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200만곡 이상 음악 담을 수 있는 초대용량 HDD ‘HGST 10TB Deskstar NAS HDN721010ALE604’ [2]
by 뉴스탭 | 조회 3,555 | 등록일 2017.11.05

SSD가 스토리지 시장에서 급부상 함에 따라 수년전부터 업계는 HDD의 장래를 어둡게 점쳐 왔다. 하지만 HDD는 현역으로써 여전히 인기가 높다. 여러 스토리지 중 용량대비 비용이 가장 저렴하기 때문이다. 이처럼 HDD는 ‘용량’을 무기로 내세워 SSD에 맞서 왔으며, 지금은 ‘헬륨 충전’이 HDD의 기술 중심에 서서 시장을 주도하고 있다.


HGST가 최근 선보인 ‘HGST 10TB Deskstar NAS HDN721010ALE604’은 헬륨 충전 기술을 쓴 10TB 용량의 하드디스크 드라이브이다. 기존 공기 충전 방식으로는 점차 늘’어나는 용량을 감당할 수 없게 되자 적용된 차세대 기술이다. 헬륨 충전은 2012년 9월 ‘헬리오실(Helioseal)’이라는 이름으로 HGST가 처음 공개했고, HGST가 관련 특허를 독점 보유하고 있기도 하다. 특히 이 제품은 기존보다 전력효율이 상승되고, 랜덤 읽기/쓰기 성능도 빨라졌다. 기업용 모델에만 탑재되었던 ISE, SED 등의 기능도 들어가 보안 및 안전성까지 확보했다. 이처럼 용량만 늘어난 것이 아니라 성능까지 챙긴 HGST 기술력이 집약된 산물이기도 하다.


   
▲ HGST 10TB Deskstar NAS HDN721010ALE604


모델명


HGST 10TB Deskstar NAS HDN721010ALE604


인터페이스


SATA 6Gb/s


용량


10TB


Max. areal density(Gbits/sq.in)


816


Data buffer


256MB


Rotational speed


7200 rpm


Sustained Transfer Rate(MB/s, max.)


240MB/s


MTBF


1 million hours


POWER


+5V DC, +12V DC


Startup current(A, max.)


1.2A max @ +5V, 2A @ +12V


idle(W, avg.)


5.1W


문의


에스지컴퓨터 02-3272-8296
www.sgnas.co.kr


HGST는 HDD 업계에서 맏형과 같은 존재이다. HGST는 전신인 IBM이 1956년 세계 최초 HDD를 개발할 정도로 스토리지 분야에서는 역사가 깊다. 10TB 시대를 연 것도 HGST이다. 지난 2015년 세계 최초로 헬리오씰(헬륨가스 충전 기술)을 쓴 10TB를 공개했다.


정전기 방지 팩과 얇은 플라스틱 케이스가 전부인 기존 리테일용 HDD와는 달리 종이 박스로 된 패키지를 사용했다. 상품 가치를 더하고 있으며, 소비자는 패키지를 통해 제품의 정보와 특징을 파악할 수 있다. 그만큼 고급스럽고, 안쪽 상품을 보호하는 역할까지 한다.


   
 
HDD는 안전하게 포장된 상태로 출고된다. 정전기 방지 팩으로 밀봉되어 있으며, HDD를 감싸고 있는 완충재가 외부 충격으로부터 보호하는 역할을 한다. 패키지 내에는 HDD를 PC케이스 드라이브베이 또는 NAS 장치에 고정시키기 위한 나사가 포함되어 있다.


   
 
   
 
박스 표면에는 국내 정식 유통 제품임을 알리는 스티커가 붙어 있다. 사후 서비스를 받기 위해서는 구입 후 정품 스티커를 떼어내 HDD 표면에 붙이면 된다. 3년이라는 넉넉한 보증 기간이 제공되며, HDD의 물리적 문제로 데이터 복구가 필요할 때 복구 비용을 할인 받을 수 있다. 병행수입 제품의 경우 이런 혜택을 받을 수 없으므로 정품을 구입하는 것이 좋다.


   
 
초고용량 NAS용 HDD라고 해서 외형상 기존 HDD와 다른 것은 없다. 모든 HDD가 다 그러하듯 규격화된 3.5인치 폼팩터를 따르고 있기 때문이다. 안정적인 동작과 보호를 위해 메탈 바디를 사용했으며, 단단한 상판 커버는 내부 디스크를 지켜준다.


