‘하드디스크드라이브(HDD)’란?…대용량 데이터 저장 장치

노트북이나 퍼스널컴퓨터(PC), 그리고 기업용 서버 등 컴퓨터의 주요 역할은 데이터의 연산 및 입출력, 그리고 저장이라고 할 수 있습니다.

그 중에서도 데이터의 저장 기능은 작업의 연속성을 유지한다는 측면에서 매우 중요합니다. 아무리 훌륭한 콘텐츠를 개발했다 해도 이를 지속적으로 보관해서 사용할 수 없다면 의미가 없는 것입니다.

이런 이유로 컴퓨터 개발 초기부터 데이터를 안정적으로 보관할 수 있는 장치를 개발하기 위한 노력이 이어졌습니다.

(사진=픽사베이)

초창기 컴퓨터에서는 종이에 일정한 패턴의 구멍을 뚫어 데이터를 기록하는 종이 테이프나 천공카드를 주로 사용했습니다. 하지만 이들은 많은 용량을 기록하기 어려운데다 보관이 불편하다는 단점이 있었습니다.

이에 그 대안으로 제시된 것이 자성 물질로 코팅한 플라스틱 테이프를 이용하는 자기 테이프 기록 장치인데 이는 비교적 대용량이라는 장점이 있었으나 데이터를 읽어 들이는 속도가 너무 느려서 불편했습니다. 용량이 크면서 속도도 빠른 데이터 저장장치가 절실히 필요한 상황이 온 것입니다.

IBM ‘305 라맥(RAMAC)’ 4.8MB HDD 등장

1956년 미국 IBM에서 ‘305 라맥(RAMAC)’이라는 새로운 컴퓨터를 개발했는데 여기에는 이전에는 볼 수 없던 전혀 새로운 형태의 저장장치가 달려있었습니다. 이 장치는 전공카드나 테이프가 아니라 자성 물질로 덮인 플래터(Platter: 금속 디스크)를 여러 장 쌓아 올린 구조를 가지고 있었습니다.

이 장치는 당시에는 매우 큰 용량이었던 4.8MB의 데이터를 저장할 수 있었으며 분당 1200RPM으로 플래터를 회전시키며 고속으로 데이터를 읽거나 쓸 수 있어 화제를 불러일으켰습니다. 이것이 바로 세계 최초의 하드디스크드라이브(Hard Disk Drive, 이하 HDD)입니다.

IBM 305 라맥(RAMAC)에 적용된 하드디스크드라이브(1956년) (출처=IBM 홈페이지)
IBM 305 라맥(RAMAC)에 적용된 하드디스크드라이브(1956년) (출처=IBM 홈페이지)

이 장치는 ‘자기 디스크 기억장치’, 혹은 단순히 ‘디스크 장치’로 불리곤 했으며 1973년에 IBM에서 내놓은 ‘IBM 3340’ 저장장치의 개발코드명이었던 ‘윈체스터(Winchester)’가 유명해지면서 ‘윈체스터 디스크’라고 불리기도 했습니다.

하지만 1980년을 전후해 휴대용 저장 장치인 ‘플로피(Floppy: 부드러운)디스크’가 많이 쓰이게 되면서 이와 대비되는 개념으로 ‘하드(Hard: 단단한)디스크’라는 용어가 등장, 컴퓨터 내부에 설치되는 대용량 자기 디스크 기반 저장 장치를 지칭하는 일반 명사가 됐습니다.

씨게이트 ST-506, 대중화의 시작

IBM 305 라맥에 탑재된 HDD는 지름 24인치(약 60cm) 짜리 플래터 50장으로 구성돼 있어서 장치 전체의 크기가 소형 냉장고나 세탁기와 비슷할 정도였다고 합니다. 때문에 대중적이기 보다는 연구소 등 특별한 장소에서 사용할 수 없는 저장장치였습니다.

그러면 HDD가 대중적으로 사용된 시기는 언제일까요? PC에 HDD의 탑재가 일반화된 것은 1980년에 씨게이트(Seagate)가 개발한 ‘ST-506’의 출시 이후라고 볼 수 있습니다.

