노트북에 연결된 Kingston XS1000 외장 SSD

파일 시스템 이해하기

파일 시스템은 운영 체제에서 하드 드라이브, SSD(Solid-State Drive) 또는 USB 플래시 드라이브와 같은 저장 장치에 있는 파일을 구성하고 관리하는 데 사용하는 구조입니다. 파일 시스템은 저장 장치에 데이터를 저장, 액세스 및 구성하는 방법을 정의합니다. 파일 시스템마다 특성이 다르며 특정 운영 체제나 장치에만 적용되는 경우가 많습니다. 다음은 몇 가지 일반적인 파일 시스템과 그 장단점입니다.

FAT(파일 할당 테이블), FAT16, FAT32

FAT는 가장 오래되고 단순한 파일 시스템 중 하나입니다. 처음에는 MS-DOS용으로 개발되었으며 아직까지도 여전히 많은 이동식 저장 장치에서 사용되고 있습니다. 이 시스템의 두 가지 주요 버전은 FAT16과 FAT32입니다. FAT는 파일 할당 테이블을 사용하여 디스크의 파일 위치를 추적합니다. 하지만 파일 권한 및 저널링과 같은 일부 고급 기능이 부족하여 최신 운영 체제에는 적합하지 않습니다. FAT 16은 1987년 DOS 3.31에 도입되었으며, FAT32는 1996년 Windows 95 OSR2(MS-DOS 7.1)에 도입되었습니다.

장점:

  • 단순성: 구현과 사용이 간편하여 리소스나 호환성 요구 사항이 제한된 장치에 적합합니다.
  • 데이터 복구: FAT 파일 시스템은 구조가 단순하기 때문에 데이터가 손상되거나 실수로 삭제된 경우에도 비교적 쉽게 복구할 수 있습니다.
  • 호환성: 제3자 소프트웨어가 설치되어 있지 않아도 Windows, MacOS 및 Linux 운영 체제에서 기본적으로 읽고 쓸 수 있습니다.

단점:

  • 단편화: 단편화는 파일 데이터가 디스크의 여러 부분에 흩어져 있을 때 발생하며, 그 결과 성능이 저하됩니다. 디스크 성능을 최적화하려면 정기적인 조각 모음이 필요합니다.
  • 고급 기능 부족: 최신 버전인 FAT32에는 다른 파일 시스템에서 볼 수 있는 몇 가지 고급 기능이 없습니다. 이 파일 시스템은 파일 수준 보안 권한, 저널링, 암호화 또는 압축을 지원하지 않습니다.
  • 볼륨 이름 제한: FAT16 및 FAT32의 볼륨 이름은 11자를 초과할 수 없으며 영숫자가 아닌 대부분의 문자를 포함할 수 없습니다.
  • 파일 이름 제한: FAT16 파일 시스템의 파일 이름은 8.3자를 초과할 수 없습니다. 즉, 8자에 3자의 파일 확장자를 더한 것을 말합니다.

exFAT(확장 파일 할당 테이블)

exFAT는 Microsoft에서 FAT32의 개선된 버전으로 도입한 파일 시스템입니다. FAT32의 일부 한계를 해결하여 더 큰 파일 크기와 더 나은 성능을 제공하며, 여러 운영 체제에서 호환성을 제공하기 때문에 외부 SSD, 하드 드라이브 및 SD 카드와 같은 이동식 저장 장치에 일반적으로 사용됩니다. 이 파일 시스템은 2006년에 Windows CE 6.0의 일부로 처음 도입되었습니다.

장점:

  • 대용량 파일 및 파티션 크기 지원:exFAT는 FAT 파일 시스템에 비해 훨씬 더 큰 파일 크기와 파티션 크기를 지원합니다. 4GB보다 큰 파일을 처리할 수 있어 대용량 미디어 파일이나 디스크 이미지를 저장하는 데 적합합니다.
  • 효율적인 디스크 공간 활용: exFAT는 이전 FAT 파일 시스템에 비해 디스크 공간 활용도를 개선하였습니다. 더 작은 클러스터 크기를 사용하므로 작은 파일을 위해 낭비되는 디스크 공간이 줄어듭니다.
  • 호환성: 제3자 소프트웨어가 설치되어 있지 않아도 Windows 및 MacOS 운영 체제에서 기본적으로 읽고 쓸 수 있습니다.

