단편화 제거

3. 파일 단편화 해결 방법: 디스크 조각 모음

디스크 조각 모음은 파일이나 빈 영역을 저장 장치 내에서 연속적으로 재배치하여 단편화를 줄이는 작업으로, 파일 접근 속도 향상에 기여한다.^[22]

MS-DOS와 Windows에 기본 포함된 "디스크 조각 모음"이 대표적인 조각 모음 프로그램이다. Windows 2000과 Windows XP에는 Diskeeper의 기능 제한판이 탑재되었다.

Diskeeper, PerfectDisk, O&O Defrag, Norton SpeedDisk, TechTool Pro 등 다양한 상용 조각 모음 소프트웨어도 존재한다. 소프트웨어를 사용하지 않는 조각 모음 방법으로는 저장 장치 백업 후 데이터를 삭제하고 백업에서 데이터를 다시 읽어 들이는 방식이 있다.

3. 1. 디스크 조각 모음의 원리

3. 2. 디스크 조각 모음의 효과

3. 3. 디스크 조각 모음 시 주의사항

• 조각 모음 중에는 시스템 성능이 저하되므로, 컴퓨터를 가만히 두는 것이 좋다. 조각 모음기가 파일 시스템의 예기치 않은 변경 사항으로 인해 혼란을 겪지 않도록 하기 위해서다.^[1]
• 조각 모음은 집약적인 작업이며, 여유 공간이 거의 없는 파일 시스템에서는 수행할 수 없다.^[1]
• 주기적인 단편화 제거를 통해 디스크의 성능을 최대한 유지하고 단편화로 인한 과도한 오버헤드 문제를 막을 수 있다.^[1]
• 하드 디스크 드라이브(HDD)와 같은 디스크식 저장 장치는 조각 모음을 통해 파일 접근 속도를 향상시킬 수 있지만, SSD는 조각 모음이 불필요하거나 다른 방식의 최적화가 필요하다.
• 조각 모음 처리 자체는 연속적인 읽기/쓰기 동작을 디스크 장치에 요구하므로, 디스크 장치의 수명을 단축시킬 가능성이 있다. 어느 정도의 단편화에서 디스크 조각 모음을 실행해야 하는지는 경험에 따라 결정된다.^[22]

4. 다양한 운영체제에서의 디스크 조각 모음

윈도우 비스타에서는 초기 설정으로 일주일에 한 번 디스크 조각 모음이 자동 실행되도록 설정되어 있다. 디스크 조각 모음 실행 중에는 디스크 접근 속도가 저하되므로, 마이크로소프트는 컴퓨터 사용 중에는 디스크 조각 모음을 끄도록 권고하고 있다^[26]。

4. 1. 윈도우 (Windows)

• '''도스, 윈도우 9x''': 도스 6.x 이전에는 노턴 스피드디스크와 같은 별도 도구를 사용해야 했다. 도스 6.x와 윈도우 9x는 FAT 파일 시스템을 지원하며, 노턴 스피드디스크의 기능 제약판인 디프래그(Defrag) 도구를 기본 제공했다. 윈도우 버전은 디스키퍼로부터 사용 권한을 얻었다.^[7]
• '''윈도우 2000, 윈도우 XP''': NTFS와 FAT 파일 시스템을 모두 지원하며, 디스키퍼 기반의 디스크 조각 모음 도구를 제공한다. 윈도우 NT 4 이하 버전에는 내장된 단편화 제거 도구가 없었다.^[9] Windows XP 이후 Windows 조각 모음 API가 개선되어 마스터 파일 테이블(MFT) 조각 모음을 지원하게 되었다.^[5]
• '''Windows Vista, Windows 7, Windows 8, Windows 10, Windows 11''': 디스크 조각 모음 도구가 크게 개선되었고, 시각적 디스크 맵이 없는 새로운 인터페이스를 제공하며, 더 이상 컴퓨터 관리의 일부가 아니다.^[10][11]

4. 2. macOS

4. 3. 리눅스 (Linux)

4. 4. 기타 파일 시스템

• exFAT - 디스크 조각 모음 도구가 없다.
• ReiserFS - 디스크 조각 모음 도구가 없다.
• XFS - `xfs_fsr` (마운트 상태에서 사용 가능)
• HFS+ - 디스크 조각 모음 도구가 없음 (macOS에서는 지연 재배치 및 Hot-File-Adaptive-Clustering이 자동 디스크 조각 모음을 수행)

5. SSD (Solid State Drive)와 조각 모음

솔리드 스테이트 드라이브(SSD)는 움직이는 부품이 없는 플래시 메모리를 기반으로 하여 파일 조각에 대한 임의 접근 속도가 매우 빠르다. 따라서 기존 하드 디스크 드라이브(HDD)에서 필요했던 조각 모음은 SSD에서 불필요하다.^[6]

SSD에서 조각 모음을 실행하면 플래시 메모리의 수명을 단축시킬 수 있다.^[6] 플래시 메모리는 쓰기 횟수에 제한이 있기 때문이다. SSD는 웨어 레벨링, 가비지 컬렉션 등의 기술로 쓰기 작업을 분산하고 관리하므로, 조각 모음은 이러한 내부 관리를 방해하고 불필요한 쓰기 작업을 발생시킨다.^[23]

Windows는 파일 시스템의 최대 조각화 허용 오차에 도달하는 것을 방지하기 위해 SSD에서도 약하게 조각 모음을 자동으로 수행한다. 최대 조각화 제한에 도달하면 디스크 쓰기 시도가 실패하기 때문이다.^[6]

Windows 8부터는 SSD에 대해 기존의 조각 모음 대신 TRIM 명령을 주기적으로 발행하는 방식으로 최적화를 수행한다.^[24] TRIM 명령은 SSD의 빈 영역을 정리하여 성능을 유지한다. 이를 "SSD에 대한 조각 모음"이라고 칭하기도 하지만, 정확한 표현은 아니다.