씨게이트의 첫 번째 5Mb 짜리 하드디스크 ST-506 (출처=씨게이트)
씨게이트의 첫 번째 5Mb 짜리 하드디스크 ST-506 (출처=씨게이트)

ST-506은 지름 5.25인치(약 13cm)의 플래터를 내장하고 5MB의 용량을 갖추고 있었습니다. ST-506은 PC에도 내장할 수 있을 정도로 크기가 작았고 가격도 1500달러 정도로 비교적 저렴한 편이었다고 합니다.

ST-506이 인기를 끌면서 이후에 출시된 타사의 PC용 HDD도 ST-506와 호환되는 기본 설계 및 데이터 입출력 구조를 갖추게 됐고 이는 HDD의 표준 규격으로 자리잡게 됐습니다.

HDD의 기본적인 동작 원리

HDD는 자성 물질로 덮인 플래터를 회전시키고 그 위에 헤드(Head)를 접근시켜 플래터 표면의 자기 배열을 변경하는 방식으로 데이터를 읽거나 씁니다. 플래터의 중심에는 플래터를 회전시키기 위한 스핀들 모터(Spindle Motor)가 위치하고 있으며 스핀들 모터의 회전 속도가 높을수록 보다 빠르게 데이터의 읽기와 쓰기가 가능합니다.

HDD의 내부 구조 (출처=씨게이트)
HDD의 내부 구조 (출처=씨게이트)

헤드는 직접 플래터와 접촉하지 않고 플래터 표면에 살짝 떠 있는 상태로 데이터를 읽거나 쓰는데 플래터 표면과 헤드 사이의 여유 공간은 제품에 따라 마이크로미터(100만 분의 1 미터)에서 나노미터 단위(10억 분의 1미터)까지 가기도 힙니다. 이런 이유로 HDD가 동작하는 도중에는 헤드를 이동시키는 액츄에이터 암(Actuator Arm)의 매우 섬세한 움직임이 요구됩니다.

이에 HDD가 한창 동작(회전)하는 도중에 외부 충격이 가해지거나 갑자기 전원이 차단되면 헤드가 플래터의 표면을 긁어 HDD가 고장이 나기도 하며 자성 물질로 데이터를 기록하는 플래터의 특성 때문에 HDD 주변에 자석이 있으면 기록된 데이터가 파괴되기도 합니다.

연결방식(인터페이스) 차이에 따른 제품 구분

같은 크기의 HDD라도 인터페이스(Interface), 즉 컴퓨터 메인보드(Mainboard: 주기판)와 연결되는 포트나 케이블의 규격에 따라 종류가 나뉘기도 합니다. 따라서 새로운 HDD를 구매하려 한다면 현재 사용 중인 메인보드가 어떤 규격의 인터페이스를 지원하는지 반드시 확인해야 합니다.

과거에는 일반 PC용 HDD는 PATA(parallel ATA, 기존 IDE) 인터페이스를 주로 사용했으나 현재는 SATA(Serial ATA) 인터페이스가 대부분을 차지합니다.

(출처=IT동아)
(출처=IT동아)

그리고 서버나 워크스테이션 같은 전문가 및 기업용 컴퓨터에서는 SCSI(Small Computer System Interface)나 SAS(Serial Attached SCSI) 인터페이스의 HDD가 쓰이곤 합니다. 현재 시중에 가장 많이 쓰이는 HDD는 SATA 방식입니다

SCSI나 SAS 규격의 제품은 IDE나 SATA 규격 제품에 비해 데이터 안정성이나 데이터 전송 속도가 우수하지만 가격 또한 훨씬 비싸 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 HDD는 대부분 IDE나 SATA 규격 중 한 가지라고 봐도 무방합니다.

SATA 인터페이스가 처음 발표된 2003년을 기준으로 그보다 이전에 나온 PC는 대부분 IDE, 이후의 PC는 SATA 규격을 HDD를 사용하는 경우가 많습니다. 만약 IDE와 SATA를 동시에 지원하는 메인보드를 갖춘 PC라면 IDE 보다는 SATA 규격 HDD를 쓰는 것이 성능 면에서 유리할 것입니다.

