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하드웨어 3 : RAM


RAM 의 정의Random Access Memory순서대로 접근하는 것이 아니라 , 접근하고 싶은 곳에 바로 접근할 수 있는 기억장치라는 의미CPU 가 처리할 데이터와 명령어가 임시로 저장되는 곳읽고 쓰기가 가능한 메모리기본은 DRAM – 컨덴서라는 반도체를 모아놓은 칩RAM 의 발전단계 DRAM -> EDO DRAM(50Mhz) ->

SDRAM(66Mhz) -> PC100 용 SDRAM(100-133Mhz) -> 차세대 램 (RDRAM, DDR SDRAM 등 ) -> DDR-II SDRAM -> ?


메모리 대역폭 메모리 작동 클럭 X 채널 X 데이터 수속도 단위 : ns (nano second) 숫자가 적을수록 빠른 RAM

RAM 에 데이터를 기록하는 시간이 짧아야 하므로 SDRAM -> 8~10ns 정도 RDRAM -> 5ns 정도데이터 버스폭과 핀수 8 비트 -> 30 핀 (DRAM) 32 비트 -> 72 핀 (EDO RAM) 64 비트 -> 168, 184 핀 (SDRAM, DDR SDRAM)


장착방법


RAM 의 종류Dynamic RAM(DRAM) 전압이 일정하지 않고 변하는 RAM, 컴퓨터 주기억장치 장점 : 단위면적 당 기억용량이 크고 전력소모가 적음 . 단점 : 일정한 시간이 지나면 방전에 의해 데이터가 상실되므로

주기적인 재저장 (Refresh) 이 필요 . Refresh 를 위한 복잡한 회로가 필요 . SRAM 에 비해 상대적인 속도 느림

Static RAM (SRAM) 전원이 공급되는 동안에는 전압이 그대로 유지되는 RAM 장점 : 전원이 공급되어지는 동안에는 데이터가 보존되므로

Refresh 가 필요 없다 . 단점 : 단위면적 당 기억용량이 작고 전력소모가 큼 . 소용량의 Cache 메모리로 이용 (CPU 의 L1, L2 cache)


SRAM 과 DRAM 의 비교

SRAM과 DRAM의 비교

SRAM (Static RAM) DRAM (Dynamic RAM)

고속의 캐시메모리로 사용 전원이 공급되는 동안에는 내용이 그대로 유지됨 소비전력이 큼 DRAM보다 구조가 복잡함 가격이 비싸다 . CPU의 Cache로 사용

전원이 공급되어도 일정 시간이 지나면 내용이 지워지므로 충전이 필요함 . Refresh (ns) SRAM보다 소비전력이 적음 SRAM보다 구조가 간단함 가격이 싸다 . 컴퓨터의 주기억장치로 사용


SDRAM(Synchronous DRAM)

SDR-SDRAM 과 같음CPU 클럭속도와 동일한 속도의 DRAM 1 클럭에 1 개의 데이터 전송 – 1 일 때 전송

예 ) 100MHz -> 1 초에 100,000,000 개의 데이터가 전송

표기 PC100 : CPU 와 DRAM 간 전송이 100MHz PC133 : CPU 와 DRAM 간 전송이 133MHz64 비트로 전송메모리 대역폭 : 133M * 64 / 8 = 1064MB ~= 1.1GB/seci845 칩셋 이후로 지원되지 않음


DDR SDRAM

DDR(Double Data Rate)펜티엄 4 의 400MHz 를 따라가기 위해클럭 신호의 상승과 하강에서 데이터 전송 1 클럭에 2 개의 데이터 전송 – 0->1, 1->0 으로 신호가

바뀔 때 전송표기 DDR200 = PC1600(1600 은 대역폭을 나타냄 ) DDR266 = PC2100 DDR333 = PC2700 DDR400 = PC3200메모리 대역폭 :

133M * 2 * 64 / 8 = 2128MB ~= 2.1GB/sec


RDRAM (Rambus DRAM)

