저장장치

소개글

저장장치에 대한 보고서 자료입니다.

목차

⑴주기억 장치

⑵보조기억 장치

⑶기타 저장 장치

⑷파일 저장 및 검색

본문내용

/www.ktechno.co.kr/rd_news/news1A/3sem_1A4.html
차세대 반도체 메모리 소자인 F램 PZT 박막 소자의 치명적 결함인 전기적 피로현상을 완전히 해결한 획기적 성능의 메모리 소자가 국내 연구진에 의해 처음으로 개발됐다.
포항공대 신소재공학과 장현명 교수(49) 연구팀은 최근 백금 전극상에서 솔-젤 및 펄스레이저증착(PLD)법 등으로 만든 PZT(Pb(Zr, Ti)O₃) 계열의 커패시터(소재·소자)를 이용, 약 650억회의 반복적인 쓰기·읽기 동작에도 정보가 손실되지 않는 비휘발성 강유전 메모리 소자인 F램을 개발했다고 최근 밝혔다.
과학기술부의 국가지정연구실사업 지원으로 이번에 개발된 F램은 빠른 교류 전기장에 의해 원자 사이에 유도되는 전기 쌍극자의 방향성을 이용하는 메모리 소자로, 전기 쌍극자 벡터가 양의 방향일 때 ‘1’, 음의 방향일 때 ‘0’으로 대응시켜 이진법에 의해 정보를 기록·재생하는 차세대 메모리 방식이라고 연구팀은 설명했다.
PZT 커패시터는 한번 저장된 정보가 지워지지 않는 비휘발성, 저전압 작동성, 고속 정보처리 속도(1000만분의 1초), 무제한 정보기록 등의 장점으로, 기존의 D램 소자나 플래시 메모리를 대체할 차세대 메모리 소자인 F램의 주된 후보로서 현재 삼성전자·도시바·히타치 등 세계 유수의 반도체 제조업체들이 치열한 개발 경쟁을 벌여왔다. 그러나 수백만번 이상의 쓰기·읽기 동작 이후에는 저장된 정보가 급속히 손실되는, 이른바 전기적 피로현상 문제로 개발에 어려움을 겪어왔다.
장 교수팀이 이번에 개발한 극미세 PZT 커패시터는 실리콘 반도체, 백금 전극과 강유전 PZT 박막 사이에 약 40나노미터(1나노미터=100만분의 1㎜) 두께의 씨앗층을 도입, 전기적 피로현상을 완벽하게 해결했을 뿐만 아니라 한번 쓰인 정보가 시간의 경과에도 불구하고 손실없이 유지되는 특성인 전하 보유능력도 기존의 PZT 커패시터에 비해 탁월한 것으로 평가되고 있다.
장 교수는 “이같은 아이디어에 의해 현재까지 4종류 이상의 PZT계 신물질 박막을 개발했고, 이들 모두 F램 메모리 소자로서 탁월한 성능을 지녔음을 실험을 통해 확인했다”고 밝혔다.
포항공대 연구팀의 이 같은 연구성과는 현재 D램 반도체 메모리 분야에서 경쟁력을 확보하고 있는 우리나라가 향후 F램 시대에도 반도체 메모리 분야에서 세계 수준의 경쟁력을 확보할 수 있는 원동력이 될 것으로 기대된다.
한편 연구팀의 연구결과는 응용물리 분야의 세계적 권위지인 ‘어플라이드 피직스 레터스(Applied Physics Letters)’에 모두 4편의 논문으로 정리돼 발표될 예정이며, 이에 대한 초기 연구결과는 최근 동 학술지 8월호(8월 13일자)에 게재됐다.
⑷파일 저장 및 검색 발췌 : <컴퓨터 과학 총론> J. GLENN BROOKSHEAR 원저, 황종선 곽덕훈 이상근 공역, 홍릉과학출판사