단점:

  • 제한된 메타데이터 지원: exFAT에는 다른 최신 파일 시스템에서 볼 수 있는 일부 고급 기능이 부족합니다. 이 파일 시스템은 파일 수준 보안 권한, 저널링 또는 파일 시스템 수준 암호화를 지원하지 않습니다.
  • 단편화: FAT 파일 시스템과 마찬가지로 exFAT도 여전히 단편화에 취약합니다. 파일을 생성, 수정, 삭제할 때 단편화가 발생하여 시간이 지남에 따라 성능이 저하될 수 있습니다.

NTFS(신기술 파일 시스템)

NTFS는 1993년 Windows NT 3.1부터 시작하여 Windows 11에 이르기까지 Windows NT 기반 운영 체제에서 사용되는 기본 파일 시스템입니다. 파일 권한, 암호화, 압축, 저널링과 같은 고급 기능을 제공합니다. NTFS는 대용량 파일 및 파티션 크기를 지원하므로 최신 저장 장치에 적합합니다. 하지만 Windows 이외의 운영 체제와의 호환성이 제한적입니다.

장점:

  • 보안 및 권한: NTFS는 파일 수준 권한으로 견고한 보안 모델을 제공합니다. 개별 파일과 폴더에 대한 권한을 설정하여 사용자 및 그룹에 대한 액세스 권한을 제어할 수 있습니다.
  • SSD(Solid-State Drive)에 대한 TRIM 지원: TRIM은 사용하지 않는 데이터에 대해 드라이브에 알려주어 SSD가 향후 쓰기를 위해 공간을 지우고 준비할 수 있도록 합니다. NTFS 파일 시스템을 선택하면 성능을 유지하기 위해 TRIM이 기본적으로 활성화됩니다.

단점:

  • 디스크 오류 및 복구: NTFS는 안정적으로 설계되었지만 디스크 오류가 여전히 발생할 수 있습니다. 디스크 오류가 발생하면 NTFS 복구에 많은 시간이 소요될 수 있으며 특수 도구가 필요할 수 있습니다.
  • 단편화: 시간이 지남에 따라, 특히 파일을 생성, 수정, 삭제할 때 NTFS 파일 시스템이 단편화될 수 있습니다. 단편화는 시스템이 흩어져 있는 파일 조각에 액세스하게 되므로 성능 저하로 이어질 수 있습니다.

APFS(Apple 파일 시스템)

APFS는 Apple에서 macOS, iOS 및 기타 Apple 장치용으로 개발한 파일 시스템입니다. Apple의 하드웨어 및 소프트웨어와의 성능과 호환성을 최적화하도록 설계되었습니다. APFS에는 복제, 파일 수준 암호화, 솔리드 스테이트 드라이브의 향상된 성능과 같은 기능이 포함되어 있습니다. 이 파일 시스템은 2017년 macOS 10.13에 도입되었습니다.

장점:

  • 향상된 성능: APFS는 이전 버전인 HFS+에 비해 향상된 성능을 제공합니다. 읽기/쓰기 복사, 공간 공유, 최적화된 메타데이터 처리와 같은 기술을 사용하여 읽기 및 쓰기 속도를 향상시킵니다.
  • 데이터 보안: APFS에는 메타데이터 및 파일 콘텐츠에 대한 체크섬과 같은 데이터 무결성 기능이 내장되어 있습니다. 이를 통해 데이터 손상을 감지하고 방지할 수 있습니다. 또한 기본 암호화를 지원하므로 사용자가 이 수준에서 데이터를 암호화하여 보안을 개선하고 민감한 정보를 보호할 수 있습니다.

단점:

  • SSD(Solid-State Drive)에 대한 TRIM 지원: APFS는 SSD에 대한 TRIM 명령을 지원하지만 다른 파일 시스템에 비해 효율적이지 않을 수 있습니다. TRIM은 데이터 블록을 효율적으로 관리하여 SSD의 성능과 수명을 최적화하는 역할을 합니다.
  • 제3자 소프트웨어 지원: 일부 오래된 제3자 소프트웨어 또는 유틸리티는 포맷된 드라이브로 작업할 때 APFS를 완전히 지원하지 않거나 제한이 있을 수 있습니다. 파일 시스템으로 옮기기 전에 중요한 소프트웨어나 도구가 APFS와 호환되는지 확인하는 것이 중요합니다.
  • 제3자 소프트웨어가 설치되지 않은 Windows PC에서는 APFS를 읽거나 쓸 수 없습니다.

