer 를 언급했으니 STANDBY command 로 설명을 하겠습니다. 우선 STANDBY IMMEDIATE command 를 날리면 device 는 짤 없이 무조건 standby mode 로 들어가야 합니다. 1 초의 망설임도 있으면 안됩니다. 바로바로 들어가야 하지요. 그런데 그냥 STANDBY command 를 보내게 되면 상황에 따라 다르게 동작할 수 있습니다. 위에서 언급한 standby timer 값 때문입니다. Timer 값을 0 을 주고 STANDBY command 를 보내게 되면 이건 IMMEDIATE command 와 동일하게 동작합니다. 그런데 timer 값이 0 이 아닌 값이면 바로 들어가지 않고 지정된 timer 가 만료되었을 때 standby mode 로 들어가게 됩니다. IDLE command 도 마찬가지로 이 timer 값을 줄 수 있는데 이 때는 timer 가 만료되어도 idle mode 로 들어가는 것이 아니로 standby mode 로 들어간다는 차이가 있습니다. SLEEP command 는 IMMEDIATE 구분이 없습니다. 이 command 를 받으면 무조건 sleep mode 로 들어가야 합니다. 그럼 여기서 잠깐 idle, standby 와 sleep mode 의 감이 잘 안오실테니 HDD 의 동작 상태로 간략하게 설명을 해보겠습니다. Idle 상태는 HDD 의 기구적으로 별다른 변화가 없습니다. Head 도 disk 위에서 날고 있고 spindle motor 도 돌고 있습니다. 단지 R/W 동작만 수행하지 않을 뿐입니다. 좀더 자세하게 이야기 하면 command 가 오면 바로 R/W 동작을 수행하기 위한 만반의 준비를 하고 있되, 전력 소모를 위해 필요없는 clock 등을 끄거나 frequency 를 낮춘 상태로 대기하고 있는 상태입니다. Standby mode 는 영어 본래의 뜻과는 좀 다른 상태로 있게 됩니다. 원래 standby 는 준비 완료 상태를 의미하는 것인데, HDD 상에서 보면 이건 뭐 거의 죽어 있는 것이나 다름 없습니다. Head 는 disk 위에 있지 않고 ramp 에 나가있거나 parking zone 위에 올라가 있으며, spindle motor 도 동작하지 않습니다. Clock 이 살아 있는 것을 제외하고는 거의 power off 상태와 별반 다름이 없습니다. HDD 에서 spindle motor 가 전력 소모가 가장 많은 부분이니 PM 측면에서 보자면 거의 전력을 소모하지 않습니다. 그러면 어떤 단점이 있을까요? 통상적으로 PC 에서 HDD 의 ready 시간 제한을 8 초 정도로 두는데, 깨어날 때 이 정도는 아니어도 꽤 많은 시간을 잡아 먹습니다. 즉 전력 소모를 줄이겠다고 수시로 standby mode 로 진입시키고 또 깨어나게 하고 하면 성능에 막대한 영향을 끼치게 됩니다. 제가 경험한 embedded system 에서는 전력 소모를 줄이기 위해서 갖가지 기능을 활용하면 할 수록 성능은 반비례하였습니다. 적당한 타협선이 필요한데 이 놈의 OEM 들은 전력 소모도 줄여달라 성능도 높여달라고 하니 가끔은 짜증이 만발할 때도 있습니다. Sleep mode 는 standby mode 에서 더 많은 clock 등을 끄거나 낮춥니다. 진짜 죽은 것이나 다름 없을 정도이지요. 그럼 standby 와는 어떤 차이가 있을까요? Standby mode 에서는 어떤 command 든지 받을 수가 있습니다. 전력 소모는 최소로 하되 command 를 받고 동작을 수행하는데 있어서 준비 상태로 있는 것입니다. 그러나 sleep mode 에서는 단 한가지 command 를 제외하고는 다 거부하도록 되어 있습니다. 그 한 가지 command 는 바로 RESET command 입니다. Sleep mode 에 있다가 RESET command 를 받으면 어떻게 될까요? 바로 standby mode 로 진입하게 됩니다. ATA 에는 state diagram 이 몇개 있는데 위에서 제가 말한 내용을 이 것으로 표현하자면 아래와 같습니다.

