하드디스크 접근 시간

[3Juhwan]

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하드디스크 접근 시간

하드 디스크에 접근하는 시간은 탐색 시간, 회전 지연, 전송 시간으로 나뉜다.

• 탐색 시간: 탐색 시간은 접근하려는 데이터가 저장된 트랙까지 헤드를 이동시키는 시간을 의미한다.
• 회전 지연: 헤드가 있는 곳으로 플래터를 회전하는 시간을 의미한다.
• 전송 시간: 하드 디스크와 컴퓨터 간의 데이터를 전송하는 시간을 의미한다.

*다중 헤드 디스크

• 다중 헤드 디스크는 헤드가 트랙별로 여러 개 달려 있다. 탐색 시간이 0이다.
• 고정 헤드 디스크라고도 부른다.

프로그래머가 꼭 알아야 할 컴퓨터 시간들

항목	일반적인 시간 범위
L1 캐시 참조 시간	0.5 나노초 (ns)
L2 캐시 참조 시간	5 나노초 (ns)
메모리 참조 시간	7 나노초 (ns)
메모리에서 1MB를 순차적으로 읽는 시간	250 마이크로초 (µs)
(하드) 디스크 탐색 시간	10 밀리초 (ms)
(하드) 디스크에서 1MB를 순차적으로 읽는 시간	30 밀리초 (ms)
한 패킷이 캘리포니아에서 네덜란드까지 왕복하는 시간	150 밀리초 (ms)

[le2sky]

디스크 액세스 시간

일반적으로 단일-헤드 디스크시스템에서는 특정 데이터 블록(하나 이상의 섹터로 이루어짐)을 읽거나 쓰는 과정은 다음과 같고, 모든 과정이 이루어지는 시간을 디스크 액세스 시간이라고한다.

(1) 헤드를 해당 트랙으로 이동시킨다. = 탐색 시간(seek time)
(2) 원하는 데이터가 저장된 섹터가 헤드 아래로 회전되어 올 떄까지 기다린다. = 회전 지연 시간(rotational latency)
(3) 데이터를 전송한다. = 데이터 전송 시간(data transfer time)

디스크 액세스 시간 = 탐색 시간 + 회전 지연시간 + 데이터 전송 시간

탐색 시간

• 기계적인 이동이기 때문에 시동 시간(startup time)이 필요하다.
• 여러 트랙들을 지나가게 되면 적어도 수 ms가 걸리며 거리가 멀면 그 이상도 걸린다.
• 액세스할 데이터들의 지역성(locality)이 높은 경우 헤드의 이동 거리들이 짧아지기 때문에 평균 탐색 시간을 단축 시킬 수 있다.

회전 지연 시간

• 회전축의 속도가 7200rpm(분당 회전수)일 경우를 가정하자.
• 위 경우 초당 회전수는 7200 / 60 = 120
• 따라서, 1 회전에 1 / 120 = 0.008초(8ms)가 소요된다.
• 만약 헤드가 해당 트랙에 도착한 순간 원하는 섹터가 헤드 아래에 바로 있다면 회전 지연 시간은 0이다.
• 혹은 원하는 섹터가 직전에 지나갔다면 한 바퀴 더 돌아야 해서 최대 8ms이다.
• 따라서 평균 회전 지연 시간은 4ms가 된다.

데이터 전송 시간

• 블록의 크기, 회전 속도, 트랙의 저장 밀도, 버스 전송률 및 제어기 내부 전자회로의 속도에 따라 결정된다.

예제

• 디스크 평균 탐색 시간 : 8ms
• 전송률 : 5000 B/s
• 섹터 크기 : 512 Byte
• 회전축 속도 : 5400 rpm
• 제어기 지연시간 : 1ms