플래터 ‘회전 속도’ 중요하다

같은 규격의 인터페이스를 사용하는 HDD라도 데이터를 읽거나 쓰는 속도가 달라질 수 있습니다. HDD의 속도를 결정하는 가장 큰 요인은 플래터의 회전 속도입니다.

2011년 현재, 일반적으로 사용하는 데스크톱 PC용 3.5인치 제품은 분당 7200RPM, 노트북 PC용 2.5인치 제품은 분당 5400RPM, 1.8인치 제품은 4200RPM으로 회전하는 플래터를 탑재한 경우가 많습니다. 때문에 전반적인 사양이 비슷하더라도 데스크톱 PC가 노트북 PC에 비해 운영체제 부팅이나 프로그램 실행 속도가 더 빠르게 느껴지곤 합니다. 회전 속도가 빠른 제품일수록 소비자들의 선호도가 높은 편입니다.

저장장치, 속도·용량·안정성이 가장 중요 요소

앞서 언급했듯이 저장장치는 초기부터 ▲속도 ▲용량 ▲안정성이 가장 중요한 요소입니다. 사용자 입장에서는 그 어느 것 하나 포기하기 힘들겠지만 결국 선택은 해야 합니다.

일반적으로 구매자들은 속도가 중요하다면 SSD(솔리드 스테이트 드라이브), 용량이 중요하다면 HDD(하드 디스크 드라이브)를 선택하곤 힙니다.

특히 HDD의 경우는 최대 저장용량이 크게 향상되는 추세입니다. 이는 저장되는 데이터가 과거에는 문서와 같은 텍스트 형태(정형데이터)였지만 최근에는 비디오 즉 동적인 데이터(비정형데이터)들이 넘쳐나고 있습니다. 이와 함께 화질 또한 고화질로 하나의 데이터 용량이 수기가비이트(GB)를 넘나들고 있어 대용량 저장장치에 대한 요구는 그 어느때보다 커지고 있는 추세입니다.

비정형데이터의 기하급수적 증가…대안은?

정형데이터가 엑셀(Excel)과 같이 행렬을 갖춘 특정 구조에 맞춰진 데이터라고 한다면 비정형데이터는 이미지나 영상, SNS에서 오가는 대화 등과 같이 복잡하고 대용량이며 구조화돼 있지 않은 데이터를 말합니다.

시장조사기관들은 현재 빠르게 늘어나는 기업 내 데이터 가운데 비정형데이터의 비중이 약 80~90%에 달하는 것으로 보고 있습니다.

오늘날 기업 내에서는 다양한 비정형데이터들이 생성되고 있습니다. 기업 구성원들은 업무용PC, 스마트폰, 태블릿 등에서 문서, 이미지, 영상 등 다양한 데이터를 만들어내고 저장합니다.

(출처=IDC)
(출처=IDC)

기업이 소비자들에게 제공하는 서비스를 통해서도 다양한 데이터들이 쌓입니다. 그리고 이러한 데이터들은 업무 편의를 위해 수시로 NAS와 같은 저장장치를 통해 공유됩니다. 여기에 사물인터넷(IoT) 환경을 구축한 기업이라면 사내에서 발생하는 정형 및 비정형데이터는 그야말로 기하급수적으로 증가하게 됩니다.

이와 같이 기하급수적으로 증가하고 있는 데이터를 저장하기 위해 HDD, SSD 및 플래시 기반 저장장치 등이 중이어 나고 있습니다. 하지만 현재까지 가격과 용량 모두를 극복할 수 있는 저장장치는 ‘HDD’뿐일 것입니다. 이에 용량과 속도, 그리고 안정성이 업그레이드된 HDD 신제품들이 잇달아 출시되고 있는 상황입니다.

이러한 가운데 최대 14TB의 저장 용량에 데이터 복구 서비스까지 제공하는 씨게이트(Seagate)의 신형 HDD 제품군이 최근의 이런 추세를 잘 보여줍니다.

용도별로 강조된 씨게이트 HDD 14TB 시리즈

(사진=씨게이트)

 

최근 씨게이트는 용도별 특화 HDD 시리즈를 내세우고 있습니다.

