`CSS`서 `로드·언로드` 방식으로
헤드·플래터 간극 최소화에 초점
몇 년 전부터 HDD 시장이 대용량화 경쟁으로 달아오르고 있다. 각 업체들은 HDD의 대용량화에 자사의 기술력을 집중하고 있으며, 이에 따라 HDD 용량은 기하급수적으로 늘어나고 있다. 조만간 개인 사용자가 1테라바이트(TB) 용량의 PC를 이용하는 것도 멀지 않을 전망이다.
HDD는 지금까지 등장한 각종 저장장치 중 1MB당 소요비용이 가장 저렴한 저장장치다. 사용자들은 이를 통해 낮은 비용으로 대량의 데이터를 저장할 수 있게 됐고, 컴퓨터의 멀티미디어 환경을 앞당기는데도 크게 기여하고 있다. 더욱이 셋톱박스나 PVR(개인영상저장장치) 등 가전제품에서도 고화질 HD방송을 저장하기 위한 장치로 HDD를 사용하는 경우가 늘고 있어, 더 저렴한 가격으로 HDD를 제조하는 것은 제조사들에게는 사활이 걸린 문제로 대두되고 있다.
기록 용량을 늘이는 방법으로는 플래터 당 기록 밀도를 높이는 것이 대표적이다. 또 기록 밀도가 높아지는 것과 비례해 데이터 접근속도를 높이는 기술이 뒤따라야 한다. 만일 기록 밀도가 높아졌는데, 접근속도가 따라주지 못한다면 데이터 입출력 속도가 급격히 낮아져 사용에 많은 불편을 초래하게 된다.
HDD의 저장밀도를 향상시키기 위해서는 선 저장밀도나 트랙 저장밀도를 높이면 된다. 그러나 트랙 밀도를 높이면 헤드의 위치 결정이 어려워지기 때문에 현재는 선 저장밀도의 향상을 우선시하고 있다. 그러나 선 저장밀도를 높이기 위해서는 데이터의 각 비트에 대응하는 디스크상의 기록 면적을 줄여야 한다. 이 경우 기록면에서 얻어지는 자기 신호도 급격하게 약해지기 때문에 헤드와 플래터의 간극을 대폭 줄여야 하는 것이 필수적이다.
과거에는 헤드의 부상기술로 멈춰있는 헤드가 디스크가 회전할 때 함께 부력을 얻어 떠오르는 `CSS'(Contact Standard Stop) 방식을 채택해 간극을 줄이기 어려웠다. 그러나 최근에는 동작하지 않을 때는 헤드를 디스크로부터 분리하고, 동작할 때만 플래터 위에 헤드를 가져가는 `로드/언로드'(Load/Unload) 방식을 채택해 헤드와 플래터의 간극을 최소화시키고 있다.
간극이 최소화될수록 플래터의 표면처리도 중요해 진다. 플래터 표면이 울퉁불퉁할 경우 헤드와 접촉되어 데이터가 물리적으로 손상될 수 있기 때문이다. 이에 따라 플래터의 소재 역시 2년 전만 해도 알루미늄과 마그네슘 재질을 사용해 왔으나, 최근에는 글라스 재질로 교체되고 있으며, 추후에는 플라스틱이나, 내열성과 평탄성, 강성이 뛰어난 실리콘 등도 도입될 전망이다.
데이터를 고밀도로 기록하기 위한 또 다른 방법으로는 재생감도가 높은 헤드를 이용하는 방법이 있다. 기존의 헤드는 자기가 헤드의 자기코어를 통과하면서 발생되는 기전력을 이용해 데이터를 읽어들이는 `유도 헤드(Conductive Head)' 방식을 사용했으나, 현재는 `MR (Magneto―Resistive) 헤드'를 거쳐 `GMR(Giant Magneto―Resistive) 헤드'를 채택하고 있다. 이 중 GMR 헤드는 자기 저항효과 중에서도 `거대 자기 저항 효과(Giant Mageneto Resistive Effect)' 현상을 이용한 것이다. 1997년 IBM의 `데스크스타 16GPㆍ14GXP' 모델부터 채택된 GMR 헤드는 이후 대부분의 제품에 탑재되기 시작하면서 HDD의 저장밀도는 매년 100% 이상 높아져 왔다.
