추가 전력 및 자원 없이 많은 데이터 저장 가능한 하드 드라이브 아키텍처

[보안뉴스 엄호식 기자] 클라우드 컴퓨팅과 인공지능 등의 활용과 고도화에 따라 데이터의 양도 기하급수적으로 늘어나고 있다. IDC는 2027년까지 291ZB의 데이터가 생성될 것으로 예측했으며, 가트너는 2026년까지 80% 이상의 기업이 생성 AI API와 AI 모델을 사용하거나 생성형 AI 지원 애플리케이션을 생산환경에 배포할 것으로 예측했다. 이에 따라 데이터 증가 속도는 더 빨라지고 데이터의 양도 폭증할 것으로 보인다. 이에 씨게이트(Seagate)는 디스크당 영역 밀도 관련 혁신 기술을 통해 확장성을 높이고, 총 소유 비용은 낮추며 환경에도 영향을 미칠 수 있는 ‘Mozaic 3+’를 선보였다.


▲씨게이트의 Mozaic 3+ 3D 이미지[이미지=씨게이트]

해마다 전 세계에서 생성되는 데이터의 양은 약 30ZB로 추정되지만 매년 제작되는 스토리지 용량은 2ZB에 불과하다. 이에 모든 가용 데이터의 고유한 가치를 활용하기 위한 도구에 대한 필요가 가중되고 있다. 이에 데이터 보관과 관리를 위해 데이터센터가 건립되고 있지만, 데이터센터 건립에는 최소 10~15억달러의 비용이 필요하며 공간과 전력, 예산 등에 대한 부담도 걸림돌로 작용한다.

‘Mozaic 3+’는 추가 전력 또는 자원을 사용하지 않고도 훨씬 더 많은 용량을 제공하도록 고안된 하드 드라이브 아키텍쳐다. 가열 자기 기록(HAMR : Heat-Assisted Magnetic Recording)을 채택한 최첨단 기술 플랫폼인 ‘Mozaic 3+’를 통해 플레터당 3TB 이상의 영역 밀도가 가능해졌다. 이에 기존의 16TB PMR(수직 자기 방식 레코딩) 드라이브(대규모 데이터센터의 평균 용량)를 씨게이트 엑소스(Seagate Exos) 30TB Mozaic 3+로 업그레이드하면 동일한 면적에 2배가량 더 많은 데이터를 저장할 수 있다.

또한 기존 데이터센터 스토리지 시스템 및 아키텍처와의 100% 호환으로 Mozaic 3+ 플랫폼에서 구축된 하드 드라이브 채택이 간편하고, 데이터센터 운영자가 인프라 중단없이 최신 기술을 활용할 수 있다.

Mozaic 3+ 구현을 위해 적용된 첨단 기술
‘Mozaic 3+’는 HARM 기술연구 및 개발에 관해 선구자적인 씨게이트의 20년 노력의 결과물로 △초격차 백금 합금 미디어 △플라즈모닉 라이터(Prazmonic Writer) △12nm 통합 컨트롤러 △7세대 스핀트로닉 리더 등 다양한 혁신 기술이 담겨 있다.


▲초격차 백금 합금 미디어(왼쪽)와 플라즈모닉 라이터(Prazmonic Writer) 3D 이미지[이미지=씨게이트]

초격차 백금 합금 미디어 씨게이트의 엔지니어들은 기존 드라이브와 비교해 자기 보자력이 더 우수한 ‘하더’ 스토리지 계층 개발을 위해 각 원자의 정밀한 배열이 중요한 역할을 하는 초격자 구조를 개발했다. 특히 Mozaic 플랫폼의 경우 밀집도가 더 우수한 자기 비트 형태로 데이터를 저장해야 했기에 기록 미디어를 기본부터 다시 설계해야 했다. 이에 대한 핵심은 백금(Pt)과 철(Fe) 입자의 사용으로 몇 나노미터 크기의 각 나노입지가 별개의 데이터 비트로 작동한다. 이러한 세분성과 비트 간 자기 변동 방지 기능은 미디어의 높은 자기 이방성 덕분에 가능하다. 시간이 지나도 소재의 자기 방향이 일정하게 유지돼 각 비트가 안정적이고 인접 데이터의 쓰기에 의해 변형되지 않아 정확하게 데이터를 쓰는 동시에 주변 데이터의 무결성을 유지한다.

