하드웨어 '5MB에서 60TB까지' HDD 기술 로드맵 - CIO

하드디스크 용량이 12~18개월 마다 두 배로 증가하고 있다. 무어의 법칙보다도 빠른 속도다. HDD 제조사 씨게이트에 따르면 앞으로 6년 내에 하드디스크 드라이브 용량은 60TB까지 증가할 전망이다. 여기 이를 구현할 기술들을 정리한다. ciokr@idg.co.kr

1톤 5MB에서 680g 6TB로

지금까지의 스토리지 기술 향상을 사실 믿기 어려운 수준으로 이뤄져 왔다. 1956년 IBM은 최초의 하드디스크인 RAMAC 350을 선보였다. RAMAC 350(Random Access Method of Accounting and Control)은 50개의 24인치 디스크 플래터를 보유했으며 무게는 약 1톤에 달했다. 용량은 5MB였다. 기본적으로 동일한 기술이 2002년의 하드디스크 드라이브까지 이용됐다. 단지 더 작아졌을 뿐이다.

수직(perpendicular) 기록 방식의 대두

2002년 하드디스크 제조사들은 디스크 드라이브 플래터에 데이터를 저장하는 방식을 변화시켰다. 수평 기록 방식에서 수직 기록 방식으로 전환시킨 것이다. 데이터를 보유하는 자기 기록 방향으로 수직으로 세움으로써 데이터 밀집성을 높일 수 있었으며 결과적으로 용량 증가를 꾀할 수 있었다.

SMR 기술

씨게이트는 2013년 SMR(Singled Magnetic Recording) 기술을 활용하기 시작했다. 이 기술의 원리는 지붕 위의 기와처럼 데이터 트랙을 중첩시키는 것이다. 그 결과 제곱인치당 밀집도를 1.3테라비트에서 1.4테라비트로 늘릴 수 있었다. 씨게이트는 연내 밀집도를 25%까지 올림으로써 플래터당 1.25TB를 구현할 예정이라고 밝혔다

헬륨 가스로 상승

2013년 웨스턴 디지털 자회사 HGST는 헬륨 가스를 내장한 밀폐형 드라이브 '울트라스타 He6'를 업계 최초로 출시했다. 이를 통해 내장 플래터를 5개에서 7개까지 늘리는 한편 플래터당 용량 향상도 도모할 수 있었다.

헬륨을 이용하면 몇몇 장점이 있다. 밀집도가 공기의 1/7에 불과하기에 내부 마찰을 줄임으로써 전력을 23% 적게 사용한다. 또 30% 더 조용하며 4~5도 정도 온도가 내려간다. 아울러 습도와 여타 오염 물질로부터 플래터를 보호해준다. 3.5인치 하드디스크의 경우 헬륨 가스를 이용함으로써 용량을 50%가지 늘어날 수 있었다.

나노 리쏘그래피와 자가 조립형 분자

HGST 랩은 지난 해 2가지 혁신적 나노기술을 결합하는데 성공했다고 밝혔다. 자가 조립형(self-assembling) 분자와 나노각인(nanoimprinting) 기술이 그것이다. 이를 통해 10나노미터(100억 분의 1미터) 폭에 불과한 자기 섬 패턴을 생성할 수 있다. 50개의 원자 크기이자 머리카락 굵기의 1/10만에 불과한 크기다. 

결과적으로 제곱인치당 1,2조 개의 비트를 저장할 수 있는데, 이는 오늘날 디스크 드라이브 밀집도의 두 배에 해당하는 수치다. HGST는 이러한 비트-패턴드 미디어가 10년 내에 비용 효율적인 수단으로 등극할 것으로 기대하고 있다.

HAMR 시대

하드디스크 드라이브에게 제곱인치당 5테라비트(Tb)를 구현할 기술로는 HAMR(heat-assisted magnetic recording)이 있다. 씨게이트가 2006년 특허를 획득한 이 기술은 드라이브가 자성을 변화하는데, 작은 레이저를 이용하도록 하는 기술이다.

HAMR은 또한 나노튜브 기반의 윤활 기술을 이용해 읽기/쓰기 헤드가 회전하는 플래터에 더 가깝게 접근하도록 함으로써 데이터 밀집도를 높이고 있다.

HAMR 기술의 주요 성과로는 또 코발트 백금 합금 대신 아이언 백금을 이용할 수 있게 됐다는 점이다. 강도가 더 높기에 데이터 안정성과 밀집도를 모두 높일 수 있다. 씨게이트는 HAMR 드라이브를 2015~2016년 경 출시할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

Source: https://www.ciokorea.com/t/557/%EC%8B%A0%EA%B8%B0%EC%88%A0%7C%EB%AF%B8%EB%9E%98/20599