DRAM 의 구조 개선 DDR 로 동작하지만 내부뱅크의 크기를 줄이고 갯수를

증가시킨 다음 이를 직렬로 연결해서 동작속도를 올린 것400 또는 800MHz 로 동작하는 DDR16 비트 또는 32 비트로 데이터 전송규격 – 두 규격이 서로 호환되지 않음 PC600, PC800, PC1066 ->16 비트로 동작 RIMM3200, RIMM4200 -> 32 비트로 동작메모리 대역폭 : 400M * 2 * 16 / 8 = 1.6GB/sec펜티엄 4 의 400MHz 와 가장 잘 동작


SDRAM, DDR SDRAM, RDRAM

SDRAM DDR-SDRAM RDRAM


RAM 별 세부정보

종류 DRAMEDO RAM

SDRAMDDR

SDRAMRDRA

M

지원 CPU386, 486

펜티엄 PⅡ~P4 펜티엄 4 펜티엄 4

지원 CPU 의데이터 버스 폭 32bit 32bit 64bit 64bit

32bit*2

FSB (MHz) 20~33 60~66 66~133 133 이상 400

패키지 (PIN) 30 72 168 184 184

데이터 버스 8bit 32bit 64bit 64bit 64bit


DDR SDRAM 의 명칭Type Chip 명 시스템클럭 전송클럭 64Bit 모듈명 모듈대역폭

DDR DDR200 100Mhz 200Mhz PC1600 1.6GB/s

DDR 266 133.3 266.7 PC2100 2.1

DDR 333 166.7 333.3 PC2700 2.7

DDR II DDR 400 200 400 PC3200 3.2

DDR 533 266.7 533.3 PC4300 4.3

DDR 667 333.3 666.7 PC5400 5.3


메모리 소켓 종류DIP (Dual Inline Package)SIMM (Single Inline Memory Module) 32bit 로 동작하는 72 핀 사용DIMM (Dual In-line Memory Module) 64bit 로 동작하는 168 핀 사용 현재 대부분의 메인보드의 메모리 소켓RIMM (Rambus In-line Memory Module) SIMM, DIMM 과 호환하지 않음 펜티엄 4 메인보드에서 쉽게 찾음SODIMM (Small Outline DIMM) 노트북 용 표준


Type 메모리규격 버스폭(Byte)

외부클럭속도(Mhz)

실제클럭속도(Mhz)

대역폭(GB/s)

Rambus PC800 2 400 800 1.6

PC700 2 356 712 1.424

PC600 2 266 532 1.064

SDRAM PC100 8 100 100 0.8

PC133 8 133 133 1.064

DDR- “ PC2100 8 133 266 2.128

PC1600 8 100 200 1.6


RAM 업그레이드듀얼 채널인 경우 동일한 집적도 (RAM 용량 ) 를 가져야 함 동일한 DRAM 집적도 (DRAM 칩 용량 ) 를 가져야 함 동일한 DRAM 버스 대역폭을 가져야 함 둘 다 단면 램이거나 양면 램이어야 함 단 , FSB 차이는 상관없으나 속도가 낮은 RAM 속도로

동작 .단일 채널인 경우 한 개의 모듈램이 성능면에서 우수 . 1 개의 512M > 2 개의 256M참고 – 보관방법 은박지에 싸서 보관 – 정전기 때문


기타 RAM 의 종류VRAM : 디스플레이 어탭터의 프레임 버퍼는 입출력을 동시에 함 . 일반 DRAM 은 입출력을 동시에 불가능 .

이러한 동시 입출력을 지원하기 위해 등장한 듀얼 셀 구조의 비디오 램 .

WRAM : VRAM 과 구조는 비슷하지만 , 속도가 개선된 윈도우 램 .

SGRAM(Synchronous Graphic RAM) : 3D 그래픽 카드의 빠른 입출력을 지원하기 위해 사용됩니다 . 기본 구조는 SDRAM 과 비슷하며 , 125MHz 와 143MHz 로 작동하며 , 6-8ns 작동 속도 .