플라즈모닉 라이터(Prazmonic Writer) 플라즈모닉 라이터의 핵심은 초격차 백금 합금 매체를 화씨 800도 이상으로 정밀하게 가열하는 데 있다. 플라즈모닉 라이터는 △정확한 광선이 기록 매체를 순간적으로 가열하는 ‘나노포토닉 레이저(Nanophotonic Laser’와 △광원에서 양자 안테나로 레이저 광을 채널링하는 ‘포토닉 퍼널(Photonic Funnel)’, 그리고 △레이저의 광자 에너지를 플라즈몬 상태로 변환해 기록하는 ‘양자 안테나(Quantum Antenna)’라는 3가지 구성요소를 가지고 있으며, 기존의 자기 코어와 함께 고밀도 데이터 쓰기에 필수적인 역할을 한다.


▲12nm 통합 컨트롤러(왼쪽)와 7세대 스핀트로닉 리더 3D 이미지[이미지=씨게이트]

12nm 통합 컨트롤러 씨게이트는 Mozaic 3+의 올바른 구현을 위해 발동에서부터 기록, 보안에 이르기까지 하드 드라이브의 모든 것을 제어하는 맞춤식 SoC(System-on-a-chip) ‘12nm 통합 컨트롤러’를 자체 개발했다. 12nm 통합 컨트롤러는 응용 분야에 맞는 완벽한 크기에 특정 계산이나 속도, 메모리, 전력효율성에 최적화됐다. 또, 하드 드라이브 기능 제어에 최초로 사용된 RISC-V(리스크 파이브) 프로세서인 씨게이트 자체 고성능 RISC-V CPU 등 혁신 기술이 포함돼 이전 솔루션 대비 최대 3배의 뛰어난 성능을 자랑한다.

7세대 스핀트로닉 리더 ‘7세대 스핀트로닉 리더’는 세계에서 가장 작고 민감한 자기장 읽기 센서로 매우 좁은 트랙 폭에서도 원하는 트랙에서 정확한 읽기를 수행하는 한편, 인접 트랙에서 발생하는 방해인 누화(Crosstalk)를 최소화한다.

ESG 경영 돕는 최적의 솔루션
Mozaic 3+는 기업이 환경을 보호하고 사회적 책임을 다하며 투명한 경영을 통해 지속 가능한 성장을 이룰 것을 요구하는 ‘ESG 경영’에도 탁월한 효과를 제공한다. Mozaic 3+를 사용해 면적 밀도가 3TB/디스크인 씨게이트 엑소스 30TB 드라이브는 테라바이트당 0.35와트로 TB당 40% 낮은 전력을 소비하며, 테라바이트당 전체 수명 동안 발생하는 탄소도 55%로 낮추기 때문이다.

씨게이트는 순환경제를 사회적 사명으로 생각하고 드라이브를 재구성해 결함이 있는 구성 요소를 우회하며 안정적인 서비스 상태로 되돌릴 수 있도록 하는 ADR(Autonomous Drive Regeneration) 기술을 개발했다. 이 기술은 폐기물과 노후화를 대체하고 전자 폐기물이 환경에 미치는 영향을 줄이는 데 도움이 된다.

이외에도 씨게이트는 수명 종료 및 폐기로 인한 가정 쓰레기를 줄이는 것을 목표로 하는 최초의 소비자용 하드 드라이브 재활용 프로그램을 대만에서 시작하는 등 전 세계적으로 다양한 활동을 확산하며 모범을 보이고 있다.

씨게이트 데이브 모슬리(Dave Mosley) CEO는 영역 밀도 개선의 덕을 보게 될 데이터 집약적인 응용 분야로 학습을 위해 방대한 데이터 세트가 필요한 ‘머신러닝 모델’과 4K 및 8K 콘텐츠를 저장·전송해야 하는 ‘비디오 스트리밍 서비스’, 그리고 대규모 게놈 서열을 축적하는 ‘의학 연구 데이터베이스’ 등을 꼽으며 씨게이트 Mozaic 3+ 기술이 데이터 집약적인 응용 분야에서 계속해서 증가하는 수요를 충족하는 데 중요한 역할을 할 것이라고 강조했다.

“Mozaic 3+는 단순한 기술적 진보를 넘어 디지털 환경의 끊임없는 성장을 지속하겠다는 씨게이트의 약속입니다. 플랫폼의 영역 밀도 기술은 지속적인 데이터 집약적인 응용 분야의 성장을 지원하고 신규 서비스 개발 및 기존 서비스 확장을 뒷받침하는 토대가 될 것입니다.”
[엄호식 기자(eomhs@boannews.com)]

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