[그림 2. Power Management State Diagram]

 뭔가 복잡한가요? 뭐 별로 복잡할 건 없습니다. 그냥 command 받으면 그 상태로 진입한다는 것과 sleep mode 에서 다른 mode 로의 천이는 반드시 reset 이 필요하다는 것 밖에 없습니다. 위에서 설명한 내용은 각 단계로 진입하는 부분에 대해서만 말한 것으로, 놀고 있는 mode 에서 active mode 로 천이할 때 한 가지 특별한 규칙이 있습니다. 그건 바로 실제 R/W access 가 이루어 지지 않을 때는 굳이 놀고 있는 mode 에서 active mode로 천이할 필요가 없다는 것입니다. 그럼 어떻게 access 가 이루어지는지를 판단할까요? 그건 바로 앞 글에서 설명드린 data command 와 non-data command 인지를 가지고 판별합니다. Non-data command 일 경우 access 를 할 필요가 없으므로 굳이 active mode 로 갈 필요가 없습니다. 또한 data command 라 할지라도 cache command 의 경우 hit 되었을 때는 굳이 access 를 할 필요가 없으니 이 때도 active mode 로 가지 않아도 됩니다. 가끔 제대로된 state diagram 을 보면 설계자의 연륜과 그 완벽함에 감탄이 절로 나올 때가 있는데 ATA 의 PM 도 마찬가지인 것 같습니다. Access 여부에 따라 천이 여부를 결정하니깐요.

 오늘은 여기까지만 하겠습니다.... 라고 끝맺을려고 하다 보니 APM 에 관련된 내용이 빠져있군요. 아놔~ APM 은 업무상 비밀을 포함하고 있는 내용이 많으니 자세하게 설명하기 어렵겠네요...란 말로 회피하고 싶습니다. 아하하... 사실 별다른 것이

없습니다. 말 그대로 PM 에 advanced 한 기능을 집어 넣은 것 빼고는 말이죠. 이 것이 왜 들어갔는지를 생각해보니, PM 에서 말하는 PM status 는 active/idle/standby/sleep mode 네 가지가 있는데, 전력 소모를 줄이기 위해 뭔가를 더 세분화할 필요가 있었던 것입니다. 왜냐고요? Active 와 standby 와의 차이가 너무 심했던 겁니다. 무엇을 쪼갤까 고민하던 선배 engineer 들께서는 한참을 고민하던 중 idle 이 제일 만만하구나라고 생각하셨던 것입니다. 그래서 '야 제조사, 너네들 idle 을 더 세분화켜서 전력 소모를 줄일 수 있는 방법을 연구해봐'가 되었고, 결국 idle 에서 또 몇 단계로 나누어지게 됩니다. 그런데, 이건 spec.에서 따로 명시하지 않았기에 제조사별로 각기 다른 이름을 가지고 있는 듯 합니다. 현재 spec 에 나뉘어진 이 세분화 단계는 01h ~ FEh 까지 254 단계나 됩니다. 이 level 은 SET FEATURE command 로 제어를 할 수가 있습니다. 또한 SET FEATURE command 로 APM 을 enable/disable 을 할 수 있으니, host system 에 맞게 편한대로 사용할 수 있도록 만들어져 있습니다. 

 진짜 마지막이었습니다. 다음 번엔 몇가지 feature set 에 대해 더 살표보도록 하겠습니다

ATA 이야기 - 4  

오늘 다룰 내용은 Security Mode Feature Set 입니다. 이 녀석은 저와 같은 firmware 개발자들은 정말 싫어하는 단순 노가다성 작업을 만들어 내지만, 사용자나 특정 기업들은 좋아하는 이율배반적인 녀석입니다. 특히나 IT 업계의 공룡 HP 는 유독 이 feature set 과 관련된 까다로운 요구사항이 많은데, HP 때문에 이걸 구현해야하나라는 생각이 들 때가 많이 있습니다. 물론 지금이야 아예 이 녀석과는 안녕을 해버렸지만, 예전에 test 에서 불량이 발생하여 firmware 이곳저곳을 수정해야만 했었던 적이 있었는데, 정말 싫었었습니다. 다시는 쳐다보기도 싫었던 녀석인데, 이렇게 글을 쓰고 있다니 참 세상은 재미있는 것 같습니다.

 전체적인 내용을 요약하여 말하자면 아주 간단합니다. 암호를 설정하고 남이 못쓰게 잠궈버리는 기능이 전부입니다. 이렇게 잠긴 상태에서 이걸 풀어야 하는데 은행 ATM 처럼 몇회 이상 암호 입력이 틀리면, 놀라지 마세요~! 사용자 data 영역 전체를 지워버리는 아주 무식한 기능까지 갖추고 있습니다. 작년인가 Segate 인가 Intel SSD 에서 firmware 오류로 사용자 암호를 설정하면 data 가 지워지는 문제가 있었는데, 십중팔구 firmware engineer 가 요쪽 code 에 bug 를 심어놨을 가능성이 다분합니다.

 여기서 잠깐 간단한 HDD 상식에 관련된 이야기 하나 할까요? 위에서 말씀드린 지운다는 것은, HDD 입장에서는 의미없는 data pattern 으로 해당 영역을 다시 써버린다 쯤 되겠습니다. 즉, HDD 에서는 사전적인 의미의 지운다라는 동작은 없다라는 것입니다. 그럼 digital device 에서 의미없는 pattern 이란 무엇일까요? 뭐 간단하지 않겠습니까? '0x0000' 이거나 '0xFFFF' 등이겠죠. 이 pattern 은 제조사 마음대로인 것 같습니다.