ROM(Read Only Memory)

수정이 필요 없는 소프트웨어를 기록읽을 수만 있는 메모리비 휘발성 : 전원공급이 중단되어도 유지됨

BIOS 프로그램이 대표적 시스템 자기 진단 기본 입출력 기능 , 운영체제 로딩 프로그램


PROM, EPROM, EEPROM

Mask ROMPROM Programmable ROM 프로그램을 입력 가능한 ROMEPROM Erasable PROM 새로운 프로그램으로 업데이트 가능한 ROMEEPROM Electronically EPROM 전기신호로 내용 수정 가능한 ROM


플래시메모리 (FLASH MEMORY)RAM 은 읽고 쓰기가 가능하지만 전원을 차단하게 되면 저장되어 있던 자료는 모두 지워지는 휘발성 메모리 .

ROM(Read Only Memory) 은 저장되어 있는 정보를 읽기만 하고 쓸 수가 없고 전원을 차단시켜도 저장되어 있는 정보가 지워지지 않는다 .

RAM 과 ROM 의 장점을 한데 묶은 메모리를 Flash Memory.RAM처럼 읽고 쓰기가 가능 , ROM처럼 전원이 없어도 내용이 보관 .

사용처 : 메인보드 , 그래픽카드 등의 BIOS디지털텔레비전 , 디지털캠코더 , 휴대전화 , 디지털카메라 ,개인휴대단말기 (PDA, ·게임 , MP3 플레이어 등 ) 에 주로 이용 .

소비전력이 작고 , 전원이 꺼지더라도 저장된 정보가 유지되는 특성을 지닌 기억장치 ( 반도체 ) 이다 . EPROM 과 플래시 메모리를 비교하면 EPROM 은 1 바이트씩 데이터를 쓰거나 지우는 반면 , 플래시 메모리는 블록 단위로 처리하기 때문에 속도가 빠르다 . 또한 작고 가벼워 이동성이 좋다 .


플래시메모리의 종류

컴팩트플래시 (CF Card: Compact Flash Type I) 현재까지 가장 많은 디지털카메라에서 사용되고 있는 플래시메모리 카드 .

마이크로 드라이브 (MD: Micro Drive TypeⅡ) 기가 급에서는 가장 저렴하고 고 용량 메모리라는 장점을 가지고 있지만 외부 충격에 약하고 저온에서 제대로 작동하지 않는다는 단점 .

SD(Secure Digital Card) 카드최근에 만들어지는 오디오 , 비디오 등 데이터와 멀티미디어를 요구하는 가전제품의 보안성과 확장성 인간 친화적 빠른 수행 능력 요구를 충족시키기 위하여 범세계적으로 혁명적인 저장장치 .


MMC(Multimedia Card) 카드미국의 샌디스크 (Sandisk) 사와 독일의 지멘스 (Siemens)사가 공동 개발하여 1997년 11월에 소개한 플래시 메모리이다 . MMC 는 전세계적으로 통용되는 매우 저렴한 저장장치이며 커뮤니케이션 미디어로서 전자완구 , 전자수첩 , PDA, 디지털카메라 , 스마트폰 , 디지털 레코더 , MP3, 호출기 등 다양한 범위의 기기들에 사용될 수 있도록 고안되었다 . 휴대가 간편하고 저렴한 가격에 비해 탁월한 성능과 메모리 카드 인터페이스를 이용한 낮은 전력 소모량과 신속한 데이터 처리의 장점 .



하드웨어 4 : HDD


하드디스크의 정의

자성체로 코팅된 원판형 알루미늄 기판에 자료를 저장할 수 있도록 만든 자기저장장치의 한 종류

자기 저장의 원리 자기 디스크는 자기장에 의해 두 개의 방향 중 한 방향으로

자화되어질 수 있는 철 입자들로 되어 있다 . 각 입자들의 방향은 CPU 가 인식할 수 있는 데이타인 1(on)

또는 0(off) 로 나타낼 수 있다 . 디스크 드라이브는 자성을 발생시키는 전자석이 포함된 판독 /

기록 헤드들을 사용한다 .


데이타가 저장되지 않은 상태

전류방향( 기록 과정 : 전류의 방향이

바뀌면 극성이 바뀐다 )

정돈된 입자들( 데이타가 저장된 상태 )

저장매체 ( 자석에민감한 물체로코팅되어 있음 )

기록 헤드 ( 전자석 )

자화된 극성 (n, s) 에 따라0 과 1 로 해석


저장매체가 회전하는 동안

헤드는 데이터를 기록한다 .