HFS, HFS+(계층적 파일 시스템)

HFS는 Apple 컴퓨터에서 처음에 사용된 파일 시스템입니다. 이후 HFS+ 및 APFS로 대체되었습니다. HFS는 계층적 디렉토리 구조를 사용하며 추가 파일 정보 저장을 위한 메타데이터 및 리소스 포크와 같은 기능을 지원합니다. 이 파일 시스템은 구형 Mac 시스템과 호환됩니다. HFS는 1986년 Mac Plus용 System 2.1과 함께 도입되었습니다. HFS+는 1998년 Mac OS 8.1에 도입되었으며, 2019년 macOS 10.15에서 APFS가 대신하면서 단계적으로 퇴출되었습니다.

장점:

  • 단순성: HFS는 구조가 비교적 간단하고 직관적이어서 구현과 이해가 쉽습니다.
  • 메타데이터 지원: HFS는 메타데이터 개념을 도입하여 생성 및 수정 날짜, 파일 유형, 리소스 포크와 같은 파일에 대한 추가 정보를 저장할 수 있습니다.

단점:

  • 고급 기능 부족: HFS에는 최신 파일 시스템에서 볼 수 있는 몇 가지 고급 기능이 부족합니다. 이 파일 시스템은 파일 수준 보안 권한, 저널링, 파일 압축 또는 암호화를 지원하지 않습니다.
  • 제한된 파일 및 파티션 크기 지원: HFS는 파일 크기와 파티션 크기에 제한이 있습니다. 최대 2GB 크기의 파일을 처리할 수 있으며 최대 2TB의 파티션 크기를 지원합니다.
  • 파일 시스템 외부에서 파일이 손상됨: 일부 유형의 파일(특히 파일 확장명이 없는 파일)을 HFS 또는 HFS+에서 여기에 나열된 대부분의 다른 파일 시스템으로 복사할 때 리소스 포크가 포함되지 않으므로 .zip 또는 .sit로 먼저 아카이브하지 않는 한 복사한 파일을 HFS로 다시 가져올 시 다시 읽을 수 없게 됩니다.

Ext4(4차 확장 파일 시스템)

Linux 운영 체제에서 널리 사용되는 파일 시스템입니다. Ext3의 후속 버전으로 성능, 확장성 및 안정성 측면에서 몇 가지 개선된 기능을 제공합니다. Ext4는 많은 Linux 배포판의 기본 파일 시스템입니다. 이 파일 시스템은 2003년에 처음 도입되었습니다.

장점:

  • 저널링: 저널은 변경 사항이 디스크에 커밋되기 전에 추적하여 정전이나 시스템 충돌 시 더 빠르게 복구할 수 있도록 합니다. 데이터 손상 위험을 줄이고 파일 시스템이 일관성을 유지하도록 보장합니다.
  • 파일 및 파티션 크기 증가: Ext4는 이전 버전에 비해 훨씬 더 큰 파일 및 파티션 크기를 지원합니다.

단점:

  • 단편화: 대부분의 파일 시스템과 마찬가지로 Ext4는 단편화되기 쉽습니다. 시간이 지남에 따라 파일을 생성, 수정 및 삭제할 때 단편화가 발생하여 성능이 저하될 수 있습니다.
  • 제한된 확장성: Ext4는 이전 버전에 비해 더 큰 파일 및 파티션 크기를 지원하지만, 확장성 측면에서 특정 한계가 있습니다.

파일 시스템은 컴퓨팅 시스템의 필수 구성 요소입니다. 파일 시스템은 데이터 구성, 저장 및 검색을 위한 기반을 제공하여 원활한 운영을 보장합니다. 기술이 발전함에 따라 파일 시스템은 스토리지 요구사항에 적응하고 데이터 관리 기능을 향상시키면서 계속 진화할 것입니다.

#KingstonIsWithYou

관련 기사