 다시 본론으로 돌아와서, Security Mode Feature Set 을 이해하기에 앞서 왜 Security 가 아닌 Security Mode 인지를 생각해보시면 더 쉽게 이해하실 수 있을 겁니다. 왜 굳이 mode 라는 단어까지 사용했냐면, 암호 설정 관련된 부분과 암호 설정 여부에 따라 기타 다른 command 가 들어왔을 때에 어떻게 처리할지를 관리하기 위한 부분, 이렇게 크게 두 가지로 나누어져있는데, 전자가 Security 에 해당하고 후자가 Mode 에 해당한다고 보시면 됩니다.

 그럼 하나씩 살펴볼까요? 우선 암호는 우리가 흔히 BIOS 에서 볼 수 있는 user password 와 master password 두 가지 종류가 있습니다. Master 는 제한적인 경우에 사용합니다. 예를 들어 user password 를 잊어 먹었을 때, 잠겨있는 HDD 의 상태를 풀어서 다시 변경할 때, 나 이 HDD 의 쥔장이다라는 것을 인증하기 위한 것으로 전체적인 동작에 큰 영향을 미치지는 않습니다. 실제 Security 와 가장 중요하게 관련된 녀석은 user password 라고 보시면 됩니다. 그리고 각 password 를 설정할 때 두 가지 level 로 설정할 수 있습니다. 그 두 가지는 high 와 maximum level 입니다. Master password 야 high건 master건 별로 상관이 없지만, user password 는 이 level 값에 조금 민감하게 반응합니다. High level 로 user password 를 설정해놓으면 이를 기억하지 못한다고 하여도 master password 를 알고 있으면 잠금 상태를 풀 수 있습니다. 그런데 만약 maximum level 로 잠궈 버린 상태에서 기억나지 않는다면 이건 답이 없습니다. Maximul level 로 user password 를 설정하면 master password 를 안다고 하여도 해당 drive 의 잠금 상태를 풀 수 없도록 spec.에 규정되어 있습니다. 위에서 잠깐 '제한적인 경우'를 언급했는데 그게 바로 이런 경우입니다. 지금 생각해보니 master 라는 이름이 아깝네요. 만약 이런 경우를 만난다면 울며 겨작먹기식으로 data 가 모두 날아가는 것을 지켜보든지, 아니면 제조사에 들고 가서 요청을 해야지만 해결할 수 있습니다.

 그럼 Security Mode Feature Set 의 양대 산맥인 mode 에 대해서도 좀 알아볼까요? 암호를 설정하게 되면 device 는 잠겨버리게 되어 있습니다. 이렇게 잠기게 되는 상황을 spec.에서는 좀 더 세분화시키고 있습니다. 일단 아무것도 손대지 않았을 경우를 security disabled 라고 합니다. 이 상태에서 특정 command 를 받게 되면 enabled 상태가 되고 command 종류의 따라 잠기는 상황이 되는데 이를 locked 라고 합니다. 여기까지면 쉽겠는데 또 다른 특정 command 를 받게 되면 disabled 상태에서 잠기는데 이를 frozen 이라고 합니다. 요약하자면 Security Mode Feature Set 에서는 disabled/enabled와 locked/unlocked. frozen/not frozen 등과 같은 mode 의 조합을 이용하여 각각의 상황에 맞게 state machine 을 제어하게 됩니다. 사실 요약이 요약이 아닐 정도로 무슨 소린지 모르겠습니다. 밑에 state diagram 을 붙여놓고 다시 설명드리겠습니다.

 우선 여기까지 대충 개념은 설명한 듯 하니, 이 녀석과 관련된 command 들을 좀 알아보겠습니다.  - SECURITY SET PASSWORD  - SECURITY UNLOCK  - SECURITY ERASE PREPARE  - SECURITY ERASE UNIT  - SECURITY FREEZE LOCK  - SECURITY DISABLE PASSWORD

하나씩 살펴볼까요? SECURITY SET PASSWORD command 는 user/master password 를 설정하는데 사용합니다. 이 녀석은 data-out command 로 반드시 512byte 를 전송해줘야 합니다. 이 command 에 딸려 나가는 data structure 는 아래와 같습니다.

ATA spec.에서 오려왔습니다. Word0 는 제가 위에서 설명한 내용에 맞게 채워주면 됩니다. 그리고 실제 암호에 해당하는 녀석은 Word1 ~ 16 까지의 32bytes 로 여기에 구미에 맞게 채워주시면 됩니다.Word17 은 master passowrd 를 설정할 때 채우는 값으로, 채울 때 주의 사항이 있는데 이 값이 만약 0h 이거나 FFFFh 이면 abort error 가 나니 반드시 위 두 값이 아닌 다른 값을 채워줘야 한다는 것입니다. 참~ 쉽죠잉~뭐 위의 table 의 각각의 항목만 이해하셨다면 일단 이 command 는 거의 이해한거나 다름 없습니다. 그럼 거의를 빼고 난 나머지는 무엇일까요? 그건 밑에서 설명드리겠습니다.

