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하드디스크고장] 배드섹터가 발생하는 이유와 충격도 없었는데 하드가 고장나는 이유가 먼가요?
하드디스크 문제로 상담하시는 분들이 가장 많이 질문하는 내용이 있습니다.
가만히 있는 하드가 왜 고장이 난거에요?
충격이나 떨어뜨린 적도 없고, 컴퓨터에 장착되어 있기 때문에 충격이 있을리는 없쟎아요.
그리고 저는 컴퓨터를 자주 사용하는것도 아닙니다. 혹은 구매한지 얼마 되지 않았는데 왜 고장이 났나요? 입니다.
솔직히 자세한 설명 드리기 귀찮아서 "고장안나는 기계는 없습니다. 하드도 기계입니다" 라고
끝내고 싶지만, 대략 개념을 설명드리면 이해하시는 분들도 있지만 대부분 그게 무슨 소리인지 이해를
못하는 분들이 많습니다.
특별한 이유가 없어 보이는데 하드에 배드섹터가 생기고, 고장나고 인식이 안되는 이유는 무엇일까요?
아래 그림을 보세요. 왼쪽은 하드디스크 오른쪽은 LP Player 입니다.
"LP Player" 일명 텐테이블 입니다. MP3 와 같은 디지털 음원이 판을 치는 요즘에도 아주 많은 이용자들이 있습니다.
저는 턴테이블이 없지만, 가끔 친구네 집에서 턴테이블로 음악을 듣다보면 그 매력이 디지털 음원하고는 차원이 다르지요.
하드디스크 커버를 열고 내부 모습을 보면 동그란 디스크(플레터), 헤드, 암, 등 기본적인 구조는 턴테이블과 같습니다.
차이가 있다면 하드는 헤드가 안쪽/바깥쪽 움직이면서 동작을 하지만 턴테이블은 밖에서 안으로만 동작하는 정도 일겁니다
아래 그림에서 보듯이 하드 고장 원인의 대부분은 이런 기계적인 구조에서 기인합니다.
예전에 턴테이블을 사용해 봤거나, 현재 텐테이블 이용자라면 잘 아실 겁니다.
LP는 자주 사용하면 할수록 조금씩 손상되어 음질이 나빠집니다. 소중한 음반은 애지중지하며 잘 틀지도 않죠... 완전 보관용. ^^;;
한번 사용했으면 먼지 하나 하나 깨끗이 털어내고 보관합니다. 행여 잘못해서 소중한 음반 날려먹은 기억도 있을 겁니다.
하드디스크도 마찬가지 입니다.
디스크에 수명이 있고, 턴테이블과는 비교할 수 없을 정도로 정밀하게 동작하기 때문에 먼지 하나만 유입이 되어도
배드섹터 발생 및 고장 원인이 됩니다.구조적으로 진동이나 충격에 아주 약하기 조심해서 다루어야 하는 장비입니다.
ㅇ마그네틱선의 약화
하드디스크는 수명이 50만시간 정도로, 충격과 먼지만 주의한다면 거의 반영구적으로 사용할 수 있는 저장매체입니다.
현실적으로 1년도 못가서 사망하는 경우가 많습니다.
하드는 오래 사용하면 할수록 디스크에 기록된 데이터들의 마그네틱선 약화로 데이터가 정보가 점점 흐려져 갑니다.
따라서 정기적으로 디스크를 정리하고 단편화제거(조각모음)을 해주는것이 필요합니다.
그러나 섹터를 정의해 주는 포맷 표시는 로우 레벨 포맷시에만 주어지게 되며 부트 레코드와 임의의 디렉토리 정보는
오직 한 번만 쓰여집니다. 그러므로 사용시간이 늘어날수록 디스크 컨트롤러가 일부의 정보를 읽지 못하게 되거나
논리적손상(소프트웨어 에러)이 발생할 가능성이 증가하게 됩니다. 즉 배드섹터 발생율이 높아집니다.
ㅇ플레터의 약화
하드는 금속 원판(플레터/디스크)에 자기(magnetic)코팅을 한뒤 자기(magnetic)를 배열해서 데이터를 저장합니다.
