하드웨어 1차시 과제(ROM, RAM, FLASH(SSD), HDD)

ROM

ROM은 Read Only Memory의 약자로 "읽기만 할 수 있는 메모리"란 뜻이다. 한번 기록을 하면 전원을 꺼도 정보가 날아가지 않아서 비휘발성 메모리라고 불리기도 한다. 비휘발성인 성질 때문에 정보가 거의 바뀔 일이 없는 전자기기의 메모리로 주로 쓰이고 저장(기록) 방식에 따라서 마스크롬, PROM, EPROM, EEPROM 등으로 나뉜다. 주소 입력 신호가 들어오면, 입력 드라이브에서 증폭된 다음 주소 디코더에 의해 해당하는 번지를 선택하고 선택된 롬 셀에 기억된 내용이 출력 버퍼를 통해 데이터 출력 단자에 나타난다.

마스크롬(Mask ROM)은 만드는 단계에서 고정된 데이터 회로 패턴으로 생산하는, 즉 팔기 전에 내용을 저장하는 방식이다. 물리적으로 기록했기 때문에 생산 후에는 내용을 변경할 수 없다. 그래서 안정성은  높지만 수정이 불가능해서 데이터가 처음에 잘못 저장되었다면 생산한 것들을 모두 버려야 한다. 대량생산에 적합한 ROM이다.

PROM(Programmable ROM)은 생산 후에 내용을 한 번만 기록하는 방식이어서 OTP(One Time Programmable)라고도 불리며 한번 기록한 내용을 바꿀 수 없다. 비트를 기록하는 각 셀마다 들어있는 퓨즈가 이어져 있으면 1, 끊어져 있으면 0으로 정보를 기록하며 마스크롬으로 생산하기에는 생산량이 적은 경우에 사용된다. 

EPROM(Erasable PROM)은 자외선을 사용하여 기록된 내용을 지우고, 전류로 다시 기록하는 방식이다. PROM과 읽기와 쓰기는 똑같지만 자외선을 쬐어서 정보를 지우는 것을 추가로 할 수 있다. 데이터를 지우기 위해 자외선이 EPROM에 닿아야 해서 위에 석영유리로 된 창이 있다. 지우지 않을 때는 태양빛이나 주변에 자외선에 노출되서 지워질 수 있기 때문에 검은 테이프 같은 차광 물건을 붙여서 창을 가린다.

EEPROM(Electrically EPROM)은 전류를 이용하여 기억된 내용을 지우고 다시 기록하는 방식이다. 칩의 한 핀에 전기적 신호를 가해줌으로써 내부 데이터가 지워지게 된다. 자외선이 필요하지 않기  때문에 유리창이 없고 롬 라이터 없이 기록이 가능한 제품도 있다. 쓰기는 편하지만 속도가 느리다.

RAM

RAM은 Random Access Memory의 약자로 "랜덤 하게 접근하는 메모리"라는 뜻이다. 데이터를 순차적으로 읽지 않고 랜덤 하게 읽기 때문에 속도가 빠르다. 전원이 꺼지면 데이터가 날아가서 휘발성 메모리라고도 한다. RAM은 컴뷰터의 주기억장치로 보조기억장치에 있는 데이터들을 불러와서 CPU가 작업할 수 있게 해 준다. 쓰기와 읽기 둘 다 할 수 있고 대표적으로 DRAM과 SRAM이 있다. 

DRAM(Dynamic RAM)은 휘발성이고 전원이 안 꺼져도 시간이 지나면 전하가 감소돼서 저장된 정보가 소멸된다. 그래서 지속적으로 재기록할 수 있고 저장용량이 크기 때문에 PC의 주요 메모리로 쓰인다.

SRAM(Static RAM)은 정적 램으로도 불리며, 한번 기록하면 전원이 공급되는 한 날아가지 않는다. 외부 신호에 따라 내부의 값을 유지하는 방식으로 정보를 기록한다. SRAM은 DRAM의 100배 이상으로 접근 속도가 빨라서 빠른 속도가 요구되는 캐시 메모리(Cache Memory)에 주로 사용된다. 그리고 6배 정도 정보처리속도도 빨라서 PC의 수치계산 용도로도 쓰인다. 구조가 복잡하여 가격이 비싸고 대용량으로 제작하기가 어렵다는 단점이 있다.

FLASH(SSD)

SSD는 Solid State Disk의 약자로 "고체(반도체) 상태 저장소"라는 뜻이며 메모리 반도체로 이루어진 보조기억장치이다. 트랜지스터(0과 1을 전환하는 스위치의 역할을 함)를 이용해서 전류를 흐르게 하거나 차단하는 방식을 쓴다. 전기 신호를 가하면 SSD 기억소자(셀)에 비트가 저장되게 되고,이것을 기준으로 디지털 신호를 표현한다. SSD는 데이터의 휘발성에 따라서 램 방식의 디렘(DRAM)과 플래시 방식의 낸드플래시(NAND FLASH)로 나뉜다. 디렘방식은 속도가 빠르지만 휘발성이고 낸드플래시 방식은 디렘보다는 느리지만 비휘발성이다. 그래서 대부분 낸드플래시 방식의 SSD가 쓰이며, 플래시 디스크라고도 한다. 충격에 강하고 비싸다.

HDD

HDD는 Hard Disk Drive의 약자로 비휘발성이고  순차 접근이 가능한 컴퓨터의 보조 기억장치이다. 데이터를 저장하는 '플래터'와, 찾는 '헤드'로 구성되어 있으며, 헤드가 플래터의 정보를 읽어 컴뷰터에 전달하거나, 컴뷰터가 보내는 신호를 플래터에 저장한다. 플래터는 자석으로 되어있어, 내부의 작은 자석이 정렬되어 있으면 1, 정렬되어 있지 않으면 (신호를 받을 수 없는 경우) 0으로 표현한다. 그리고 헤드는 0과 1의 디지털 신호를 자기적인 방식으로 기록하거나 읽게 된다. 충격에 약하고 저렴하다.