파일시스템이란? PC를 사용하다보면 4GB 이상의 파일이 다운이 안되거나 플래시메모리나 외장하드디스크에 복사가 안되는 일을 종종 겪는다. 이러한 문제는 파일시스템 때문에 일어나게 되는데 그렇다면 파일시스템은 무엇일까?   파일시스템이란? 파일시스템은 책의 목차와 같다. 책의 내용중 어떤 제목을 가진 내용이 어디에 있는지 표시를 해두어 원하는 부분을 빠르게 찾기위해 목차가 있듯 운영체제(OS)에서는 각자의 파일 시스템을 통해 파일에 이름을 붙이고, 저장이나 검색을 위해 논리적으로 파일들을 어디에 위치시킬 것이지 설정한다. 이러한 색인(index)기능을 하는 파일시스템은 운영체제를 설치하여 사용하기 위한 것으로 QDOS에서부터 시작해 계속적인 개량으로 지금의 윈도까지 사용되고 있는 FAT12, FAT16, FAT32, exFAT와 윈도NT로부터 시작된 NTFS, 리눅스에서 사용하는 ext, ext2, ext3, ReiserFS, XFS, JFS, MAC OS X의 HFS+, HFS, HFS, UFS, UDF, ISO 9660, UNIX에서 사용하는 HFS,JFS,NFS,CDFS등 다양한 종류가 존재한다.   이중에서 개인용 컴퓨터에서 가장 많이 쓰는 운영체제인 윈도에서 지원하는 파일시스템인 FAT와 NTFS에 대해서 알아보도록 하자.

하드디스크 발전에 따라 파일시스템도 발전

플로피 디스크를 위한 FAT12

출처 : wikimedia.org

최초의 파일 시스템은 FAT12이다. FAT는 빌 게이츠가 BASIC 프로그램에서 플로피 디스크를 관리하기 위해 개발한 것으로 QDOS에서 처음 사용되었으며 최대 16MB의 볼륨크기를 가진다. 처음에는 디렉토리 개념도 없었지만 MS-DOS 2.0에서부터 계층형 디렉토리를 지원해 현재 FAT 파일시스템의 기본구조를 갖추게 된다.

하드디스크를 위한 FAT16

출처 : switched.com

하드디스크가 개인용 컴퓨터에 보급되면서 플로피 디스크보다 훨씬 큰 용량을 제공하는 하드디스크를 관리하기 위한 파일시스템이 필요해지게 되었다.

FAT16은 하드디스크를 관리하기 위한 목적으로 개발되어 MS-DOS 4.0을 통해 선보였으며, FAT12와 구조는 비슷하지만 클러스터를 표현하는 비트수가 12개에서 16개로 늘어나 최대 2GB의 볼륨을 사용할 수 있게 되었다. FAT16은 현재 2GB 미만의 플래시 메모리에 아직까지 사용되고 있다.

2GB 이상의 하드디스크를 위한 FAT32

출처 : dansdata.com

하드디스크의 용량이 발전을 거듭해 2GB이상을 관리할 수 있는 파일 시스템이 필요해지자 윈도95 OSR2를 발표하면서 2GB 이상의 대용량 하드디스크를 지원하기위한 FAT32를 선보인다.

FAT32는 이론상 2TB의 대용량 하드디스크를 지원하지만 윈도에서는 속도와 안정성을 이유로 최대 포맷 용량이 32GB로 제한되어 있다. 하나의 파일은 최대 4기가바이트의 용량을 가질 수 있으며, 255자까지의 긴 파일 이름도 지원한다. 윈도 98, 윈도 Me와 같은 구형 운영체제나, 리눅스와 같은 다른 운영체제, 또는 32GB 미만의 대용량 이동식 디스크에서 여전히 이용되고 있다.

FAT12부터 FAT32를 표를 통해 살펴보면 클러스터 표현 비트 수에 따라 최대 클러스터 개수가 달라지며, 클러스터 개수가 늘어남에 따라 최대 볼륨크기 또한 커지는 것을 볼 수 있다. FAT12의 최대 볼륨 크기는 16MB, FAT16은 2GB, FAT32는 2TB이며, 윈도에서는 속도와 안정성을 이유로 FAT32의 최대 볼륨 크기가 32GB로 제한되어 있다. 최대 파일 크기는 FAT12와 FAT16은 볼륨 크기만큼 지원하며, FAT32는 4GB로 제한되어 있다.

서버 및 기업용 컴퓨터를 위한 NTFS

서버 및 기업용 컴퓨터 시장이 성장함에 따라 MS는 새로운 서버용 운영체제가 필요하게 되었고 이에맞게 개발된 윈도 NT에는 보안과 안정성이 강화된 NTFS라는 새로운 파일시스템이 탑재된다.

