5.3. 대용량 기억 장치 인터페이스

5.3.2.1. IDE/ATA

IDE는 Integrated Drive Electronics의 줄임말로서 80년대 말기에 개발되었으며 40 핀 커넥터를 사용합니다.

	주목
	실제로 이 인터페이스에 대한 적절한 이름은 "AT Attachment" 인터페이스 (ATA)이지만, "IDE" (실제로 ATA 호환 가능한 대용량 기억 장치를 의미하는) 용어가 자주 사용됩니다. 그러나 이 책에서는 인터페이스의 적절한 이름인 ATA를 사용하겠습니다.

ATA는 각 버스는 두개의 대용량 기억 장치를 지원하는 버스 토폴로지를 사용합니다. 이 두 장치는 마스터(master)와 슬레이브(slave)라고 부릅니다. 이 용어는 마치 장치가 무슨 종속 관계에 있는 것처럼 들릴지 모르지만, 사실은 그렇지 않습니다. 각 장치에 위치한 점퍼 블록을 사용하여 장치를 마스터나 슬레이브로 선택 가능합니다.

	주목
	ATA의 최신 기술로 케이블 선택 기능이 추가되었습니다. 이 기능을 사용하기 위해서는 특수 케이블, ATA 컨트롤러 및 (일반적으로 "케이블 선택" 점퍼 셋팅을 통해) 케이블 선택 기능을 지원하는 대용량 기억 장치가 필요합니다. 케이블 선택 기능을 적절히 설정하시면 장치를 이동시킬때 점퍼를 변경할 필요가 없습니다. 대신 ATA 케이블 상 장치의 위치를 이용하여 이 장치가 마스터인지 슬레이브인지 알 수 있습니다.

다른 산업체 표준 인터페이스인 ATAPI는 ATA 인터페이스의 변형으로서 AT Attachment Packet Interface의 줄임말입니다. 주로 CD-ROM 드라이브에 사용되는 ATAPI 인터페이스는 ATA의 전기적 특징 및 기계적 특징을 이어받았지만, 다음에 설명될 SCSI 인터페이스의 통신 프로토콜을 사용합니다.

5.3.2.2. SCSI

SCSI (Small Computer System Interface)는 80년대 초에 개발되어 1986년에 표준으로 지정되었습니다. SCSI는 ATA와 마찬가지로 SCSI는 버스 토폴로지를 사용한다는 한가지 공통점을 제외하면 모든 점에서 다릅니다.

버스 토폴로지를 사용할 경우 버스에 연결된 모든 장치가 고유하게 식별가능해야 합니다. ATA는 각 버스마다 두가지 다른 장치만 지원하며 각 장치마다 특정 이름을 부여하는 반면, SCSI는 SCSI 버스에 연결된 각 장치에 고유한 수치 주소 (SCSI ID)를 부여합니다. SCSI 버스에 연결된 각 장치는 SCSI ID에 상응하도록 (일반적으로 점퍼나 스위치[1]를 이용하여) 설정됩니다.

계속 진행하기 전에 우선 한가지 중요하게 짚고 넘어갈 사항이 있습니다. SCSI 표준은 한가지 인터페이스만 나타내는 것이 아니라 인터페이스 집합을 나타낸다는 사실입니다. SCSI 마다 다음과 같은 특성이 다를 수 있습니다:

• 버스 폭

• 버스 속도

• 전기적 특성

이전 SCSI 표준에서 설명한 버스 토폴로지에 따르면 버스에서 8줄은 데이터 전송에 사용되었습니다. 즉, 초기 SCSI 장치는 한번에 1바이트씩 데이터를 전송할 수 있었다는 의미입니다. 그러나 시간이 흐르면서 표준이 16줄을 사용할 수 있게되면서, 장치가 전송할 수 있는 데이터의 용량도 두배로 증가되었습니다. 따라서 이전 "8-비트" SCSI 구현 방식은 이제 narrow SCSI라고 부르는 반면, 새로운 16-비트 구현 방식은 wide SCSI라고 부릅니다.

초기 SCSI의 버스 속도는 5MHz로 설정되어, 이전 8-비트 SCSI 버스에서 일초당 5MB 전송률을 나타내었습니다. 그러나 향후 버전에서 표준 속도가 10MHz로 두배로 증가되면서, narrow SCSI에서는 10MB/second으로 wide SCSI에서는 20MB/second 전송률을 나타냅니다. 버스폭과 마찬가지로, 버스 속도가 변경되면서 그에 따른 새로운 이름으로 불리게 되었습니다. 10MHz 버스 속도는 fast라고 부른 반면, 향후 버전으로 ultra (20MHz), fast-40 (40MHz), 그리고 fast-80[2]가 계속적으로 개발되었습니다. 전송률이 계속적으로 향상되면서 여려 다양한 버전의 ultra160 버스 속도가 탄생하게 됩니다.