▲바라쿠다(Barracuda) 시리즈는 일반 PC 및 범용적인 쓰임새를 ▲파이어쿠다(Firecuda) 시리즈는 HDD와 SSD의 특성을 동시에 갖춘 SSHD(Solid State Hybrid Drive)임을 ▲아이언울프(Ironwolf) 시리즈는 안정성과 확장성이 중요한 NAS 전용 HDD임을 ▲스카이호크(Skyhawk) 시리즈는 CCTV 시스템에 특화된 영상보안용 HDD임을 강조하고 있습니다.

그리고 같은 시리즈라도 제품명에 ‘프로(Pro)’가 붙는 제품은 일반 제품 대비 성능이나 서비스 면에서 좀 더 우위에 있는 모델입니다.

이번에 살펴볼 씨게이트의 신제품은 ▲바라쿠다 프로 ▲아이언울프 ▲아이언울프 프로 ▲스카이호크 4종입니다.

일반 소비자용 HDD 중에 최고 수준인 최대 14TB 용량 제품까지 나와 있으며 성능 및 안정성면에서도 최신 제품임을 강조한 이 제품들의 면모를 살펴보고자 합니다.

헬륨 주입 밀폐 구조…마찰 최소화로 발열↓

씨게이트의 HDD 14TB 제품은 얼핏 보기에 기존 데스크탑용 3.5 인치 규격 HDD와 다를 바 없는 것 같지만 내부적으로는 차별점이 있습니다.

기존 HDD는 내부에서 발생하는 열과 압력을 배출하기 위한 작은 구멍이 나 있는 것이 일반적이었지만 씨게이트 신형 HDD는 완전 밀폐형 구조입니다. 또 내부에는 일반 공기가 아닌 헬륨이 주입돼 있습니다.

(제공=씨게이트)
(제공=씨게이트)

헬륨은 일반 공기보다 밀도가 매우 낮고 가벼운데 이를 이용해 HDD 내부의 부품들 사이에 발생하는 마찰을 최소화해 발열을 낮출 수 있습니다. 덕분에 HDD 내부에서 데이터를 기록하는 자기디스크인 플래터 사이의 간극을 더욱 줄이고 한층 더 많은 플래터를 넣을 수 있습니다. 기존 HDD는 1대 당 최대 5장 정도의 플래터를 품고 있었으나 씨게이트의 HDD 14TB 제품은 8장의 플래터를 탑재해 14TB의 용량을 구현했습니다.

14TB의 용량으로 무엇을 할 수 있을까요? 예를 들면 장당 5MB 정도 사진을 약 280만장, 곡당 10MB 정도의 음악 파일을 약 140만곡 저장할 수 있으며 편당 4GB 정도의 HD급 동영상 파일을 약 3500편 저장할 수 있는 용량입니다.

256MB 고용량 캐시 탑재…체감성능 향상

4종 모두 물리적인 사양에는 유사점이 많습니다. 일반적인 데스크탑용 HDD 규격인 3.5 인치 크기에 SATA(6Gbps) 인터페이스를 갖추고 있으며 디스크의 분당 회전수 역시 7200 RPM으로 같습니다.

또 한가지 눈에 띄는 점은 세 제품 모두 256MB에 이르는 고용량 캐시(cache) 메모리를 탑재하고 있다는 점이다. 캐시는 자주 쓰는 데이터를 임시 저장하는 고속 메모리로 이 공간이 클수록 체감속도가 향상됩니다. 최근 시장에서 팔리는 일반적인 HDD의 캐시 용량이 64MB 전후인 것을 생각해 보면 차이가 확실합니다.

3.5 인치 크기에 SATA 인터페이스를 탑재하고 있다는 공통점 때문에 PC용 제품인 바라쿠다 시리즈를 NAS에 탑재하거나 NAS용 제품인 아이언울프 시리즈를 PC에 탑재하는 것도 당연히 가능하며 정상적으로 작동도 가능합니다.

다만 각 장치의 효율성을 극대화하기 위해선 용도별 최적화 제품을 쓰는 것이 좋다는 것이 씨게이트의 이야기입니다.