 SECURITY UNLOCK command 는 SET PASSWORD 의 반대 개념이라고 생각하시면 됩니다. 이름에서 풍기는 느낌처럼 device 가 locked 상태일 때 이를 풀어서 unlocked 상태로 돌릴 때 쓰는 녀석입니다. 이 녀석도 마찬가지로 data-out command 인데 주의할 점이라면 SET PASSWORD 로 설정한 암호와 동일한 값을 실어서 보내야지 안그러면 처음에 말씀드린 ATM 사고가 날 수도 있습니다.

 SECURITY ERASE PREPARE command 는 좀 재미있는 녀석입니다. ATM 사고라고 제가 살짝 겁을 주기는 했지만 사실 비밀번호가 다 틀렸다고 해서 바로 data 를 지우지는 않습니다. 지우기 위해서는 자 지워라'라는 command 를 날려줘야 그 때부터 지우기 시작하는 것입니다. 이 녀석은 '자 지워라' command 를 보내기 전 마지막 안전장치로 반드시 '자 지워라' command 이전에 보내야 합니다. 이 command 없이 '자 지워라' command 를 보내면 device 는 '님~ 뭐셈~? 즐~'이라는 반응을 보일 겁니다.

 죄송합니다. 나이를 먹더니 자꾸 썰렁해지기만 합니다. 어찌됐건 이 녀석은 마지막 안전장치라는 것만 머리속에 집어넣으시면 될 것 같습니다.

 SECURITY ERASE UNIT command 가 바로 위에서 언급한 '자 지워라'에 해당하는 녀석입니다. 그런데 이 녀석이 수행하는 역할 자체가 워낙 무시무시한 것이라, 이 command 자체도 안전장치를 가지고 있습니다. 그게 무엇일까요? 이 녀석 자체가 data-out command 입니다. 즉, 기존에 설정된 user 또는 master password 와 일치해야지만 실제적인 지우는 동작이 시작되는 것입니다. 사실 합리적으로 생각해보면 그렇지 않겠습니까? 만약 일부러 password 를 틀리게 command 를 보낸다음 이 command 를 보내는 것만으로도 data 를 지울 수 있었다면 분명 hacker 의 먹이감이 되어 난리가 났었을 겁니다. Spec.은 괜히 spec 이 아닌가 봅니다. 이 command 로 실어 보내는 data structrure 는 SET PASSWORD command 와는 좀 다르게 생겼습니다. 

다른 것이야 다 이해하시겠죠? 뭐 부연설명이 필요한 것이라면 erase mode 가 있겠네요. Normal 과 enhance 의 차이는 무엇일까요? 업무상 기밀이라 요부분은 말씀드리기 애매한 부분인 것 같습니다. 어짜피 지워지는 것은 똑같으니 만약 test 해보고 싶으신 분들께서는 enhanced mode 를 추천하고 싶습니다.

 SECURITY FREEZE LOCK command 는 딱 보면 감이 오지 않겠습니까? 직역하자면 "Locked/unlocked 인 상태로 꽁꽁 얼려버려 아서스!" 정도 될까요? 아서스는 WOW 하시는 분이면 어느 정도 이해하실 수 있는 농담입니다... 네... 저는 뉀네입니다... 뉀네를 모르는 당신은 눼눼~ 우후훗~(지루할 것 같아 살짝...;;;)

 위에서 forzen mode 에 대해서 살짝 언급했었는데요, 말그대로 어떤 mode 상태로 얼려버리는 것입니다. 현재 device 가 locked/unlocked mode 인 상태로 이 command 상태로 frozen mode 까지 더해진다면, power 를 껐다 키거나 또는 hard-reset 이 아니고서는 lock mode 관련해서는 변경할 수 없습니다. 가령 device 가 locked mode였는데 이 command 를 받고 locked/frozen mode 로 진입하면 power/hard-reset 을 제외하고는 이 drive 의 locked mode 를 unlocked mode 로 풀 수 없다는 것입니다. 복잡하시죠? 저도 왜 이따구로 만들었는지 담당자가 미울 뿐입니다. 그는 아무래도 철통 보안이라는 title 을 따고 싶었나 봅니다.

 SECURITY DISABLE PASSWORD command 는 disable 이라는 단어가 핵심입니다. 간단하게 설명하자면 현재 설정된 locked mode 를 풀고 disabled mode 로 다시 돌아오게하는 녀석입니다. 이 녀석도 data-out command 로 data structure는 아래 처럼 생겼습니다.

 이 녀석은 단순히 mode 변경만을 위한 것으로, command 를 보낸다고 해서 기존의 command 가 바뀌거나 하지는 않습니다.어느정도 이 feature set 에 관한 개념이 잡히셨나요? 각각의 command 와 password, mode 에 대한 기초지식은 파악이 되셨으리라 믿고 이번 이야기의 꽃인 state diagram 에 대해 살펴보도록 하겠습니다. 정신 똑바로 차리시지 않으시면 limbo 에서 빠져나오실 수 없습니다!(<- Inception 은 정말 대박이었습니다.)아래 state diagram 을 보시죠.