   
 
   
 
다만 일반 공기 충전 방식이 아닌 헬륨가스 충전을 사용하기 때문에 가수 누출로 인한 고장을 방지하기 위해 기존 HDD보다 하우징을 더욱 꼼꼼하게 하고 있다. 한눈에 봐도 상판 커버가 남다름을 알 수 있다. 일반 HDD와 비교하면 틈새가 보이지 않을 정도로 견고함을 알 수 있다.


   
 
   
 
한편 아래는 유투브에 공개된 HGST의 헬리오실 기술을 쓴 HDD의 분해 과정을 담은 영상이다. 영상에서 볼 수 있는 것처럼 커버를 여는 과정부터 만만치 않다는 것을 보여준다.



반대편은 컨트롤러가 포함된 PCB가 장착되어 있다. 부품을 안쪽에 배치해 노출을 최소화했다. 외부에 의한 손상을 최소화한다.


   
 
PCB 안쪽을 보면 중앙에 자리잡고 있는 네모난 칩이 메인 컨트롤러이다. 모터 컨트롤러인 SMOOTH L7232’가 그 옆에 있다. 또한 256MB(2Gb) 용량의 버퍼 메모리인 삼성 DDR3 SDRAM K4B2G16도 함께 장착되어 있다.


   
 
PCB 한쪽 끝에는 SATA 및 전원 커넥터가 자리잡고 있다. 최대 6Gb/s 전송 속도를 내는 SATA III 인터페이스를 쓰고 있다.


   
 
고밀도 헬륨 충전으로 발열/소비전력 개선
HDD는 데이터를 기록하기 위해 CD처럼 생긴 디스크를 사용하는데 이를 ‘플래터’라 부른다. 그리고 데이터를 읽고 쓰는 과정에서 플래터는 매우 빠른 속도로 회전한다. HDD 스펙에서 종종 볼 수 있는 ‘7200prm’이라고 부르는 것이 플래터 회전 속도이다. 1분에 7200번 회전한다는 의미이다. 그리고 한 장의 플래터만 쓰는 경우는 거의 없고, 용량을 높이기 위해 여러 장의 플래터를 사용한다. 문제는 플래터가 회전하면서 발생하는 공기 저항이다. 용량이 높을수록 즉, 플래터가 많을수록 공기저항은 높아지며, 이로 인해 발열이 일어나고, 성능이 떨어지는 등 갖가지 문제가 발생된다. 이를 해결하기 위해 HGST는 초고용량 HDD에 헬륨 충전 방식인 헬리오실 기술을 사용하고 있다. 헬륨은 밀도가 약 0.18kg/m3로 보통 공기의 밀도인 1.2kg/m3와 비교해 1/7 수준으로 매우 낮다. 그만큼 내부 저항을 크게 줄일 수 있으므로 HDD 용량이 늘어나더라도 문제가 없으며, 데이터를 빠르게 읽고 쓸 수 있다. 무엇보다 저항으로 인한 발열도 크게 줄어들고 소음도 개선되는 효과가 있으며, 전력소비도 낮춰준다.


   
▲ 헬륨 충전은 공기 저항을 줄임으로써 기존 공기 충전 방식에 비해 같은 공간에 더 많은 플래터를 넣을 수 있다. 따라서 용량 확장에 매우 유리하다. (사진 = HGST)


   
▲ 좌측이 헬륨 충전. 우측이 일반 공기 충전 방식의 HDD이다. 헬륨충전은 기존 방식보다 작은 면적에 더 많은 용량을 구현하며, 공기저항도 적기 때문에 공간활용도가 높고, 발열도 낮아 서버 등 엔터프라이드 환경에서는 운영비용을 절감하는 효과가 있다. (사진 = HGST)


이 제품도 공기 저항력을 낮춘 고밀도 헬륨 방식을 쓰고 있다. 일반 공기가 아닌 헬륨가스로 속을 채웠다. 앞서 언급한 것처럼 헬륨가스가 새어 나오지 못하도록 단단한 메탈 재질의 커버가 견고하게 장착되어 있다.


   
 
MP3 2백만곡 이상, 4k 영상 352시간 담을 수 있는 초대용량 '10TB'
제품을 좀 더 살펴보기 위해 PC에 연결해봤다. 윈도우의 디스크 관리 툴을 이용해 초기화를 해주고 나면 아래 그림과 같이 쓸 수 있는 용량이 9.09TB로 나타난다. 제품의 스펙에 표기된 10TB에 못미치는 용량이다. 스토리지를 많이 다뤄본 이들이라면 모두 이해하는 HDD 제조사와 윈도우에서 용량을 계산하는 방식이 달라 생기는 문제이다.