( 정전기 유도현상 )


구조

헤드

플래터

스핀들

서브모터

트랙 및 섹터

HDD 로직보드 헤드암


HDD 의 구조

헤드 : 읽기 / 쓰기를 위한 장치헤드암 : 헤드를 고정시키고 내부회로에 따라 헤드를 움직이는 장치서브 모터 : 헤드를 좌우로 움직이게 하는 장치스핀들 : 플래터의 중심에 있는 회전축 . 헤드가 디스크 원판에 기록된 정보를 찻을 수 있도록 디스크를 회전시키는 기능HDD 로직보드 : 하드 디스크 제어


구조제어회로 : HDD 를 제어하기 위한 각종 전자회로와 부품들로 구성되어 있는 PCB 부분을 말하며 보통 디스크의 아랫부분에 위치 .


플래터의 구조플래터 : 알루미늄계의 금속 (최근에는 유리 미디어 사용 ) 으로 만들어진 원반 디스크 . 데이터를 기록하는 부분트랙 : 플래터에서 회전축을 중심으로 데이터가 기록되는 동심원섹터 : 트랙을 작게 나눈 디스크의 최소 단위실린더 : 수직으로 같은 위치에 배열된 트랙


작동원리

디스크는 원판 모양의 금속물체에 자기 매체를 입힌 것으로서 여기에 일종의 전자석인 헤드를 이용해 데이터를 쓰거나 읽는다 .

읽거나 쓰는 동안 헤드는 고정되어 있고 원판이 헤드 바로 밑에서 약간의 간격을 두고 회전한다 .

헤드는 직접 원판에 닿지 않고 디스크의 자장을 파악해 전기신호인 0 과 1 을 알아낸다 .


속도 & 용량HDD 의 회전속도 : RPM(revolution Per Minute)1 분당 회전 수 ) 로 표시 IDE 방식 : 최대 7200RPM까지 SCSI 방식 : 최대 15000RPM 까지HDD 의 용량 : 원판의 트랙 수에 따라 결정 트랙 수는 헤드의 높이와 밀접한 관계가 있다 . 디스크와 헤드의 간격이 크면 데이터를 기록하기 위해

자화 시키는 영역이 넓어지고 작으면 좁아진다 . 고밀도를 얻기 위해서 헤드가 낮아서 자화영역이 좁다 . 실제로 디스크 원판과 헤드의 간격은 10~15nm.


인터페이스Interface : 서로 다른 기기를 연결해 주는 방식EIDE : Enhanced Integrated Drive Electronics 병렬 방식의 ATA 하드디스크를 제어하고 운영하는 프로토콜 내장 Plug &Play 기능 , LBA 모두 지원 메인보드에 내장 : 최대 4 개의 장치를 연결Serial ATA : Serial Advanced Technology Attachment 직렬방식의 ATA 150MB/s 의 전송속도 신호선을 4 개로 줄여 신호 간섭현상을 줄임


인터페이스

SCSI : Small Computer System Interface 버스 마스터링 방식 지원 : SCSI 호스트 어댑터가 CPU

로 부터 작업을 받아 자료 처리를 할 수 있기 때문에 CPU 의 부하를 덜어준다 .

카드 장착 : 7~15 의 장치 연결 가능 멀티태스킹 가능 : 동시에 여러개의 입출력 처리가능 다양한 주변 장치 지원


구분 ATA-IDE E-IDE SCSI

지원 System IBM PC 호환기종 IBM PC 호환기종 거의 모든 System

지원장치 HDD, CD-ROMHDD, CD-ROM, PD

등HDD,CD-ROM,ZIP,TAPEBACKUP,PD,JAZZ, 광디스크 ,스캐너 ,프린터 등

장치 연결 내장 내장 내장 , 외장연결 장치수 2개 4개 7~15개에러체크 기능 없음 없음 있음 (CRC)

멀티태스킹 지원 불가능 지원 불가능 지원 가능용량 제한 528MB 이하 127GB -

데이터 전송률 4MB/sec 이내

16.6MB/sec 이내33.3MB/

sec(UDMA33)66.6MB/

sec(UDMA66)100MB/

sec(UDMA100)