 우선 시작점을 살펴볼까요? 시작점은 바로 SEC0 입니다. 제조사에서 출하된 후 별도의 가공을 거치지 않았다면 무조건 시작점은 SEC0 입니다. 예외가 있는데, 특정 회사의 BIOS 에서는 요녀석의 상태를 바꾸기도 하는데 그게 어디였는지 기억이 안나는 군요. 만약 BIOS 에서 mode 를 변경해버렸다면 그 device 는 그 system 에 귀속되버립니다. 무시무시하죠.

 SEC0:Powered down/Security disabled 라는 것을 보니 딱 봐도 power 가 꺼진 상태이고 이 때는 disabled 상태라는 것을 나타내는 거겠죠? Power on 후에는 무조건 SEC1 상태로 가고 여기서 만약 SECURITY SET PASSWORD command 를 받게 되면 SEC5 상태로 가게 됩니다. 여기서 주의하실 것이 SEC5:Unlocked/Not forzen 이라는 문구입니다. SET PASSWORD

command 를 받았다고 해서 무조건 locked mode 로 빠지는 것이 아니라, command 를 받고 나서 reset 또는 FREEZE LOCK command 를 받아야지만 실제적으로 잠김 상태인 SEC4 로 가는 것입니다. SEC4 로 가고 나서 별도의 security command 없이 power down 이 되면 이후부터 시작점은 SEC3 가 되게 되고, 이 때부터는 아무리 power 를 껐다키고 reset을 날린다 하여도 SECURITY UNLOCK 이나 ERASE UNIT command 가 아니고서는 locked mode 에서 빠져나올 수 없는 것이죠. 어제는 잠궈버리다는 표현이 적절한 줄 알았는데 오늘 보니 귀속이라는 표현이 딱인 것 같습니다. 위에서 적은 내용을 어느 정도 이해하셨다면 이 state diagram 은 가볍게 해석 및 적용하실 수 있으리라 믿겠습니다~!

 쓰다보니 한가지 빼먹었는데, device 가 locked mode 일 때는 몇몇 command 를 abort 시켜버립니다. ATA command 자체가 좀 많아서 간단하게 개념만 말씀드리자면 user data 를 read/write 하는 command 계열은 모두 abort 시킨다고 보시면 됩니다. 꼭 그런 것만은 아니나 대충 그렇다는 것입니다. 이와 관련된 table 이 있는데 이게 좀 길고 양이 많아서 붙이기가 애매하네요. 필요하실 분이 있을지도 모르니 붙여드리겠습니다. ATA-7 기준입니다.

   아... 시작할 때는 의욕이 충만했었는데, 시간이 흐를 수록 귀찮아지는군요. 다음 글은 좀 더 내실있고 성실하게 쓸 것을 다짐하며 이번 이야기는 여기서 마무리하도록 하겠습니다.

 다음 편은 SMART Feature Set 입니다. 양이 정말 많은데 한 번에 쓸 수 있을지 모르겠습니다...;;;

ATA 이야기 - 5  SMART Feature Set 은, Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology 의 약자입니다. 약자를 보니 좀 감이 오시나요? 말 그대로입니다. 스스로 자신의 상태를 감시하고 분석하고 자신의 상태를 report 하는 똑똑한 기술! 그게 바로 SMART feature set 입니다. Spec.에서 설명하는 내용을 살펴보기 전에, SMART 의 큰 그림과 주요 개념부터 살펴보도록 하겠습니다.