   
 
   
 
윈도우에서는 용량을 2진법으로 표현하지만 HDD 제조사는 10진법으로 표기하기 때문에 실제 쓸 수 있는 용량이 더 줄어든 것처럼 보인다. 예를 들어 1GB를 십진수로 처리하면 1,000MB이지만 이진수로 하면 1024MB가 된다. 따라서 HGST는 10진수에 맞춰 10TB(10,000,201,375,744 Byte) 용량을 채웠지만 윈도우는 이를 2진수로 계산해 표현하기 때문에 차이가 발생한다. 또한 여기에는 시스템 영역, 파티션 분할에 따른 공간 등으로 실제 쓸 수 있는 용량은 더 낮게 표시된다. 이는 HGST HDD만의 문제가 아니며, 모든 HDD제조사가 이와 같은 방식으로 용량을 표시하므로 윈도우가 표시하는 용량과 차이가 발생된다.


한편 10TB나 되는 대용량은 방대한 양의 데이터를 저장할 수 있다. 음악 파일의 경우 한 곡당 4MB인 MP3를 2백여만 곡 이상 담을 수 있다. DVD 품질의 영상은 3040시간, 4k 초고화질 영상도 352시간이나 저장할 수 있는 공간이다. 2-Bay로 구성된 일반 NAS의 경우 RAID 0으로 묶어 총 20TB에 이르는 단일 볼륨을 만들어 용량을 더욱 늘릴 수 있다.


HDD의 정보를 볼 수 있는 CrystalDiskInfo를 이용해 HDD의 S.M.A.R.T 정보를 확인해 봤다. S.M.A.R.T.는 Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology의 약자이다. 자가 진단 및 분석, 보고기술을 의미하며, HDD의 신뢰성을 감시하여 잠재적인 실패 가능성을 진단, 보고하는 감시 체계이다. 디스크 회전 속도도 7200rpm으로 정상 표시되고 있다. 한편 이 제품은 거래 용량에 걸맞게 256MB 버퍼 메모리를 사용했다. HDD의 데이터 입출력 속도를 높여주므로 사용자의 체감 속도는 더욱 향상된다.


   
 
7200prm/256MB 버퍼로 뛰어난 속도 구현
실제 성능은 어떨까? HDD 테스트에 사용되는 몇가지 벤치마크 툴을 이용해 살펴봤다. 먼저 CrystalDiskMark를 이용해 성능을 측정해봤다. 연속 읽기 작업에서 249.7MB/s라는 매우 빠른 속도가 측정되었다. 쓰기 속도도 이와 비슷한 243.6MB/s로 나타났다. 기존 HDD가 200MB/s 안팎이었던 것과 비교하면 10~20% 가량 향상된 셈이다. 물리적인 동작 방식으로 인해 SSD 속도를 따라갈 수는 없지만 보급형 SSD와 큰 차이가 없는 속도를 나타내고 있다.


   
 
HD Tune Pro를 이용해 속도를 측정해 봤다. 우선 읽기 속도이다. 최대 248.6MB/s 전송속도를 보여주고 있다. 회전하는 플래터(디스크)의 특성상 안쪽으로 갈수록 속도는 떨어지며, 가장 안쪽 읽기 속도도 100MB/s 이상을 나타내고 있다.


   
 
쓰기 속도도 큰 차이는 없다. 247.2MB/s 속도부터 시작해 점차 낮아졌다. 역시 가장 낮은 속도도 100MB/s를 넘겼다.


   
 
탐색 시간도 매우 양호하다. 읽기의 경우 약 12.3ms, 쓰기는 1.1ms로 나타났다. 흩어져 있는 데이터를 동시 다발적으로 액세스하더라도 빠른 속도로 탐색, 전송한다.


파일 크기당 속도를 볼 수 있는 Atto Disk 툴을 이용해 속도를 재 봤다. 8KB부터 64MB에 이르는 파일까지 쓰기, 읽기 모두 230MB/s를 넘겼다. 최대 속도도 앞서 테스트 결과와 같이 250MB/s 넘게 측정되었다. 동영상, 음악과 같은 멀티미디어 데이터는 단위 파일당 크기가 크므로 용량이 큰 데이터도 빠르게 읽고 쓸 수 있음을 짐작할 수 있다.


   
 
헬륨 충전 방식으로 발열 문제도 해결
헬륨 충전방식을 쓴 HDD의 발열 상태를 보기 위해 위에서 언급한 각종 HDD 벤치마크 툴을 연속으로 실행시킨 후 CrystalDiskInfo로 온도를 살펴봤다. 실내 온도가 26도인 테스트 장소에서 지속적으로 측정해봤지만 41도가 최대치로 나타났다. 비슷한 조건에서 45도가 넘어가는 일반 HDD와 비교하면 확실히 차이가 남을 알 수 있다. 365일 24시간 작동하는 NAS 환경에서도 발열 문제 없이 쓸 수 있다.