NTFS 파일시스템은 FAT 파일시스템에서는 지원하지 않는 압축기능, 권한부여기능, 보안기능, 복구기능을 지원하며, 이론적으로 16EB에 이르는 거대한 불륨 크기를 지원하지만 윈도에서는 2TB까지 지원한다. 개인용 컴퓨터에서 NTFS 파일시스템은 윈도2000부터 사용이 가능하다.

대용량 플래시 메모리를 위한 exFAT

exFAT는 'Extended File Allocation Table'의 약자로 일명 FAT64라고도 한다. exFAT는 32GB 이상의 플래시 메모리를 위해 개발되어 최대 볼륨 크기는 이론상 64ZB, 윈도에서는 512TB이며, FAT32는 최대 파일 사이즈가 4GB로 제한되어 있는 반면 exFAT는 이론상 2ZB, 윈도에서는 512TB이고, 포맷사이즈와 디렉토리내 파일 수의 제한이 없다.

현재 윈도우비스타 서비스팩1과 윈도우 임베디드CE 6.0에서 지원하고 있으며, 윈도 XP에서는 별도의 업데이트를 설치해야 한다.

참고로 1TB(테라바이트)는 1,024GB, 1PB(페타바이트)는 1,024TB, 1EB(에타바이트)는1,024PB, 1ZB(제타바이트)는1,024EB, 1YB(요타바이트)는 1,024ZB 이다.

용도에 맞게 선택하는 파일시스템 파일시스템은 하드디스크의 용량과 운영체제의 용도에 맞춰 발전해 왔다. 최근 하드디스크의 용량과 이동식 디스크의 용량이 빠르게 늘어나면서 저용량 저장장치에 사용되었던 FAT12, FAT16등의 파일 시스템은 거의 사용되지 않고 있으며, 대용량 저장장치에 적합한 FAT32와 NTFS가 많이 사용되고 있다.     FAT32 NTFS exFAT 사용 용도 고용량 하드디스크 고용량 하드디스크 고용량 플래시 메모리 클러스터 표현 비트 수 32bit (28bit만 사용) 64bit 64bit 최대 클러스터 개수 268,435,437 4,294,967,295 4,294,967,295 권장 최대 볼륨 크기 32GB 2TB 512TB 파일의 최대 크기 4GB 볼륨 크기만큼 볼륨크기만큼 하지만 FAT32로 커버할 수 없을만큼 용량이 크게 늘어나면서 FAT32는 한계를 보이기 시작했으며, 이에따라 exFAT라는 새로운 파일시스템이 나타나게 되었고, exFAT가 앞으로 대용량 이동식 디스크에 주로 사용될것으로 보인다.   개인용 컴퓨터에서는 NTFS FAT32는 윈도에서 최대 볼륨의 크기가 32GB로 제한되어있어 더 큰 볼륨을 사용하기 위해서는 별도의 포맷 프로그램을 사용해야하고, 32GB이상으로 포맷을 한다해도 속도와 안정성을 보장받을 수 없으며, 파일크기 또한 4GB로 제한되어있어 요즘과같이 대용량 하드디스크와 4GB이상의 파일을 많이 사용하는 시스템에서는 적합하지 않다. 따라서 FAT32보다는 2TB의 볼륨 크기 및 파일 크기를 지원하고, 압축기능, 권한부여기능, 보안기능, 복구기능을 지원하는 NTFS가 FAT32보다는 개인용 컴퓨터에서 사용하기에 더 좋다고 할 수 있다.   대용량 플래시 메모리는 exFAT 최근 많이 사용되고 있는 대용량 플래시 메모리의 경우는 개인용 컴퓨터와는 조금 다르다고 할 수 있는데 플래시 메모리는 다양한 곳에 활용되기 때문에 호환성이 중요하다. 모바일 기기에는 윈도 CE와 같은 모바일 기기 전용 OS가 탑제되는데 이러한 모바일 기기 전용 OS는 대부분 FAT 파일시스템을 채택하고 있으며,  윈도 CE 6.0 부터는 exFAT를 지원하고 있다. 따라서 NTFS를 대용량 플래시 메모리에 사용한다면 모바일 기기와의 호환성에 악영향을 줄 수 있어 대용량 플래시 메모리는 exFAT가 적합하다고 할 수 있다. 또한 32GB 미만의 플래시메모리에서도 4GB 이상의 파일을 사용하려면 exFAT를 사용하는 것이 좋다. exFAT는 윈도 비스타는 서비스팩 1부터 지원하며, 윈도 xp는 서비스팩 2 또는 서비스팩3이 설치된 상태에서 Windows XP용 업데이트(KB955704)를 설치하면 사용할 수 있다.

보드나라의 기사는 저작자표시-비영리-변경금지 2.0 대한민국 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다. Copyright ⓒ 넥스젠리서치(주) 보드나라                 |