6. 가상 환경에서의 조각 모음

솔리드 스테이트 드라이브(SSD)와 비슷한 이유로, 가상 머신에 연결되거나 단독으로 마운트된 가상 하드 디스크에 HDD용으로 설계된 조각 모음 도구를 적용하는 것은 성능 문제를 일으킬 수 있다.

구체적으로, 가변 용량의 가상 하드 디스크에 기존의 조각 모음 도구를 적용하면, 사용하지 않는 영역에 대한 쓰기가 발생하여 가상 하드 디스크의 실제 용량이 증가하는 폐해가 발생한다^[25]。가상 머신의 게스트 OS에서 조각 모음 도구를 적용하는 것도 비슷한 문제를 일으킬 수 있다.

윈도우 8에서는 OS 표준 조각 모음 도구 "드라이브 조각 모음 및 최적화"를 사용하여, 가상 하드 디스크(VHD/VHDX)의 마운트 대상 드라이브에 대해 기존의 HDD용 조각 모음이 아닌, 사용 중인 블록 수가 줄어들도록 데이터 이동을 수행한다(조각 모음 (Windows) 참조).

7. 한국에서의 파일 단편화 및 조각 모음

디스크 조각이 많이 발생하면 시스템이 과도한 오버헤드 문제로 성능 저하를 겪을 수 있다. 이 경우 주기적인 단편화 제거를 통해 디스크 성능을 최대한 유지할 수 있다.

참조

_[1] 웹사이트 Cwdixon.com http://cwdixon.com/s[...] 2013-07-28
_[2] 웹사이트 The Ultimate Defragger - LaRud's Place https://web.archive.[...] 2013-07-28
_[3] 웹사이트 MyDefrag v4.2.8 http://www.mydefrag.[...] 2014-08-14
_[4] 웹사이트 New hard disk drives reduce need for disk defragmentation http://searchwincomp[...] 2005-09-20
_[5] 웹사이트 Windows XP: Kernel Improvements Create a More Robust, Powerful, and Scalable OS -- MSDN Magazine, December 2001 http://msdn.microsof[...] 2006-12-19
_[6] 웹사이트 The real and complete story - Does Windows defragment your SSD? http://www.hanselman[...] Microsoft 2014-12-03
_[7] 서적 Peter Norton's Complete Guide to DOS 6.22 https://archive.org/[...] Sams 1994-10
_[8] 웹사이트 NTFS Versions http://www.pcguide.c[...] PC Guide 2001-04-17
_[9] 웹사이트 Third-party disk defragmenter tools for Windows http://support.micro[...] 2013-07-28
_[10] 웹사이트 Disk Defragmentation – Background and Engineering the Windows 7 Improvements http://blogs.msdn.co[...] 2014-06-15
_[11] 웹사이트 New Defrag options in Windows 8 http://www.verboon.i[...] 2011-11-13
_[12] 웹사이트 FreeBSD Man Pages https://www.freebsd.[...] The FreeBSD Project 2015-02-21
_[13] 웹사이트 Defragmentation https://btrfs.readth[...] 2024-07-26
_[14] 웹사이트 Administration https://btrfs.readth[...] 2024-07-26
_[15] 웹사이트 HTG Explains: Why Linux Doesn't Need Defragmenting http://www.howtogeek[...] 2013-08-01
_[16] 웹사이트 5.10. Filesystems http://www.tldp.org/[...] 2013-06-22
_[17] 웹사이트 Optimizing data organization on disk http://www.linux-mag[...]
_[18] 웹사이트 Journaling File System Support http://www.ecomstati[...] 2008-12-27
_[19] 웹사이트 Fragmentation in HFS Plus Volumes http://osxbook.com/s[...] 2020-09-02
_[20] 웹사이트 Detecting a file fragmentation point for reconstructing fragmented files using sequential hypothesis testing https://patents.goog[...] US8407192 B2 2015-02-21
_[21] 웹사이트 E format design document http://www.chiark.gr[...] 2013-05-24
_[22] 웹사이트 フラグメンテーションとは - IT用語辞典 https://e-words.jp/w[...] 2024-01-20
_[23] 뉴스 「Windows VistaはSSDに最適化されていない」--米SanDisk CEOがコメント https://news.mynavi.[...]
_[24] 웹사이트 http://news.mynavi.j[...]
_[25] 웹사이트 https://atmarkit.itm[...]
_[26] 웹사이트 Windows Vistaチューニング デフラグは効率良く効果的に行いたい http://www.microsoft[...]
_[27] 웹사이트 About disk optimization with Mac OS X http://support.apple[...]
_[28] 서적 Mac OS X Internals: A Systems Approach Addison Wesley 2006
_[29] 웹사이트 About disk optimization with Mac OS X http://support.apple[...]