바라쿠다 프로, 범용성·신뢰성·속도까지 완비

(제공=씨게이트)

이제부터 용량별로 어떻한 차이가 있는지 알아보겠습니다. 바라쿠다 프로는 일반 바라쿠다 시리즈 대비 고성능 PC를 꾸미는 데 유리하다는 점을 강조하고 있습니다. 또 보증기간도 차이가 있는데 일반 바라쿠다 시리즈는 2년의 보증기간을 제공하지만 바라쿠다 프로 시리즈는 5년입니다.

바라쿠바 프로는 2.5인치 옵션과 3.5인치 옵션이 모두 제공되며 ▲데스크톱 또는 일체형 PC ▲홈 서버 ▲크리에이티브 프로페셔널용 시스템 ▲엔트리 레벨 직접 연결 스토리지(DAS) 기기 ▲멀티 베이 직접 연결 스토리지(DAS) ▲노트북/모바일 PC 애플리케이션 등에 가장 적합합니다.

제품 사양 (제공=씨게이트)
바라쿠다 프로 제품 사양 (제공=씨게이트)

바라쿠다 프로는 대형 온보드 캐시로 자주 사용하는 애플리케이션 및 파일에 신속하게 액세스할 수 있습니다. 또 버스트 성능을 최적화하는 SATA 6Gb/s 인터페이스를 통해 데이터를 더 빠르게 저장할 수 있습니다.

아이언울프·프로, 애자일어레이로 최적 NAS 환경 구현

(제공=씨게이트)
(제공=씨게이트)
(제공=씨게이트)
(제공=씨게이트)

아이언울프는 NAS라면 어떤 용도에나 사용할 수 있게 제작됐습니다. 또 광범위한 용량으로 제공돼 다중 드라이브 환경에 서도 무리 없이 다룰 수 있습니다.

일반 아이언울프는 1~8베이 수준의 가정/소호(SOHO)용 NAS를 쓰는 환경에 아이언울프 프로는 최대 24베이 수준의 중소/중견기업이나 전문가용 NAS에 최적화된 제품입니다.

제품의 기대 수명 역시 차이가 있는데 제조사에서 제시한 평균 무고장 시간(MTBF)의 경우 아이언울프가 100만시간, 아이언울프 프로가 120만시간입니다. 보증기간 역시 아이언울프는 3년, 아이언울프 프로는 5년으로 차이를 두고 있습니다.

아이언울프와 일반 HDD의 가장 큰 차이점은 NAS 최적화 기술인 애자일어레이(AgileArray)의 적용 유무입니다.

아이언울프 제품 사영 (제공=씨게이트)
아이언울프 제품 사양 (제공=씨게이트)

애자일어레이는 다중 베이 환경에서 이중 평면 밸런싱과 RAID 최적화에 맞춰 구축돼 있으며 가능한 가장 발전된 형태의 전력 관리 기능이 탑재돼 있습니다.

이는 아이언울프와 아이언울프 프로에 적용된 하드웨어 및 펌웨어를 의미합니다. 여러 대의 디스크를 조합해 성능이나 안정성을 높이는 RAID를 구성한 경우 운용 중 RAID 구성이 깨지는 것을 방지하는 오류 복구 제어 기능, 시스템 진동을 감지해 분산시키는 RV(회전진동) 센서, 그리고 향상된 영상 스트리밍 지원 등이 대표적인 애자일어레이 관련 기능입니다.

아이언울프 프로 제품 사양 (제공=씨게이트)
아이언울프 프로 제품 사양 (제공=씨게이트)

그 외에 특정업체(시놀로지, 아수스토어)의 NAS와 아이언울프, 혹은 아이언울프 프로를 조합한 경우에 이용할 수 있는 IHM(Ironwolf Health Management)이라는 NAS 전용 소프트웨어도 있습니다. 이를 이용하면 NAS의 온도, 충격, 진동 등을 포착해 드라이브 손상을 최소화하고 성능을 주기적으로 모니터링할 수 있습니다.