플래터상의 자기코팅은 사용하면 할 수록 매우 서서히 약해지고 분해됩니다. 하드디스크가 새것이라 해도
플래터상의 어떤 부분은 상대적으로 낮은 보자력을 갖고 있어 자기영역(magnetic)의 기능을 원활히 수행할 수 없게
되기도 합니다. (물론 이런 오류를 수정하는 기능이 있습니다만 오류를 제대로 수정할 수 없거나 오류가 발생하는
빈도가 높아지면 기능이 제대로 작동하지 못합니다.)
매체의 악화에 따라서 오류수정 기능이 떨어지고 소프트 에러의 발생 정도가 증가하여, 결국 배드섹터가 되는겁니다.
디스크표면의 물리적인 충격이나 손상(흠집)이 없어도, 논리적/물리적인 배드가 발생하는 겁니다.
ㅇTRACK 이탈
하드디스크의 기능은 읽고/쓰기를 반복적으로 하는 것입니다. 헤드를 움직이는 작동기는 기계적으로 정합 상태가
느슨 해지면 문제가 됩니다. 특히 스테퍼 모터를 사용하는 구형 하드디스크의 경우가 이런 문제가 많았습니다.
기계적 정합이 약간이라도 느슨해지면 트랙면에서 헤드가 흔들리며 온도가 상승함에 따라 데이터구조에 손상이 오며
심한 경우 물리적인 손상을 일으키게 됩니다. 위의 그림에서 보시듯 하드디스크가 기계적으로 왜 약할수 밖에 없는지
이제는 이해할 수 있을 겁니다.
ㅇ플레터의 떨림
하드디스크도 시간이 지남에 따라 각 부품의 노후화가 발생하는데 플래터를 지지하는 회전축 속의 베어링이
마모하기 시작합니다. 플래터는 처음에는 아주 미약하지만 서서히 떨게 되고 회전할 때마다 떨림이 증가되며
헤드와 디스크 표면 사이의 간격이 균일하게 동작하지 못하면 에러를 발생 시키고 물리적인 손상이 발생합니다.
ㅇ논리보드 오동작
펌웨어 자체 불량이나 논리보드 고장 또는 논리보드 상에 있는 전자 부품들의 내구성이 떨어지거나, 회로 부품의 고장이나
불량으로 기능이 떨어지게 되면 읽기/쓰기 동작시 시간이 오래 걸리거나, 데이터가 디스크에 제대로 기록되지 못하는
증상이 발생합니다. 데이터가 제대로 기록되지 못한다는 것은 데이터가 저장된 구조 정보에 손상이 와서 파일시스템이
손상된다는 것을 뜻합니다. 심할 경우 아예 하드가 인식못하거나 용량이 다르게 인식되는 경우도 있습니다.
ㅇ정전 / 전압불안정 / 전기적 잡음
컴퓨터를 사용한다는 것은 운영체제를 이용하는 겁니다. 대부분 윈도우겠죠. 운영체제는 하드디스크에 저장이 되고
컴퓨터는 하드에 저장된 윈도우 프로그램을 읽어드려서 실행을 하는 것입니다. 윈도우가 가동되는 동안에는
읽고/쓰기 기능이 계속 진행되고 있다는 거죠. 이때 갑자기 정전이나 전원이 나가 버리면 하드는 SPS 기능이
제대로 실행되지 못하고 하드에 충격을 주거나, 경미할 경우 파일시스템 또는 폴더에 파일구조에 손상이 옵니다.
전압이 불안정할 경우에도 하드는 정상적인 RPM으로 동작을 할 수 없기 때문에 헤드가 올바른 정보를 읽어 오거나
쓰기 동작을 할수 없게 됩니다.
드문일이지만 강한 전압 스파이크가 잡음 방지기나 컴퓨터 내의 방어 회로상에 나타나는데, 이 잡음이 읽기/쓰기 헤드를
방전시켜 디스크에 손상을 입히는 경우도 있습니다.
