컴맹탈출
2016.07.01 13:57

하드디스크는 왜 헬륨을 마셨나

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세계 첫 하드디스크는 1956년 탄생했다. 당시 용량은 5MB에 불과했다. 이후 하드디스크는 놀라운 속도로 용량을 키워왔지만 지난 50년 동안 하드디스크 내부에 특수 가스가 들어간 적은 없다. 하지만  WD는 일찌감치 헬륨 가스를 하드디스크에 충전, 용량을 증가시켜왔다. 헬륨과 하드디스크는 도대체 어떤 관계가 있을까.

◇ 헬륨 기술 만난 하드디스크이유는?=한마디로 말하자면 헬륨을 이용하면 하드디스크 내부 마찰과 저항을 없애 기존보다 더 많은 플래터를 내장할 수 있게 되고 용량도 증가한다는 것이다. 헬륨 가스를 주입한 하드디스크가 처음 나오기 전까지도 10여 년 동안 관련 기술 연구가 진행되어 왔다.

하드디스크 용량이라는 건 내부에 위치한 플래터 매수로 정해진다. 그런데 플래터 매수라는 게 그냥 무작정 늘릴 수는 없다. 플래터 매수 자체가 플래터 진동에 의해 제한을 받기 때문. 플래터는 분당 수천 번에 이르는 회전을 한다. 이 과정에서 기류를 만들기 때문에 플래터와 이를 읽는 헤드에 영향을 주게 된다. 이를 TMR(Track Misregistration) 문제라고 한다.

플래터 용량은 TPI, 그러니까 1인치당 트랙수가 정해져 있다. 10년 전에는 10만 TPI였지만 지금은 50만 TPI까지 높아졌지만 헤드 트랙을 읽는 데에도 한계에 도달한 상태였다.

여기서부터 헬륨의 중요성이 생긴다. 헬륨을 충전한 하드디스크는 7,200rpm 환경에서도 내부 기류를 거의 일으키지 않는다. TMR이라는 장애물도 극복할 수 있다. TMR이 줄어든다는 건 다른 말로 하면 더 얇은 플래터를 이용할 수 있게 된다는 얘기이기도 하다. 실제로 WD가 처음 선보였던 헬륨 충전 하드디스크는 5TB가 넘었지만 당시 4TB와 무게는 같았다.

그 뿐 아니다. 회전에 필요한 힘도 줄어든다. 공회전을 할 때의 소비전력도 자연스레 떨어진다. 가격 자체를 비교하면 3.5인치 헬륨 충전 하드디스크는 2.5인치 하드디스크보다 GB당 용량이 50% 더 저렴해진다고 한다. 또 플래터 저항이 줄어 온도도 4∼5도 낮은 상태, 그러니까 더 어려운 환경에서도 작동을 보장할 수 있다.

헬륨 충전 하드디스크를 요즘 주목받는 클라우드 컴퓨팅 시스템이나 기업 내 데이터센터 같은 곳에 쓴다고 생각해보자. 당연히 같은 공간이라면 더 많은 용량을 기대할 수 있다. 앞서 밝혔듯 플래터가 회전할 때의 공기 저항을 줄이기 때문에 플래터 장수를 늘릴 수 있고 당연히 저장 용량은 늘어나기 때문이다.

헬륨 가스를 주입한 하드디스크에서 WD의 강점 가운데 하나는 헬륨 가스가 외부로 누설되는 일 없이 효율적으로 하드디스크를 만든다는 것이다. 이는 WD 산하 HGST의 특허 기술을 기반으로 한 것이다. WD는 플래터 사이 마찰을 줄여 진동을 억제하는 기술인 헬리오씰(HelioSeal)을 이용한다. 앞서 데이터센터 같은 곳에서도 헬륨 가스 하드디스크가 환영받을 수 있다고 했는데 실제로 WD의 경우 헬리오씰 기술을 이용한 하드디스크는 일반 헬륨 충전 모델보다 TB당 소비전력이 56% 더 적다고 한다. 용량은 더 크고 전력 소비는 낮다는 얘기다.

WD는 지난 2014년 처음으로 10TB 하드디스크를 선보인 바 있다. 이 제품은 헬륨 가스를 이용한 건 물론 SMR(Shingled Magnetic Recording) 방식을 이용해 트랙 중 일부에 중복 기록하는 방식을 이용했다. 하지만 WD는 다시 지난해에는 PMR(Perpendicular Magnetic Recording), 그러니까 수직자기기록 방식에서도 10TB 시대를 열었다.

http://m.post.naver.com/viewer/postView.nhn?volumeNo=4339592&memberNo=11216638&vType=VERTICAL


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