헤드·플래터 간극 최소화에 초점
몇 년 전부터 HDD 시장이 대용량화 경쟁으로 달아오르고 있다. 각 업체들은 HDD의 대용량화에 자사의 기술력을 집중하고 있으며, 이에 따라 HDD 용량은 기하급수적으로 늘어나고 있다. 조만간 개인 사용자가 1테라바이트(TB) 용량의 PC를 이용하는 것도 멀지 않을 전망이다.
HDD는 지금까지 등장한 각종 저장장치 중 1MB당 소요비용이 가장 저렴한 저장장치다. 사용자들은 이를 통해 낮은 비용으로 대량의 데이터를 저장할 수 있게 됐고, 컴퓨터의 멀티미디어 환경을 앞당기는데도 크게 기여하고 있다. 더욱이 셋톱박스나 PVR(개인영상저장장치) 등 가전제품에서도 고화질 HD방송을 저장하기 위한 장치로 HDD를 사용하는 경우가 늘고 있어, 더 저렴한 가격으로 HDD를 제조하는 것은 제조사들에게는 사활이 걸린 문제로 대두되고 있다.
기록 용량을 늘이는 방법으로는 플래터 당 기록 밀도를 높이는 것이 대표적이다. 또 기록 밀도가 높아지는 것과 비례해 데이터 접근속도를 높이는 기술이 뒤따라야 한다. 만일 기록 밀도가 높아졌는데, 접근속도가 따라주지 못한다면 데이터 입출력 속도가 급격히 낮아져 사용에 많은 불편을 초래하게 된다.
HDD의 저장밀도를 향상시키기 위해서는 선 저장밀도나 트랙 저장밀도를 높이면 된다. 그러나 트랙 밀도를 높이면 헤드의 위치 결정이 어려워지기 때문에 현재는 선 저장밀도의 향상을 우선시하고 있다. 그러나 선 저장밀도를 높이기 위해서는 데이터의 각 비트에 대응하는 디스크상의 기록 면적을 줄여야 한다. 이 경우 기록면에서 얻어지는 자기 신호도 급격하게 약해지기 때문에 헤드와 플래터의 간극을 대폭 줄여야 하는 것이 필수적이다.
과거에는 헤드의 부상기술로 멈춰있는 헤드가 디스크가 회전할 때 함께 부력을 얻어 떠오르는 `CSS'(Contact Standard Stop) 방식을 채택해 간극을 줄이기 어려웠다. 그러나 최근에는 동작하지 않을 때는 헤드를 디스크로부터 분리하고, 동작할 때만 플래터 위에 헤드를 가져가는 `로드/언로드'(Load/Unload) 방식을 채택해 헤드와 플래터의 간극을 최소화시키고 있다.
간극이 최소화될수록 플래터의 표면처리도 중요해 진다. 플래터 표면이 울퉁불퉁할 경우 헤드와 접촉되어 데이터가 물리적으로 손상될 수 있기 때문이다. 이에 따라 플래터의 소재 역시 2년 전만 해도 알루미늄과 마그네슘 재질을 사용해 왔으나, 최근에는 글라스 재질로 교체되고 있으며, 추후에는 플라스틱이나, 내열성과 평탄성, 강성이 뛰어난 실리콘 등도 도입될 전망이다.
데이터를 고밀도로 기록하기 위한 또 다른 방법으로는 재생감도가 높은 헤드를 이용하는 방법이 있다. 기존의 헤드는 자기가 헤드의 자기코어를 통과하면서 발생되는 기전력을 이용해 데이터를 읽어들이는 `유도 헤드(Conductive Head)' 방식을 사용했으나, 현재는 `MR (Magneto―Resistive) 헤드'를 거쳐 `GMR(Giant Magneto―Resistive) 헤드'를 채택하고 있다. 이 중 GMR 헤드는 자기 저항효과 중에서도 `거대 자기 저항 효과(Giant Mageneto Resistive Effect)' 현상을 이용한 것이다. 1997년 IBM의 `데스크스타 16GPㆍ14GXP' 모델부터 채택된 GMR 헤드는 이후 대부분의 제품에 탑재되기 시작하면서 HDD의 저장밀도는 매년 100% 이상 높아져 왔다.