5-160MB/sec

전송 방법 PIO PIO 또는 DMA PIO 또는 DMA케이블 길이 45cm 45cm 3m~25m

CPU 점유율 25~30% 25~30% 2%


종 류 전송속도

(MB/sec)

Bus폭

(bit)

최고Cable

길이 (m)

연결가능 장치수 (개

)

SCSI-1 5 8 6 8

SCSI-2Fast SCSI 10 8 3 8

Fast Wide SCSI

20 16 3 16

SCSI-3

Ultra SCSI 20 8 1.5 8

Ultra Wide SCSI

40 16 3 16

Ultra 2 SCSI 40 8 12 8

Ultra 2 Wide SCSI

80 16 12 16

Ultra160 SCSI 160 16 12 16


성능

회전수가 높은 제품 .(4500,5400,7200,10K,15K)탐색 시간 , 접근 시간이 짧은 제품 .단위 면적당 자기 밀도가 높은 제품 .버퍼 메모리가 큰 제품 .(512KB ~ 16MB)인터페이스 방식이 빠른 제품 .


Low Level Format

디스크를 초기화 하는 포맷으로 , 하드디스크의 미디어( 트랙 , 실린더 , 섹터 ) 를 다시 만들어 줌 .

논리적인 배드섹터로 인해 포맷이나 파티션 작업이 진행되지 않는 경우 사용 . Virus 로 인한 문제

HDD 에 무리를 많이 주기 때문에 포맷 과정에서 하드디스크가 고장 날 수도 있음 .

HDD 제조사에서 제공하는 Utility 를 이용한 포멧이 좋음 .


RAID 방식

Redundant Array of Inexpensive Disk여러 개의 하드디스크를 하나의 하드디스크처럼 관리하는 기술장점 읽기 속도 증가 데이터의 안정성 확보


하드웨어 5 : FDD

플로피 디스크 = 디스켓 (diskette) : 디스크(disk) 와 재킷 (jacket) 의 합성어로 얇은 자성물질로 만들어진 디스크에 플라스틱 재킷 안에 있다는 말속도 : 300RPM 으로 디스크가 한바퀴 회전하는데 약 0.2초의 시간이 소요 자료처리 속도가 느림 . 정보를 읽거나 쓸 때만 회전하므로 자료를 읽거나

쓰는데 드는 시간 보다 회전을 시켜 일정한 속도에 도달할 때까지 걸리는 시간이 길기 때문에 느림 .


FDD 구조


하드웨어 6 : CD-ROM & DVD-ROM


CD 의 영역구분

1. 중앙 구멍 : 디스크를 잡고 돌려주기 위한 구멍

2. 시작 영역 : CD 에 담긴 데이터의 주소를 기록해 놓는 곳

3. 프로그램 영역 : 실제 데이터가 저장되는 곳

4. 끝내기 영역 : 프로그램의 끝을 나타내는 곳


CD 의 단면인쇄층 : CD 제목이나 회사 로고를 찍는 곳보호층 : 반사층을 보호하기 위해 코팅한 곳반사층 : 레이저를 반사하는 층염료층 : 염료층을 태워 데이터를 저장기판 : 데이터가 기록되는 물결모양의 홈


CD 종류공장 CD : 공장에서 대량으로 찍어내는 CDCD-R : CD Recordable. 데이터를 한번 저장 CD 레코더는 CD-ROM 드라이브의 레이저 보다 훨씬

강한 고출력 레이저를 써서 CD-R 의 염료층을 태워 정보를 기록

CD-RW : CD Re-Writable. 데이터를 여러 번 (Max:1000) 기록 상전이 방식 (특정한 에너지를 이용해 물질의 위상을

바꾸는 것 ) 을 사용 – 염료층에 서로 다른 세기의 레이저를 사용하여 데이터를 기록하였다가 지움


CD-ROM

CD-ROM 드라이브 (CD 플레이어 ) 는 레이저 빔을 이용하는 광학기기 CD/CD-ROM 은 디스크의 표면에 파인 홈에 레이저 빔이 쏘아졌을 때의 반사 굴절효과를 이용하여 디지털 정보를 판독