스카이호크, 보안 감시 애플리케이션 전용 드라이브

(제공=씨게이트)
(제공=씨게이트)

스카이호크는 보안 감시 애플리케이션용으로 제작된 목적형 드라이브 디자인에 씨게이트의 광범위한 경험을 활용합니다.

스카이호크는 ▲네트워크 비디오 레코더(NVR) ▲내장 보안 감시 DVR(SDVR) ▲하이브리드 보안 감시 DVR ▲보안 감시 DVR 등의 분야에 적용 가능합니다.

스카이호크 이미지퍼펙트(ImagePerfect) 펌웨어는 HD 카메라 64대의 동영상을 기록하는 상시 보안 감시 작업량에 중단 없는 비디오 기록을 담아내기 위해 고안됐습니다

특히 스카이호크 헬스 매니지먼트(SkyHawk Health Management, SHM)는 보안 감시 환경에서 NVR 내 데이터 손실을 방지하고 적극적으로 보호하기 위해 심층 분석을 제공하는 서비스로 ▲예방 ▲개입 ▲복구를 위해 설계된 임베디드 소프트웨어입니다.

스카이호크 제품 사양 (제공=씨게이트)
스카이호크 제품 사양 (제공=씨게이트)

스카이호크는 또 NVR 설계를 제공해 드라이브가 멀티 드라이브 시스템에서도 성능을 유지하도록 함으로써 고객도 함께 성장할 수 있는 유연성을 부여하며 스토리지가 더 필요하게 되면 시스템을 확장할 수도 있게 해줍니다.

이와 함께 ATA 스트리밍 지원으로 최대 64대의 HD 카메라에서 가져온 녹화 영상을 유지하므로 원활하고 끊김없는 영상을 보장합니다. 더불어 최대 14TB 또는 9345시간 이상의 HD 비디오 스토리지로 더 많은 수의 HD 카메라를 지원하며 길어진 데이터 보관 기간을 연장하는 데에도 도움이 됩니다.

씨게이트 데이터 복구 플랜, 14TB 제품 구매욕을 더욱 높이다

(출처=씨게이트 홈페이지)
(출처=씨게이트 홈페이지)

이번에 소개한 씨게이트 14TB 4종은 씨게이트가 제공하는 무료 데이터 복구 서비스 ‘레스큐(Rescue)’가 지원된다는 점에 매우 큰 특징이라 할 수 있습니다.

일반적인 저장장치 AS의 경우 고장난 하드웨어를 수리하거나 신품으로 교환만 해 줄 뿐 저장된 데이터의 손실은 책임지지 않는 것이 관례입니다.

하지만 씨게이트 레스큐 서비스가 적용된 제품의 경우 새 제품으로 교환해 주는 것 외에 씨게이트의 연구소를 통해 저장됐던 자신의 데이터을 복구해 줄 수 있습니다.

(출처=씨게이트 홈페이지)
(출처=씨게이트 홈페이지)

드라이브를 떨어뜨리거나 물에 빠뜨려서 입을 수 있는 물리적인 손상에도 대부분(100% 보장은 아님)의 데이터 복구가 가능하는 것이 씨게이트의 설명입니다.

씨게이트 데이터 복구 플랜은 2년 내 데이터 복구 1회 무료 및 3년 옵션 구매로 추가 가능해 데이터 손실에 대한 대비와 피해 축소가 가능합니다.

바라쿠다 프로나 아이언울프 프로는 구매 후 90일 이내에 씨게이트 홈페이지에 제품 등록을 하면 2년간 1회 레스큐 서비스가 무료 적용됩니다(최대 5년까지 연장 가능).

(출처=씨게이트 홈페이지)
(출처=씨게이트 홈페이지)

사설업체에 데이터 복구를 의뢰할 경우 들어가는 비용이 상당히 높다는 것을 생각해 본다면 레스큐는 제법 매력적인 서비스라고 할 수 있을 것입니다.

씨게이트 14TB HDD 제품군은 성능면에서나 기존 보증 서비스에서 벗어나 손상된 데이터의 복구까지 해주는 레스큐 서비스를 무료로 지원하고 있어 고성능 PC나 안정적인 NAS를 구성하고자 하는 소비자에게 관심을 끌 것으로 보입니다.

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