하드 드라이브는 마치 프린터와 같습니다. 기술 자체가 너무 오랫동안 우리와 함께했고, 친숙하다 보니 새로운 혁신을 기대하기 어렵죠. 요즘은 NVMe나 SATA SSD가 대세 아닌가요?
기계식 하드 드라이브, 여전히 건재하다
개인 소비자 시장에서는 SSD로의 전환이 두드러지지만, 데이터 센터에서는 여전히 대용량 하드 드라이브를 필요로 합니다. 이런 이유로 웨스턴 디지털(WD)은 ‘ePMR’이라 명명한 기술(에너지 보조 수직 자기 기록)을 적용한 기업용 드라이브를 개발했습니다. 편의상 EAMR(에너지 보조 자기 기록)이라고 부르도록 하겠습니다.
2020년 7월, 웨스턴 디지털은 16TB 및 18TB Gold Enterprise 드라이브를 선보였고, 곧 20TB 용량의 Ultrastar EAMR 드라이브도 출시할 예정이라고 밝혔습니다.
엄청난 저장 공간입니다. 단일 드라이브에 이렇게 많은 데이터를 담을 수 있다는 것은 놀랍습니다. 하지만 아쉽게도 이 3.5인치 괴물 드라이브를 조만간 개인용 컴퓨터에 사용할 수는 없을 것 같습니다. 현재로서는 기업 시장을 위한 제품입니다.
하지만 이 기술은 PC 기술에 관심을 갖는 사람이라면 눈여겨볼 만한 가치가 있습니다.
하드 드라이브 제조사들의 노력
모든 컴퓨터 부품에는 엔지니어들이 끊임없이 개선하고자 하는 부분이 있습니다. 프로세서의 경우 크기를 줄이면서 클럭 속도를 높이는 데 집중합니다. 하드 드라이브의 경우, 동일한 플래터 크기에 더 많은 데이터를 저장하는 데 초점을 맞추고 있습니다.
읽기/쓰기 헤드가 플래터 위를 움직이는 모습.
하드 드라이브는 여러 부품으로 구성되지만, 핵심 부품은 데이터를 저장하는 디스크(플래터)와 데이터를 읽고 쓰는 헤드입니다.
하드 드라이브는 2진법 체계를 사용하여 데이터를 저장합니다. 쓰기 헤드는 회전하는 플래터 위를 이동하면서 자기장을 이용하여 0과 1을 나타내는 패턴으로 데이터를 기록합니다.
하드 드라이브는 종종 비닐 레코드 플레이어에 비유되곤 합니다. 레코드는 음악을 담고 있고, 바늘은 특정 지점을 따라 움직이며 음악을 재생합니다. LP의 경우, 홈을 세어 바늘을 원하는 트랙에 정확하게 놓을 수 있습니다. 하지만 하드 드라이브의 데이터는 너무 작아서 사람이 직접 헤드를 특정 지점으로 옮길 수 없습니다. 컴퓨터의 도움이 필요한 이유입니다.
LP와 달리 하드 드라이브 헤드는 데이터를 읽을 뿐 아니라 쓰기도 합니다. 여기서 문제가 발생합니다. 기존 EAMR 기술을 사용하지 않는 드라이브의 쓰기 작업은 정밀도가 떨어집니다. 비트들이 서로 너무 가깝게 기록될 수 없다는 의미입니다.
EAMR은 플래터에 비트를 훨씬 더 가깝게 기록할 수 있도록 함으로써 이 문제를 해결하고자 합니다. WD 드라이브는 쓰기 작업 중에 쓰기 헤드의 메인 폴에 전류를 가합니다. 이렇게 하면 추가 자기장이 생성되어 쓰기 신호를 보다 일관되게 만듭니다. 결과적으로 데이터가 드라이브에 더욱 정확하게 기록됩니다.
데이터가 드라이브에 더욱 정확하게 기록되면 동일한 면적에 더 많은 BPI(인치당 비트 수)를 담을 수 있습니다. 이것이 바로 EAMR 기술이 하드 드라이브 발전에 중요한 이유입니다. 쓰기 작업이 정확할수록 플래터에 더 많은 데이터를 기록할 수 있고, 이는 면적 밀도 증가로 이어집니다.
하지만 EAMR 기술만이 발전의 전부가 아닙니다. 하드 드라이브 용량 증가를 위해 여러 기술이 함께 사용됩니다. WD Gold 드라이브의 또 다른 중요한 발전은 삼중 상태 액추에이터(TSA)입니다. 이 기계적 솔루션을 통해 플래터 위에서 헤드를 더욱 정밀하게 제어할 수 있습니다. 이 역시 더 정확한 쓰기 작업으로 이어져 동일한 크기의 플래터에서 저장 용량을 늘릴 수 있도록 해줍니다.
수년 동안 드라이브 제조업체들은 용량을 늘리기 위해 다양한 발전을 거듭해왔습니다. 이전에는 동일한 크기의 드라이브에 더 많은 디스크를 담기 위해 더 얇은 플래터를 사용했습니다.
이러한 방식에 한계가 다다르자, WD와 같은 회사들은 플래터 주변을 헬륨으로 채운 밀폐형 드라이브를 개발했습니다. 이렇게 하면 내부 마찰과 열 발생을 줄여 드라이브의 에너지 효율성을 높일 수 있습니다.
결과적으로 드라이브에 더 많은 플래터를 담을 수 있게 되었습니다. WD는 이 기술을 통해 2013년 7개였던 플래터 수를 현재 9개까지 늘렸습니다.
물론 중요한 발전이지만, EAMR은 대용량 드라이브를 구현하기 위한 여러 기술 중 하나일 뿐입니다.
기업용 (현재)
대용량 하드 드라이브는 개인용 컴퓨터 사용자에게 매우 매력적인 옵션이지만, 현재로서는 사용할 수 없습니다. 하지만 이는 몇 년 안에 바뀔 가능성이 큽니다. 헬륨으로 채워진 드라이브 역시 처음에는 기업용으로만 제공되었지만, 약 3년 후 개인용 장비에도 등장했습니다. 현재는 일부 WD 외장 하드 드라이브와 같이 12TB 이상의 용량을 가진 드라이브에서 찾아볼 수 있습니다.
저희는 웨스턴 디지털에 EAMR 및 TSA 기술이 소비자용 하드 드라이브에 적용될 가능성에 대해 문의했고, 다음과 같은 답변을 받았습니다.
“향후 로드맵 계획을 공유할 수는 없지만, 저장 용량과 관련하여 항상 고객의 요구 사항을 평가하고 있으며, 개인 소비자를 포함한 여러 시장에서 데이터 저장 요구가 증가하고 있다는 것을 인지하고 있습니다.”
NAS 드라이브를 고려하지 않더라도, 데스크탑 컴퓨터의 하드 드라이브 용량은 이미 상당한 수준입니다. 불과 몇 년 전만 해도 1~2TB 드라이브는 큰 용량이었습니다. 하지만 지금은 가정용 PC에서도 6TB 또는 8TB 드라이브를 쉽게 구할 수 있습니다. 여러 NVMe 및 SSD와 함께 사용하면 한 대의 컴퓨터에 상당한 용량의 저장 공간을 확보할 수 있습니다.
하지만 단일 드라이브에 16TB 이상의 용량을 제공한다는 것은 여전히 매력적인 아이디어입니다. NVMe 및 SATA SSD의 놀라운 성능에도 불구하고, 하드 드라이브의 미래는 여전히 밝아 보입니다.