1 0


CD-ROM 구조

스핀들 모터

레이저픽업

동작모터

트레이

렌즈

반사거울

반도체 레이저

빔 스프리터

포토센서


CD-ROM 구조스핀들 모터 : CD 를 회전시키는 장치

트레이 : CD 가 실리는 받침대

동작 모터 : 트레이를 움직이는 장치

레이저 픽업 : 헤드와 같은 역할 반도체 레이저 : 적외선 레이저를 발사 빔 스프리터 : 반도체 레이저에서 나온 빛을 CD-ROM 쪽으로

반사시키고 CD-ROM 에서 반사된 빛을 포토센서로 투과시킴 포토센서 : CD-ROM 에서 반사된 빛을 전기신호로 변환


DVDDigital Versatile Disk, Digital Video Disk피트 간격이 CD 에 비해 훨씬 좁아 정보기록 밀도가 높다 .디스크 두 장을 겹쳐서 만듬 – 이중구조이고 , 양면에 데이터를 저장하면 최대 17GB까지 저장 가능


DVD 구조


DVD 종류DVD-RAM(DVD Random Access Memory) : 읽고 쓰기가 가능한 DVDDVD-R (DVD Recordable) : 한번 쓴 데이터를 지울 수 없는 기억형 DVD DVD-ROM (DVD disc-read only memory ) : 종래의 CD-ROM 의 기능을 대폭 확장한 차세대 영상기록 매체 DVD-R/W (DVD ReWritable ) : 여러 번의 쓰고 지우기가 가능한 저장매체


속도CD 속도 단위 : 배속 (초기 전송률의 배수를 나타냄 ) 초기 전송률 : 150KB/s (1배속 ) 예 ) 52배속 = 150 X 52 = 7,800KB/sDVD 속도 초기 전송률 : 1,350KB/s 예 ) 6배속 = 1,350 X 6 = 8,100KB/s표기방식 CD-ROM 드라이브 : CD 읽기 속도 CD-RW 드라이브 : CD-R 의 기록 속도 /CD-RW 의 기록

속도 /CD-RW 의 읽기 속도 DVD 드라이브 : DVD 읽기 속도 /CD 읽기 속도


기능 비교

콤보 드라이브 : 홀로그램 렌즈를 사용하여 두개의 초점을 만들어냄 CD 와 DVD 는 쓰는 레이저 파장이 다르기 때문

기능 CD-ROM

CD-RW

DVD-ROM

콤보

일반 CD 재생 O O O O

CD-R 재생 O O O O

CD-RW 재생 O O O O

CD-R/RW 기록

X O X O

DVD 재생 X X O O


CD 와 DVD 비교

구분 CD DVD

직경 12cm 12cm

두께 1.2mm 1.2mm(6mm 2장 )

레이저 파장 780~790nm(적외선 )

635~650nm(빨강 )

피트 크기 0.83µm 0.4µm

트랙 피치 1.6µm 0.74µm

층 수 1층 1~4층저장량 650~800MB 4.7~17GB

데이터 전송률 153.6KB/s 1,350KB/s


Code 0 : 지역에 관계없이 재생이 가능Code 1 : 미국을 포함한 북미지역Code 2 : 일본 , 유럽 , 남아프리카 , 중동 ( 이집트 포함 ) Code 3 : 한국 , 동남아 , 동아시아 (홍콩 포함 )Code 4 : 호주 , 뉴질랜드 , 태평양 제도 , 중앙 아메리카 , 남아메리카 , 카리브해Code 5 : 구 소련 , 인도 대륙 , 아프리카 , 북한 , 몽고Code 6 : 중국Code 7 : 미 확정Code 8 : 국가간을 여행하는 비행기나 선박 내


구분 NTSC PAL

Frame Rate 29.97Hz 25Hz

TV System(Line/Field) 525/60 625/50

Aspect Ratio(화면비 ) 4:3 혹은 16:9 4:3 혹은 16:9

Display Mode Pan and Scan,

LetterboxPan and Scan,

Letterbox

Frame Size 720×480 720×576