 조금 나이가 되신 분들은, 286 XT 혹은 그 이전 세대의 computer 를 사용해본 경험이 있을 것입니다. 저 역시 시작은 286 XT였으며, 최초 소유한 computer 는 286 AT 에 5.25" floppy disk drive 가 두개 달린 당시에는 최고급 사양을 뽐내는 녀석이었습니다. 당시 가격은 40 만원으로 대학 등록금보다 비쌌다고 합니다. 그러다가 한 1~2 년 있으니 저한테는 없는 HDD라는 장치를 장착한 녀석들이 선보입니다. 기억하실지 모르겠지만, 이 녀석들은 치명적인 단점이 몇가지 있었는데, bad sector/parking 등의 문제가 대표적이었습니다. 언제 bad sector 가 날지도 모르고 computer 를 끄기 전에 parking command 를 날려줘야 하는 번거로움은 많은 사람들이 불편해했으며, bad sector 가 나기라도 하면 고가의 HDD 를 버리는 일도 다반사였던 것으로 기억합니다. 이런 문제들이 판을 치니 engineer 들이 고민을 하기 시작합니다. Parking 과 bad sector 문제야 다른 관점에서 해결이 되었지만, 이 놈의 drive 의 상태가 어떤지 알 수 있다면 얼마나 좋을까? Bad sector 등의 문제가 생기기 전에 알 수 있다면 얼마나 좋을까? 등의 해결책을 고민하기 시작하였고 그 고민을 해결하기 위해 나온 것이 바로 SMART feature set 입니다.  응? 어떻게 SMART 로 이 것을 해결할 수 있지?라는 의문이 드실 겁니다. 처음 말씀드린 self-monitoring 과 관련된 부분인데, HDD 는 자신의 수명과 관련된 여러가지 parameter 들을 실시간으로 수집을 하고 있습니다. 그리고 이 parameter 중에 임계치 값을 넘어가는 경우 불량이 발생하더라라는 그 간의 축적된 개발 경험을 통해 특정 command 에 이런 상태를 report하게 됩니다. 이는 보통 computer 를 booting 할 때 위의 command 를 이용하여, parameter 중에 임계치를 넘어가는 녀석이 있나 없나를 drive 로부터 넘겨 받고, 만약 넘어가는 녀석이 있다면 화면이 그대로 멈추게 될 것입니다. 물론 이는 전적으로 mainboard 제조사에서 이 기능을 사용할지 말지에 따라 결정됩니다. 최근 호환성 불량 관련해서 새로운 사실을 알게 되었는데, Win7 은 SMART 를 이용하여 실시간까지는 아니겠지만 SMART 를 이용하는 것이 예전 OS 보다는 더 똑똑해진 것으로 보이며, HDD access 시 임계치가 넘어가는 녀석이 있으면 따로 back-up을 할지에 대한 여부를 물어보는 pop-up 창이 뜨더군요. 하지만 이와 관련된 정보를 모르는 일반 사용자들이 얼마나 이 정보를 신뢰할 수 있으며 잘 따라줄지에 대해서는 약간 회의가 들기도 합니다. 또한 이런 기능도 있습니다. 스스로 자기 자신의 상태를 test 및 check 해볼 수 있는 것이 바로 그 것입니다.. 신기하지 않나요? Command 하나면 자신의 상태를 스스로 검사해보고 이상 유무를 알려준다라... 이게 바로 SMART 의 self-test 의 가장 큰 이점이 아닌가 싶습니다. 실제 대형 OEM 들은 자신의 computer 생산 과정에서 SMART self-test 기능을 이용하여 조기 불량을 검출하고 있습니다.

 실제 SMART feature set 을 지원하는지에 대한 여부는 Identify table 에 명시하고 있으나, 요새는 거의 enable 되어 있다고 보면 됩니다.

 그럼, 실제 이 녀석을 사용하고 분석하기 위해 필요한 세세한 것들을 한 번 알아보겠습니다. SMART data structure 는 device 의 예약된 공간에 저장되어 있는데, 이 예약된 공간과 structure 의 세부 구조는 HDD 의 제조사별로 관리하는 방법과 형태가 조금씩 다릅니다. 공통점이 있다면, HDD 는 크게 두 영역으로 나눌 수 있습니다. 첫 번째 영역은 사용자가 사용가능한 user data 영역이고 두 번째는 HDD 제조사가 동작에 필요한 정보를 media 의 특정 부분에 제한을 걸어놓고 HDD F/W 내부적으로만 접근 가능하도록 예약해놓는 부분이 바로 그 것입니다. SMART data structure 는 이 예약된 공간에 적힙니다. 흔히 대형 computer 제조사들은 복원 solution 을 특정 partition 을 할당하여 제공하는데, 이는 위에서 말한 예약된 공간과는 다른 영역입니다. 제조사에서 할당하는 partition 은 첫 번째 영역을 쪼개서 사용하는 것입니다. 어찌됬건 양도 많고 굉장히 세세하기까지한 SMART data 는 사용자 영역이 아닌 공간에 적힌다는 것만 알아두시면 되겠습니다. SMART 가 data 를 수집하는 방식에는 on-line mode 와 off-line mode 두 가지가 있는데, spec.에서 말하는 두 방식의 차이는 data 를 수집하는 동안 drive 성능에 영향을 주냐 안주냐인데, 실시간으로 수집되는 정보는 거의 on-line 이라고 보면 됩니다. On-line 방식은 성능에 영향을 주지 않고 후자는 반대인데, 후자의 방식으로 data 를 수집하는 item 은 제가 알기로는 거의 없는 것으로 알고 있습니다. 요샌 CPU clock 도 예전에 비해 꽤 고성능이라 배열에 값 한 두개 때려 넣는다고 해서 성능이 낮아질리는 없겠죠? 그러니 간단하게 넘어가도록 하겠습니다. 다음으로 SMART 를 볼 때 attribute 라는 단어를 심심치 않게 보게 될 것인데, 이는 SMART 가 수집하는 data 각각을 나타내는 것입니다. 그럼 이 data 에는 어떤 것들이 있느냐 하는 것은 아래 command 를 하나 씩 살펴볼 때 설명하도록 하겠습니다.