이 용어들을 결합하여 다양한 SCSI 설정 이름을 만들어낼 수 있습니다. 예를 들어 "ultra-wide SCSI"는 20MHz 속도로 운영되는 16 비트 SCSI 버스를 의미합니다.

이전 SCSI 표준은 single-ended 신호를 사용하였습니다. 이러한 전기 설정에서는 오직 안쪽 컨덕터만 전기 신호를 전달하는데 사용됩니다. 향후 개발된 SCSI 표준은 양 컨덕터가 신호를 전달하는데 사용되는 차등(differential) 신호를 사용합니다. (이후 high voltage differential: HVD SCSI로 이름이 바뀐) Differential SCSI는 전기 잡음에 덜 민감하며 보다 긴 케이블을 사용할 수 있는 장점이 있지만 주요 컴퓨터 시장에서는 그리 인기를 얻지 못했습니다. 그 뒤를 이어 개발된 low voltage differential (LVD) SCSI는 마침내 주요 시장에서 보다 빠른 버스 속도를 내는데 반드시 필요한 장치로 인기를 얻기 시작했습니다.

SCSI 버스 폭은 각 클록 주기마다 전송 가능한 데이터 용량을 나타낼 뿐만 아니라, 한개의 버스에 몇개의 장치가 연결될 수 있는지도 결정합니다. 일반 SCSI는 8개까지 장치를 연결 가능한 반면, wide SCSI는 16개까지 가능합니다. 어느 유형의 SCSI를 사용하던간에 반드시 모든 장치가 고유한 SCSI ID를 사용하는지 확인하셔야 합니다.

버스에 연결된 모든 장치가 ID를 사용한다는 사실을 기억하시기 바랍니다. SCSI 컨트롤러도 마찬가지 입니다. 시스템 관리자들은 이러한 사실을 잊고서, 부주의하게 SCSI 장치가 버스 컨트롤러와 같은 SCSI ID를 사용하도록 설정하는 경우가 종종 발생합니다. 실제로 각 버스는 컨트롤러마다 다른 ID를 할당해야하므로, 한개의 버스에는 오직 7개 (wide SCSI의 경우 15개) 장치만 연결 가능하다는 사실을 의미합니다.

	힌트
	SCSI를 구현시 대부분의 경우 SCSI 버스를 스캐닝 가능합니다; 모든 장치가 적절히 설정되었는지 확인하기 위해 이러한 스캐닝 기능이 종종 사용됩니다. 만일 버스를 스캐닝한 결과 모든 SCSI ID마다 동일한 장치가 나타난다면, 장치의 SCSI ID를 SCSI 컨트롤러의 ID로 잘못 설정했다는 의미입니다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 장치가 다른 SCSI ID를 사용하도록 재설정해주셔야 합니다.

SCSI는 버스 기반 아키텍쳐이므로 버스의 양 끝지점을 적절하게 종료하는 작업이 중요합니다. SCSI 버스를 구성하는 각 컨덕터에 올바른 전기 임피던스(교류 회로에 가해진 교류 전압 와 그 회로에 흐르는 교류 전류 와의 비)를 가하여 종료 작업을 수행 가능합니다. 이렇듯 전기를 이용한 적절한 종료 작업이 수행되지 않는다면, 버스에 존재하는 다양한 신호가 버스 끝지점으로 반영되어 모든 통신을 방해하게 됩니다.

대다수의 SCSI 장치는 점퍼나 스위치를 이용하여 이러한 종료 기능을 내부적으로 켜거나 끄기 가능합니다. 외부 종료 도구도 사용 가능합니다.

SCSI와 관련하여 마지막으로 기억해두실 점은 SCSI는 대용량 기억 장치의 인터페이스 표준으로만 사용되는 것은 아니라는 사실입니다. 다른 다양한 장치 (예, 스캐너, 프린터 및 통신 장치)도 SCSI를 사용합니다. 물론 SCSI 대용량 기억 장치가 가장 인기있게 사용되지만, 다른 유형으로도 사용되고 있습니다. 그러나 USB와 IEEE-1394 (Firewire)가 출현하면서 앞으로 USB와 IEEE-1394 인터페이스가 이러한 유형 장치에 보다 자주 사용될 것으로 예견됩니다.

	힌트
	USB와 IEEE-1394 인터페이스는 또한 대용량 기억 장치 영역에도 진출하기 시작했지만, 아직 원시 USB 또는 IEEE-1394 대용량 기억 장치는 개발되지 않았습니다. 대신 최근에는 외부 전환 회로를 갖춘 ATA 또는 SCSI 기반 대용량 장치가 사용되고 있습니다.

대용량 기억 장치가 사용하는 인터페이스의 유형에 관계없이, 장치 내부 작동 방식은 대용량 기억 장치 성능에 큰 영향을 미칩니다. 다음 부분에서는 이러한 중요한 주제에 대하여 상세하게 설명해보겠습니다.