   
 
동시에 열화상 카메라로 HDD의 표면 온도를 측정해봤다. 라벨이 부착된 커버 부분은 최대 38도로 측정되었다. 기판이 있는 뒷부분은 칩셋이 부착된 부분만 44도까지 올라갔으며, 그 외 부분은 전면부와 큰 차이가 없었다. 이 역시 일반 HDD보다 낮거나 비슷한 수준이다.


   
 
   
 
소음도 거의 없는 편이다. 헤드 이동에 따른 약간의 소리만 들릴 뿐 실생활에서는 소음을 인지하기 어려울 정도이다. 특히 NAS 인클로저나 PC케이스에 장착하면 이마저 거의 들리지 않는다.


NAS 등 대용량 스토리지 환경을 고려한 다양한 첨단 기능 적용
HGST의 NAS용 HDD는 단지 용량과 속도만 올리지 않았다. 365일 구동되는 NAS 환경을 고려해 안정적으로 데이터를 지켜낼 수 있도록 HGST의 다양한 기술을 더했다. HDD는 자기 플래터의 회전으로 인해 약간의 진동이 발생한다. 일반 데스크톱PC에서는 단일 드라이브의 진동이 시스템에 영향을 거의 미치지 않지만, 여러 개의 HDD를 동시에 구동하는 NAS 시스템의 경우 각각의 HDD에서 발생되는 작은 진동은 경우에 따라 증폭되어 더 큰 진동을 만들어낸다. 마치 공명 현상처럼 말이다. 이는 소음을 유발시키고, 시스템의 안정성을 떨어뜨리며, 결국 고장이나 성능 저하를 일으키는 원인이 된다. HGST는 이런 문제를 사전에 차단하기 위해 회전진동(RV) 센서를 장착했다. 다중 베이로 구성된 NAS 인클로저에서 발생될 수 있는 진동을 최소화한다.


   
▲ HDD PCB에 자체 진동 센서를 장착했다. 센서에 의해 드라이브 진동이 감지되면 헤드의 위치를 조종하는 액츄에이터를 제어함으로써 성능 문제가 없도록 하고 있다.


열을 자동 감지해 헤드와 디스크의 간격을 일정하게 조절하는 기술도 넣었다. 발열이 헤드와 디스크의 작동에 영향을 줘 발생되는 데이터 에러율을 최소화한다. 헤드와 디스크의 접촉을 없애 미디어의 수명을 연장시켜주는 Ramp Load/Unload 기술도 눈에 띈다. HDD 헤드를 안전한 Ramp에 올려 둠으로써 플래터 위 헤드가 자리하는 파킹 존(Parking zone)에서 읽기/쓰기가 가능하다.


   
▲ Ramp Load/Unload


하나씩 놓고 보면 작은 스토리지에 불과하지만 여러 대가 설치, 365일 사용되는 NAS 환경에서는 소비전력도 매우 큰 이슈이다. HGST는 이전 HDD부터 적용, 세대가 거듭될수록 진화된 HivERT 기술을 사용함으로써 전력 효율을 높였다. 또한 Advanced Power Management와 같은 향상된 전력 관리 기술을 적용했다. 에너지 효율은 높이면서 소비전력은 24%까지 감소시켜 NAS의 유지비용 부담을 덜고, 그만큼 HDD의 수명 연장 효과도 기대할 수 있다.


보안을 위해 자체암호화드라이브(Self-encrypting drive: SED)와 ISE 기능도 들어갔다. 기존 HDD의 경우 기존 데이터를 완전히 삭제하기 위해서는 새 데이터를 덮어 써야 하지만 ISE(Instant Secure Erase) 기능을 이용하면 표준 명령 및 옵션을 사용하여 드라이브 내용을 즉각 삭제할 수 있다. 사용자가 직접 액세스할 수 없는 재할당된 블록이나 예비 블록도 효과적으로 지울 수 있다. 원리는 간단하다. HDD에 데이터를 쓰거나 읽을 때 내부적으로 암호키를 생성한다. 정상적인 드라이브 작동 중에는 모든 내부 데이터가 내부 암호키에 의해 암호화 되거나 또는 해제된다. 만일 사용자가 ISE를 실행시키면 HDD는 내부 암호키를 삭제함으로써 모든 데이터를 읽을 수 없게 만든다. 따라서 매우 효과적인 방법으로 HDD를 초기화할 수 있다.


   
 




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