ㅇ헤드 파손 (Head Slap)
헤드가 플레터 표면에 접촉하는 경우입니다. 운이 좋으면 디스크의 아주 작은 부분만 영향을 받지만 심각한 경우
헤드와 플레터가 완전히 접촉한다면 플레터 및 헤드가 손상됩니다.
이때 발생한 미세한 입자들이 플레터 표면 상에서 헤드의 움직임을 방해하면 되면 헤드오작동, 동작불량,
크레시, 스크레치 등 손상으로 이어집니다.
ㅇ운영체제/소프트웨어 오류/바이러스
아무리 잘 만들어진 운영체제나 소프트웨어라도 오류가 존재합니다. 대부분의 사람들이 사용하는 MS Windows 계열
운영체제에도 수많은 오류가 존재하고 이런 오류들중 일부(Disk Dump)는 논리적으로 파일시스템과 데이터를 손상시킬
수 있습니다. 최악의 경우는 소프트웨어가 운영체제나 disk buffer의 FAT 섹터위에 다시 쓰기를 함으로써
MFT 나 FAT 정보가 전부 손상되는 경우도 있습니다.
바이러스는 대표적으로 CIH바이러스의 경우 하드 FAT영역을 파손시켜 데이터를 손상시키거나, BIOS를 손상시켜 컴퓨터를
뇌사 상태로 만들기도 했습니다.
ㅇ하드디스크 발열
성능 좋은 CPU 쿨러와 컴퓨터 내부에 방열팬을 다는 것은 컴퓨터 내부 온도를 낮추기 위해서 입니다.
정밀한 전자부품에 가장 나쁜 영향을 주는 것이 높은 온도입니다. 근래에 출시되는 고용량 하드의 경우, 구조적으로
크게 달라진것은 없지만, 과거의 하드디스크와는 비교할수 없는 빠른속도와 엄청난 데이터 집적도를 보이고 있습니다.
회전속도(RPM)도 점점 빨라지게 되어 하드디스크 내부의 발열이 발생하게 됩니다.
이때 발생되는 열은 내부온도가 60~75% 정도입니다. 외부로 방출되지 못하는 열기는 하드디스크에 큰 부담으로 작용합니다.
금속은 열을 받으면 팽창하고..식으면 다시 수축합니다. 이런 팽창과 수축은 위에 설명한 마그네틱선과 플레터의 약화를 더욱
가속시킵니다. 충분히 온도에 견딜수 있게 하드디스크가 설계되어 있지만 장시간 사용시 외부로 방출되지 못하는 발열은
고장원인이 됩니다. 일반 데스크탑의 경우에는 충분한 공간과 쿨링팬이 요즘은 거의 기본으로 장착되어 하드디스크 발열이 외부로 방출될수 있지만, 하드디스크가 꽉 들어차는 USB외장하드 및 노트북의 경우 열이 외부로 쉽게 방출되지 못하기 때문에
하드디스크는 내부는 물론 외부도 엄청 뜨거진 상태로 이때는 외부의 조그만 진동이나 충격에도 쉽게 고장이 날수 있으며
하드디스크 자체적으로도 문제가 될수 있습니다. 외장하드/노트북하드 고장율이 컴퓨터 내부에 장착된 하드보다 높은 이유를
이제는 조금 이해 하시겠죠?
ㅇ이용자 실수 / 관리소홀
하드디스크가 동작 중에 전원을 갑자기 끄거나 강제로 재부팅을 하는 경우 데이터 손상이나 하드 손상이 발생될 수 있습니다.
갑자기 전원을 끌때마다 손상이 온다면 아주 큰일이죠. 대부분 손상없이 넘어가지만 100번 중 1번이 큰 문제가 될 수 있으니
가급적이면 삼가해야 합니다. 특히 외장하드의 경우는 데이터를 읽거나 쓰고 있는 중에 USB선을 빼거나 전원을 꺼버리는 경우는 피하는게 좋습니다. 하드에 저장되는 데이터는 파일이나 폴더가 완전히 쓰여질 때까지 디렉토리 엔트리는 갱신되지 않기 때문에 완전히 저장작업이 끝나지 않은 상태에서 하드 연결을 해제해 버리면 파일시스템이나 디렉토리 또는 파일이 손상될 수 있습니다.
