[컴퓨터 사이언스] 컴퓨터 하드웨어 주기억 장치의 종류

컴퓨터 사이언스에 관해 공부한 내용을 정리한 글입니다. 

공부하고 있는 책이 16년도 쯤에 출시된 책이라 몇몇 부분에선 약간 옛날 내용일 수 있지만 역사나 배경이 되는 기본 지식은 변하지 않으니까... 그 부분만 봐 주세용.

 

---

 

주기억 장치의 종류

 

 컴퓨터 하드웨어 기술의 발전은 기억 용량의 급속한 증가와 함께 기억 소자 크기의 감소, 그리고 가격면에서 급격한 하락을 가져왔다. 

 

1. 과거의 주기억 장치

초기

 처음엔 진공관을 사용했다.(최초의 전자 계산기이자 컴퓨터의 시초라고 볼 수 있는 ENIAC에서는 18,600개의 진공관이 사용되었다) 진공관 한 개는 1비트의 정보를 나타내는데, 그 크기와 전력 소모, 열 발생 등으로 문제점이 많았다. 이후 적은 전력 소모와 신뢰성을 가진 트랜지스터(transistor)가 사용된다. 

 

1960년대 초반 ~ 1970년대 중반

 자기 코어(magnetic core)가 기억 소자로 사용되었다. 매우 작은 링(ring) 형태로 되어 있으며, 페라이트(ferrite)라는 자기 재료를 사용해서 페라이트 코어 메모리라고도 한다. 

* 기억 원리

 코어의 링을 통과하는 도선에 전류를 흘려 '플레밍의 오른손 법칙'에 따라 자화의 방향을 바꾸어 준다. 자기 코어는 한 번 1 또는 0의 상태가 되면 어떠한 변화를 주지 않는 한 계속 자화 상태를 유지하여 정보를 기억하게 되고, 여러 개의 코어를 코어판(core plane)의 형태로 묶어서 사용하게 된다. 

** 자화(magnetization)

 물질을 자기장 속에 놓았을 때 그 물질 전체가 갖는 거시적인 자기(磁氣)모멘트. 물질의 자기적 성질은 주로 전자의 자기모멘트에 연유하는데, 전자가 가진 극히 작은 미시적인 자기모멘트가 많이 모여, 그 총합으로 거시적으로 물질이 나타내는 자기모멘트를 자화라고 한다.

** 플레밍의 오른손 법칙

 

 

 N극에서 S극 방향으로 자기장이 형성되었을 때 그림처럼 자기장의 방향과 수직으로 도체(금속 막대 등)가 움직이고 있다면 전류는 가운데 손가락 방향으로 흐른다. 

 즉 엄지손가락 방향 : 도체를 움직이는 힘(속도)의 방향 

 두번째 손가락 방향 : 자기장의 방향 

 가운데 손가락 방향 : 전류가 흐르는 방향 

 

 와 오랜만에 보는 물리시간... 전기 파트도 나름 재밌었던 거 같은 기억이 나는 것 같기도 하고 아닌 거 같기도 하고... 

 

2. 현재의 주기억 장치

 1960년대 후반부터 반도체 집적 회로(IC : Integrated Circuit) 기술의 개발과 함께 기억 소자로의 적용이 추진된 후, 1968년에는 주기억 장치의 버퍼 메모리로 사용되기 시작했다. 집적 회로는 집적도, 소비 전력, 소형성, 경제성 등으로 코어 메모리를 대체하여 널리 이용되고 있다. 

 

3. 미래의 주기억 장치

 현재보다 크기가 작고, 대용량, 고속의 기억 소자가 사용될 것이라 예상된다. 그 중 하나가 조셉슨 소자(Josephson device)인데, 현재의 기억 소자보다 10배 이상 빠르게 나타나고 있으며 대량 생산과 가격 등의 문제점을 해결하고 있다.