 만약 device 가 SMART feature set 을 지원한다면 아래 command 들은 반드시 지원해야 한다고 합니다. − SMART DISABLE OPERATIONS − SMART ENABLE/DISABLE AUTOSAVE − SMART ENABLE OPERATIONS − SMART RETURN STATUS 또 선택적으로 아래 command 들을 지원할 수도 있다고 합니다. − SMART EXECUTE OFF-LINE IMMEDIATE − SMART READ DATA − SMART READ LOG − SMART WRITE LOG − READ LOG EXT − WRITE LOG EXT

 그러나, 제가 초반에 밝혔는지는 모르겠지만, 이놈의 대형 OEM 들은 spec.에 있는 것들은 거의 다 지원되길 바라기 때문에 현존 5 개의 제조사들이 생산하는 HDD 들은 모두 위 command 들을 지원한다고 보시면 됩니다.

 일단 SMART command set 은 아래와 같이 생겼습니다.

 <그림 1.SMART Feature register values>

 살펴보기에 앞서, SMART command 들은 command code 를 B0h 를 사용하며, sub-command set 은 Feature Register로 관리합니다. 위에서 언급한 SMART 관련 command 들 중에 SMART 로 시작하는 녀석은 모두 B0h:XXh 로 command 가 나가고 READ/WRITE LOG 계열은 command code 가 다르니 참고하시기 바랍니다. 그리고 SMART command set 은 특징이 하나 있다면, command 를 보낼 때 LBA Mid 는 4Fh, LBA High 는 C2h 로 반드시 set 해서 TFR set 을 구성해야 한다는 것입니다. 만약 Command 와 Feature register 만 해당 값으로 채워서 보낸다면 device 에서 error 처리를 할 것이니 주의하시기 바랍니다.

 우선 SMART DISABLE command 는 아주 쉽습니다. SMART 기능을 끌 때 사용합니다. SMART 는 device 동작 상에 도움이 됬으면 됬지 해로운 기능은 아니기에 이 command 를 쓸 일은 거의 없을 것이겠죠? 아직까지 OEM 에서 ATA protocol 검증을 위한 호환성 tool 에서 사용하는 경우는 봤지만, 실제 사용상에 있어 이 command 를 사용하는 경우는 보지 못했으니 가볍게 넘어가도록 하겠습니다.

 SMART ENABLE/DISABLE AUTOSAVE 는 이름에도 나와 있듯이 autosave 기능을 control 할 때 사용합니다. Disable 을 하기 위해서는 sector count 를 0 로 enable 하기 위해서는 F1h 로 채워서 command 를 보내면 됩니다. 그럼 autosave란 무엇일까요? 간단하게 설명하자면, 실시간으로 data 를 수집하기는 하는데 이게 성능에 영향을 주지 않게하기 위해선 어떤 방법을 써야 할까요? 네 맞습니다. Buffer 에 그냥 계속해서 저장하기만 하면 됩니다. 그런데 buffer 에 저장 해놓고 어느 순간 power 를 끄지 않는다면 어떻게 될까요? 다 날아가버리겠죠? 그래서 일정 주기로 이 data 를 device 에 save 를 하는데 이러한 기능을 autosave 라고 합니다. 이런 data 들은 위에서 말한 제조사에서 특별히 할당한 공간에 write 됩니다.

 SMART ENABLE command 는 disable 과 개념만 반대이니 이 것도 간략하게 넘어가겠습니다.

 SMART RETURN STATUS command 는 위에서 살짝 언급했던 녀석인데, 이 command 를 보내면 device 는 자신의 상태를 나타내는 지표인 각각의 attribute 들을 검사하여 임계치를 넘어간 녀석이 만약에 있다면, 난 굉장히 상태가 좋지 않다라고 그러니 새로운 걸로 바꿔라라는 의미로 일반 output 과는 다르게 TFR set 을 만들어서 보냅니다. 모든 SMART command 들은 Command 와 Feature register 외에 LBA Mid/High register 에 특별한 signature 를 실어서 보낸다고 했었는데, 그걸 뒤바꿔서 report 합니다. 만약 임계치가 넘어간 attribute 가 한 개도 없는 경우는 보낼 때와 마찬가지로 4Fh/C2h 로 응답하지만, 한 개라도 넘어가는 녀석이 있는 경우에는 이를 뒤집어서 F4h/2Ch 로 응답하게 되어 있습니다. 번외로, SMART attribute 모두가 임계치를 넘어가느냐 안넘어가느냐를 검사하지는 않는다는 것을 알아두시기 바랍니다. 각 제조사 별로 attribute 의 개수가 다르지만 보통 30 개 이내인데 이중에 실제 임계치를 검사하는 녀석은 5 개 내외로 굉장히 적은 편입니다. 제 생각인데, OEM 이 요구해서 개수를 늘려 놨는데 막상 이 녀석들의 임계치를 정하기가 애매해서 경험치로 몇몇 녀석만 검사하는 것으로 보입니다. 일례로 HP 의 경우 이들이 관리하는 HP SMART spec.이 따로 있을 정도로 굉장히 까다로운데 이들도 임계치를 검사하는 개수가 5 개 이내입니다. 힘들여서 만들어 놓았더니 별 관심을 갖지 않는 것, 개발자라면 누구나 하는 갑에대한 한탄이겠죠?