외장하드를 컴퓨터와 분리할 때는 USB선을 컴퓨터와 분리후 길게 10초 정도는 가만히 두세요. 내장하드의 경우 전원종료후 10초 정도는 있다가 케이블을 제거 하세요. 전원이 끊어져도 디스크는 아직 회전중이기 때문에 약간의 시간이 지나야 랜딩존에 안착합니다. 평소 사소한 습관이 하드에 미치는 영향도 아주 큽니다.
ㅇ접촉불량
하드디스크 연결 불량으로 데이터가 정상적으로 오고 갈수 없는 경우나, 읽고/쓰기 명령에 오류가 발생할 때도 논리적인
구조 손상이나 파일시스템 손상 또는 폴더 손상이 올수 있습니다. 특히 외장하드의 경우 USB연결 과정에서 접촉불량이
원인으로 손상되는 경우가 많습니다. USB메모리 접촉과정에서 문제가 많이 발생합니다.
ㅇ메인보드 / 메모리
컴퓨터를 구성하는 부품에 문제가 있어 오류가 발생할 경우 하드디스크도 오동작 할 가능성이 있습니다.
컴퓨터는 여러가지 부품으로 구성됩니다. 메인보드나 메모리가 오동작 할 경우, 잘못된 명령이 하드에 내려지게 되면
읽고/쓰기 오류로 인해서 파일시스템이나 폴더 및 파일 구조에 손상이 올수 있습니다. 물론 물리적인 손상 가능성도
있습니다.
ㅇ사용환경
자기장을 이용한 기계적 구조로 구성된 하드디스크는 반도체 기반의 저장장치 (솔리드 스테이트 드라이브-SSD)에 비해 진동, 충격, 자성등의 외부 환경에 취약하다. 또한, 하드 디스크 외부는 소음 발생과 외부의 먼지 유입을 최소화하기 위해서 최대한 밀폐적인 구조로 설계되어 있습니다. 하지만 하드디스크에는 내부의 기압을 대기압과 동등하게 해주는 작은 구멍(Hole)이 있어 외부 환경에 따라 먼지 등이 유입될 수 있기 때문에 외부 환경에 의한 수명 편차가 아주 큽니다. 청소한번 안해준 컴퓨터에 얼마나 많은 먼지가 쌓여 있는지 보신분들 이해 되실 겁니다. 먼지는 하드는 물론 다른 컴퓨터부품에도 나쁜 영향을 줍니다.
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하드디스크 고장은 다양합니다.
이용자의 실수나 부주의가 원인이 될수도 있고, 하드디스크가 결함을 가지고 있는 경우도 있습니다.
때때로 회로 부품이 손상되거나, 드라이브 모터가 탈 수도 있고 회로의 단전이 발생할 수도 있습니다.
무엇보다 하드 디스크도 기계이기 때문에 서서히 노화 되어 갑니다. 그 과정중에 경미한 오류들이 발생하게 되는데,
이런 오류들로 인해서 데이터가 손상되거나 하드가 고장나게 됩니다. 하지만 증상이 이미 나타난 후에는 데이터가
손상되고 날아간 이후인게 가장 큰 문제입니다.
하드디스크는 디스크의 저장 기록밀도 향상과 소음 및 충격방지 발열등 여러면에서 과거와는 아주 크게 발전된 모습을
보이고 있습니다. 세라믹 베어링 채용 이라든지 유체베어링 사용, 기존 알루미늄 플레터가 아닌 유리재질 플레터등
제조사마다 다양한 기술을 적용하여 하드디스크를 시장에 내놓고 있지만 여전히 문제점은 존재하고 고장도
많이 발생하는게 현실입니다. 속도의 한계를 넘기위해서 요즘은 SSD와 결합된 형태의 하이브리드 하드디스크도
나오고 있습니다. 턴테이블과 같은 기계적인 기본 구조인 이상 충격,진동,온도,먼지 등에 취약 것은 어쩔수가 없습니다.
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