30TB 이상 대용량으로 승부수 던지는 하드디스크 업계 [고든 정의 TECH+]

1980년대 PC의 보급과 함께 널리 쓰이게 된 저장 장치가 바로 하드디스크 (HDD)입니다. 보통 컴퓨터의 저장 용량이라고 하면 HDD의 용량을 말하는 것이었습니다. 자기 테이프나 CD 같은 광미디어 저장 장치도 있었지만, 속도, 가격, 기록 접근성 등 여러 가지를 고려할 때 하드디스크가 PC와 노트북에 가장 적합한 선택이었습니다.

하지만 10여 년 전부터 낸드 플래시 기반 저장 장치인 SSD(반도체 기억소자를 사용한 저장장치)가 보급되면서 이제는 저장 장치의 판도가 변했습니다. 휴대성이 중요한 노트북의 경우 SSD가 하드디스크를 완전히 교체했다고 해도 과언이 아니고 데스크톱 PC에서도 대용량 데이터 저장이 필요하지 않은 경우 SSD로 넘어가는 추세입니다.

이 같은 변화는 SSD가 PCIe 기반의 빠른 인터페이스인 NVMe M.2 규격을 도입하면서 더 빨라졌습니다. 하드디스크가 빨라 봐야 수백 MB/s(초당 메가바이트)의 전송 속도를 지닌 반면 NVMe SSD는 수 GB/s(초당 기가바이트)의 데이터 전송이 기본이기 때문입니다.

이런 상황에서 하드디스크 업계는 엄청난 데이터 저장에 골머리를 앓고 있는 데이터 센터와 대용량 데이터 백업이 필요한 일반 소비자, 소규모 기업을 중심으로 생존을 도모하고 있습니다. 10TB(테라바이트), 20TB 이상의 대용량 저장 장치에서 아직 가성비가 있기 때문입니다.

하드디스크 업계는 용량을 50~100TB까지 높이기 위해 열 보조 자기 기록(heat-assisted media recording, 이하 HAMR) 기술에 집중하고 있습니다. HAMR는 레이저 같은 열원을 이용해 더 작은 면적에 데이터를 기록하는 기술입니다.

하드디스크 제조사인 씨게이트는 고용량 HAMR 하드디스크를 위한 모자익 3+ (MOZAIC 3+) 플랫폼을 공개했습니다. 하드디스크는 플래터라는 작은 원반 위에 데이터를 기록하고 읽는데, 모자익 3+ 기술은 플래터 한 개에 3TB 이상의 데이터를 기록하는 것을 목표로 하고 있습니다. 기업용 하드디스크에 10개 정도 플래터가 들어가는 점을 생각하면 30TB 용량이 가능합니다.

다만 고용량 플래터만 가지고 대용량 하드 디스크를 만들 순 없기 때문에 씨게이트는 읽기와 쓰기 시스템, 그리고 이를 제어하는 프로세서까지 하나의 모자익 3+ 플랫폼으로 통합했습니다.

씨게이트에 따르면 플래터 표면에는 철-백금 초격자 구조 자성 입자가 얇게 코팅되어 있는데, 그 위에 나노 포토닉 레이저로 작은 열점을 만들어 데이터 기록 밀도를 크게 높이고 에너지는 절감했습니다. 그리고 이렇게 저장된 데이터는 7세대 스핀트로닉 읽기 장치로 불러들일 수 있습니다.

한 가지 흥미로운 부분은 12nm 공정으로 제조한 새 컨트롤러입니다. 씨게이트는 이 프로세서의 상세한 성능과 아키텍처를 공개하지 않고 단지 이전 세대 대비 3배의 성능을 지녔다고만 소개했습니다. 하지만 최근 RISC-V 지원에 적극적인 행보를 보이는 만큼 RISC-V 기술을 접목했을 가능성도 있습니다.

씨게이트는 올해 1분기에 데이터 센터에 모자익 3+ 제품을 공급하고 NAS 및 소비자 제품군으로 확대할 예정입니다. 기술력 차이가 크지 않은 다른 경쟁사 역시 올해 안에 HAMR 기술을 적용한 30TB 하드디스크를 선보일 것으로 예상됩니다. 씨게이트가 새로 발표한 로드맵에는 2년 주기로 모자익 플랫폼을 업데이트한다는 내용이 담겨 있습니다. 2026년엔 4TB 플래터, 2028년에는 5TB 플래터를 출시한다는 계획입니다. 계획대로면 2년 간격으로 10TB씩 하드디스크 용량이 늘어나게 되는 것입니다. 그리고 2030년대에는 100TB 하드디스크도 가시권에 들어올 것입니다.

하지만 이런 용량 증가에도 불구하고 하드디스크 업계에서 SSD의 위협이 사라졌다고 보기는 어렵습니다. 최근 가격이 다시 반등하기는 했지만, SSD 역시 용량이 꾸준히 증가하면서 같은 용량에서 가격이 낮아지는 추세이기 때문입니다.

설령 SSD와 하드디스크가 지금 같은 용량 대비 가격 차이를 보인다고 해도 데이터 용량이 커지면 데이터 전송 속도도 중요해지기 때문에 SSD 장점이 갈수록 부각될 것입니다. 1GB, 10GB, 그리고 100GB 파일을 옮기는 데 걸리는 시간을 생각하면 그 차이는 분명합니다. 구조상 속도를 대폭 높일 수 없는 하드디스크가 살아남는 길은 결국 가격과 용량에서 압도적 차이를 보여주는 것입니다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com