 SMART EXECUTE OFF-LINE IMMEDIATE 는 SMART 에서 제공하는 self-test 를 수행하라는 command 입니다. 각각의 self-test 는 LBA low register 를 사용하여 선택하는데 아래와 같습니다. 간단하게 80h 가 or 되었느냐 안되었느냐로 mode 를 구별할 수 있습니다.

<그림 2. SMART EXECUTE OFF-LINE IMMEDIATE LBA Low register values> Spec.에서 설명하는 test 종류는 ATA7 을 기준으로 mode 에 따라 두 가지가, 종류에 따라 네 가지가 있습니다. Mode 는 off-line mode 와 captive mode 등이 있습니다. Off-line mode 는 data 수집에서 말하는 off-line mode 와는 좀 다른 의미로

사용되는데, off-line mode 로 수행될 때는 특정 command 를 받을 수 있는 반면에, captive mode 는 self-test 진행 도중에 어떤 command 도 받을 수 없다는 차이점이 있습니다. 왜 굳이 off-line mode 와 captive mode 로 구분을 해놓았을까요? 원래의 의도는 off-line mode 로 self-test 를 진행시키고 중간 중간 host 의 request 가 있을 경우 잠시 test 를 끊고 host 에 대해 service 한 다음에 이 것이 끝날 경우 self-test 를 다시 진행하는 등의 멋진 control 을 의도한 것이 아니었나 생각해봅니다. 그러나 현재에 이르러서는 이러한 지식에 대한 전문가의 숫자도 예전만 못하고 또한 기본 개념은 좋았지만 굳이 그렇게 까지 host 쪽 programming 을 복잡하게 해봐야 복잡도에 비해 얻는 이익이 미미할 뿐만 아니라, 굳이 off-line mode를 쓰지 않고 captive mode 를 써도 쉽게 풀어나갈 수 있기에, SMART feature set 에 대한 spec. protocol 검증용으로 test 할 뿐 실제 OS 나 device 에서 사용하는 경우는 없었던 것 같습니다. Spec 에 off-line mode 로 self-test 를 돌려 놓고 RESET, SLEEP 등과 같은 command 로 test 를 끊고 다시 resume 시키고 초기화하는 등의 방법등에 대한 기술을 해놓고 있지만, 제가 봤을 때는 사용도 측면에서는 거의 0 에 가까운 것 같습니다.(제가 설명하기 귀찮아서 가볍게 설명하고 넘어가는 것이 아니라는 변명을... 하고 싶네요.. ^^;;;) 위에서 네 가지 종류를 언급했는데, 각각 short, extended, conveyance, seletive 등이 있습니다. Short test 는 말 그대로 짧게 간단하게 test 를 하는 것인데, 제한 사항이 2 분 이내에 끝내야 한다는 것입니다. 어디서 최초로 이를 제안한 것인지 모르겠는데, 현재 대세로 굳어가는 것 같습니다. 2 분이라는 시간은 HDD 전체, 특히나 고용량화되어 있는 현 시점에서는 정말 발톱의 때만큼 밖에 test 를 하지 못한다는 단점이 있습니다. 이를 보완하기 위해 extended test 가 있는데, 흔히 long test라고 부릅니다. 이는 전영역을 read scan 해서 사용자 영역 전체를 검사하여 error 가 있는지 없는지를 검사하기 위함입니다. Conveyance test 는 short test 는 뭔가 좀 아쉽고 long test 는 소요 시간이 너무 길다는 단점이 있기에 이를 보완하기 위한 목적으로 만들어진 것으로, 전영역을 scan 하되 일정 간격을 두고 skip 해가면서 scan 한다는 차이가 있습니다. 이 skip 간격은 sector count register 로 조절하는데 이 간격은 제조사마다 다르므로 제조사의 spec.을 참조하시면 됩니다. Seletive test 는 좀더 똑똑한 방법으로 test 를 하는 방법인데, test 할 영역의 start LBA 와 test span 을 지정해 주면 지정한 span 의 갯수 만큼의 영역에 대하여 scan 을 하는 것입니다. 전자의 세 가지 방법이 test 영역을 선택할 수 없는데 비해, 이 방식은 user 가 원하는 영역을 선택하여 test 할 수 있다는 장점이 있습니다. 각각의 test span 은 SMART WRITE LOG command 를 이용하여 지정할 수 있는데 이는 이 command 를 살펴볼 때 설명하도록 하겠습니다