운영체제: 주기억 장치의 종류, 특징 및 현황

문서 내 토픽

1. 주기억 장치(Primary Memory)

주기억 장치는 CPU가 직접 접근하여 프로그램과 데이터를 저장하고 처리하는 장치입니다. ROM(읽기 전용 메모리)과 RAM(임의 접근 메모리)으로 구성됩니다. ROM은 비휘발성으로 전원이 꺼져도 내용이 유지되며 BIOS, 글자 폰트 등을 저장합니다. RAM은 휘발성으로 현재 사용 중인 프로그램과 데이터를 저장하지만 전원이 꺼지면 내용이 사라집니다. RAM은 DRAM(동적램)과 SRAM(정적램)으로 분류되며, DRAM은 일반적인 주기억장치로 저렴하고 접근 속도가 낮지만 집적도가 높습니다.
2. 보조기억 장치(Secondary Memory)

보조기억 장치는 주기억장치의 휘발성 단점을 보완하기 위해 만들어진 비휘발성 장치입니다. 속도는 느리지만 저장용량이 크고 전원이 꺼져도 내용이 유지됩니다. 종류로는 하드디스크, SSD, 플로피디스크, 자기테이프, CD-ROM, DVD, Blu-Ray가 있습니다. 하드디스크는 저장용량이 크지만 충격에 약하고, SSD는 반도체를 이용하여 고속 입출력이 가능하며 외부 충격에 강하지만 가격이 비쌉니다.
3. DRAM(동적 램)

DRAM은 현재 가장 많이 사용되는 주기억 장치로, 삼성전자와 SK하이닉스가 약 70%의 시장점유율을 차지하고 있습니다. 콘덴서로 구성되어 일정 시간마다 주기적인 재충전이 필요한 휘발성 메모리입니다. 가격이 저렴하고 CPU의 연산 작업을 고속으로 처리할 수 있으며, 낸드플래시보다 1만 배 빠른 속도를 자랑합니다. 병렬로 연결하면 CPU가 처리하는 데이터를 충분히 소화할 수 있는 장점이 있습니다.
4. 낸드 플래시 메모리(NAND Flash Memory)

낸드 플래시 메모리는 메모리 반도체에서 많이 사용되는 비휘발성 저장 장치입니다. 한 번 저장된 내용은 전원이 없어도 약 10년간 유지되며, 약 20V의 전압으로 지울 수 있습니다. 크기를 작게 만들 수 있어 여러 영상을 저장할 수 있지만 저장하는 데 시간이 오래 걸립니다. 삼성전자가 개발한 14나노 평면형 낸드플래시는 플로팅게이트 크기를 12.5% 줄여 생산 원가를 감소시켰으며, 평면형 낸드플래시 기술의 한계를 극복한 사례로 평가받고 있습니다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. 주기억 장치(Primary Memory)

주기억 장치는 컴퓨터 시스템의 핵심 구성 요소로서 CPU가 직접 접근할 수 있는 고속 메모리입니다. RAM과 캐시 메모리로 구성되며, 프로그램 실행 중 필요한 데이터와 명령어를 임시로 저장합니다. 속도가 매우 빠르지만 전원이 꺼지면 데이터가 소실되는 휘발성 특성을 가집니다. 현대 컴퓨팅에서 시스템 성능을 결정하는 중요한 요소이며, 용량이 클수록 멀티태스킹과 대용량 데이터 처리에 유리합니다. 가격이 비싼 편이지만 필수적인 하드웨어 자원입니다.
2. 보조기억 장치(Secondary Memory)

보조기억 장치는 대용량 데이터를 장기간 저장하는 비휘발성 메모리로, HDD와 SSD가 주요 예입니다. 주기억 장치보다 속도는 느리지만 용량이 크고 전원 차단 후에도 데이터가 유지됩니다. 운영체제, 응용프로그램, 사용자 파일 등을 저장하는 역할을 합니다. 최근 SSD의 보급으로 접근 속도가 크게 개선되었으며, 클라우드 스토리지의 발전으로 저장 방식도 다양화되고 있습니다. 데이터 보안과 백업 측면에서도 중요한 역할을 수행합니다.
3. DRAM(동적 램)

DRAM은 현재 가장 널리 사용되는 주기억 장치 기술로, 축전기에 전하를 저장하여 데이터를 표현합니다. 구조가 단순하고 제조 비용이 저렴하며 높은 집적도를 달성할 수 있습니다. 다만 주기적인 리프레시가 필요하고 전원 공급이 중단되면 데이터가 소실됩니다. 지속적인 기술 발전으로 용량과 속도가 향상되고 있으며, DDR4, DDR5 등 새로운 표준이 등장하고 있습니다. 게이밍, 영상 편집, 데이터 분석 등 고성능 작업에 필수적인 컴포넌트입니다.
4. 낸드 플래시 메모리(NAND Flash Memory)

낸드 플래시 메모리는 현대 SSD의 핵심 기술로, 전자적으로 데이터를 저장하며 전원 없이도 정보를 유지합니다. 높은 저장 밀도, 빠른 읽기 속도, 낮은 전력 소비가 장점입니다. 스마트폰, 태블릿, USB 드라이브 등 다양한 기기에 사용되며, 기술 발전으로 용량이 증가하고 가격이 하락하고 있습니다. 다만 쓰기 횟수 제한과 수명 문제가 있으며, 대용량 저장에는 여전히 비용이 높은 편입니다. 미래 데이터 저장 기술의 중심이 될 것으로 예상됩니다.

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