정보는 파일 단위로 대량 기억 장치에 저장된다. 전형적인 파일의 예로는 텍스트 문서, 사진, 프로그램, 회사의 사원에 대한 데이터 집합 등이 있다. 대량 기억 장치의 물리적 특성으로 인해 이러한 파일들은 여러 바이트 단위로 저장되고 검색된다. 에를 들어, 자기 디스크 상의 각 섹터는 하나의 연속적인 비트열로 다루어져야만 한다. 저장 장치의 물리적 특성에 맞추어진 데이터 블록을 물리적 레코드(physical record)라고 부른다. 즉, 대량 기억 장치에 저장된 하나의 파일은 일반적으로 많은 물리적 레코드로 구성된다. 이러한 물리적 구분과는 달리, 파일은 그것이 표현하는 정보에 의해 작은 단위들로 나눌 수 있다. 예를 들어, 회사의 사원에 대한 정보를 가지는 파일은 각각이 한 명의 사원에 대한 정보로 구성되는 많은 단위로 구성될 것이다. 그러한 데이터 블록을 논리적(logical record)라고 한다.
논리적 레코드의 크기는 대량 기억 장치에 의해 결정되는 물리적 레코드의 크기와 대부분 일치하지 않게 된다. 따라서 여러 개의 논리적 레코드가 하나의 물리적 레코드내에 놓여지기도 하고 또는 하나의 논리적 레코드가 둘 이상의 물리적 레코드에 걸쳐 떨어져 저장되기도 한다.
그 결과 대량 기억 장치로부터 데이터를 검색할때에는 어느 정도의 정돈 과정이 필요하다. 이 문제에 대한 해결책은 주기억 장치에 여러 개의 물리적 레코드를 담을 수 있을 정도의 큰 하나의 공간을 할당하여 데이터를 다시 모으는 장소로 사용하는 것이다. 주기억 장치 내의 데이터는 논리적 레코드 단위로 전송되는 반면, 주기억 장치 내의 공간과 대량 기억 장치 사이에서는 물리적 레코드 크기만큼의 데이터 블록이 전송될 수 있다. 이러한 방식에 사용되는 주기억장치 내의 지역을 버퍼(buffer)라고 한다. 버퍼의 사용을 통해 주기억 장치와 대량 기억 장치의 상대적 역할을 살펴볼 수 있다. 주기억 자치는 처리의 목적으로 데이터를 저장하는 데 사용되는 반면, 대량 기억 장치는 데이터의 영속적인 저장소로 사용된다. 따라서, 대량 기억 장치에 저장되어 있는 데이터를 갱신하기 위해서는 그 데이터를 먼저 주기억 장치로 전송하고, 그런 다음 데이터를 갱신한 후 다시 갱신된 데이터를 대량 기억 장치로 전송하여야 한다.
주기억 장치, 자기 디스크, 콤팩트 디스크, 자기 테이프는 데이터에 대한 서로 다른 임의 접근 정도를 보여준다. 먼저 주기억 장치에서 사용되는 주소 시스템은 데이터에 대한 매우 빠른 임의 접근을 가능하게 해준다. 자기 디스크는 한 데이터를 포함하는 모든 섹터들에 대해서만 임의 접근을 제공한다. 하나의 섹터를 검색하는 데에는 시크 및 회전 대기가 필요하다. 콤팩트 디스크 역시 개별 섹터들에 대해서 임의 접근을 제공하지만, 나선 모양의 트랙을 찾고 디스크 회전 속도를 조절하는 데 걸리는 시간 때문에 자기 디스크에 비해 더 많은 지연 시간이 소요된다. 마지막으로 자기 테이프는 임의 접근을 거의 제공하지 않는다. 오늘날의 테이프 시스템에서는 테이프 상태 위치를 표시하여 서로 다른 세그먼트가 개별적으로 참조될 수 있도록 하고 있다. 하지만 테이프의 물리적 구조로 인해서 테이프를 따라서 세그먼트를 검새하는 데 많은 시간이 필요하다.

키워드

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