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다양한 디지털 기기에 이용되는 무수히 많은 디지털 정보도 오늘날처럼 효과적인 저장장치를 만나지 못했다면 진가를 발휘하지 못했을 것이다. 생활에서 풍부한 디지털 혁명의 혜택을 누릴 수 있도록 해준 디지털 저장장치야 말로 디지털 혁명의 일등 공신이라고 해도 과언이 아니다.

문자와 그림으로 종이에 정보를 기록하고 보관하는 방법은 인류 역사에서 가장 오래됐을 뿐 아니라 지금까지도 널리 사용되는 가장 익숙하고 보편적인 방법이다. 하지만 종이로 된 문서를 이용해서 정보를 저장하거나 전달하는 방법은 여러가지 단점을 가지고 있다. 습기나 화재로 훼손되기 쉬워 장기간 보관이 어렵고, 부피가 커서 많은 공간이 필요하다. 또한 팩시밀리가 등장하면서 빠르고 간편하게 서류를 원격지로 전송하는 일이 가능해지긴 했지만, 아직까지 문서는 우편이나 직접 전달하는 방식을 취하기 때문에 많은 시간이 소요된다.

하지만 디지털 기술의 발전으로 문자와 이미지, 오디오, 동영상 등 기존의 아날로그 형태의 정보들이 디지털로 변환되면서 이런 단점을 극복할 수 있게 됐다. 디지털로 된 데이터는 인터넷을 통해 불과 몇분만에 전세계 사람들이 모두 이용할 수 있고, 무수히 복제해도 정보가 훼손되거나 품질이 떨어지지 않는다. 더구나 원하는 정보를 찾기 위해서 책이나 서류를 뒤적일 때처럼 많은 시간을 낭비할 필요도 없고, 필요한 부분만 부분적으로 수정하거나 편집할 수도 있다. 무엇보다 수백-수천권 분량의 책이나 수만건의 문서에 저장된 정보를 불과 몇인치 크기의 저장장치 안에 모두 담을 수 있게 돼 정보 관리와 활용이 훨씬 편리해졌다.

한마디로 ‘디지털’이라는 새로운 기술과 정보 체계의 등장으로 불편했던 일들을 간편하게 할 수 있게 됐다. 이제는 너무나 익숙해져 오히려 당연한 것으로 생각할 만큼 디지털은 생활 깊숙이 자리잡고 있다. 그래서 개인용 컴퓨터를 비롯해 PDA, 이동전화, 디지털 비디오 카메라, 디지털 오디오 등 수많은 디지털 기기를 통해 새로운 정보를 만들고, 이를 다양한 디지털 저장장치에 보관하고 활용하는 일이 새삼스러울 것도 없는 일이 돼버렸다.

세가지 저장방식 자기·광학· 반도체

디지털 저장장치는 디지털 데이터를 안전하고 저렴하면서 효과적으로 보관하는 일이 가능하게 함으로써 디지털 시대를 여는데 크게 기여했다. 디지털 분야의 기술이 비약적으로 발전하면서, 데이터를 저장하는데 사용하는 저장장치의 성능과 기능은 좋아지고, 가격은 오히려 더 저렴해졌으며, 제품 종류도 다양하다. 최근 많이 사용되는 디지털 저장장치들은 용도나 종류가 다양해도 데이터를 저장하는 방법에 따라 크게 세가지 형태로 구분된다.

가장 널리 사용되는 것이 자석의 성질을 이용한 자기방식 저장장치다. PC용 저장장치의 기본인 하드디스크를 비롯해 플로피디스크나 집(ZIP)드라이브와 같은 이동식 디스크가 이 방식을 사용한다. 또한 오디오카세트테이프나 비디오테이프처럼 자기테이프 방식의 저장장치에도 사용된다. 카트리지 형태로 돼있는 자기테이프는 아날로그는 물론 디지털 오디오·비디오용으로도 사용되고, PC나 중대형 컴퓨터 데이터 백업용으로 활용되고 있다.

CD나 DVD같은 광학기록 방식의 저장장치도 컴퓨터의 각종 데이터, 오디오, 동영상 정보를 저장하는데 많이 사용하는 방법이다. 광학기록 방식의 저장장치들은 원판형 디스크에 약한 레이저 빛을 발사한 후 빛이 반사되는지와 방향에 따라 데이터를 읽어내는 방법을 사용한다. 대용량의 데이터를 오랫동안 안전하게 보관할 수 있으면서 휴대하기 편리하다는 것이 가장 큰 장점이다.

마지막으로 PDA나 MP3, 디지털카메라 같은 소형 디지털기기에서 주로 사용하는 반도체 메모리 형태의 저장장치가 있다. 가격이 비싸지만 작고 가볍게 만들 수 있고, 전력 소모도 적으며, 데이터가 안정적으로 보존되는 장점이 있다.

이들 저장 방법 각각에는 장단점이 있다. 하지만 이상적인 저장장치라면 기본적으로 저렴한 가격으로 대용량의 데이터를 안전하게 보관할 수 있고, 저장된 데이터를 원하는 때에 빠르고 정확하게 읽을 수 있어야 한다. 최근에는 휴대용 컴퓨터나 디지털기기 사용이 늘면서 가볍고, 전력 소모도 적으며, 이동이나 충격에 안정적인 저장장치를 필요로 하고 있다.

알루미늄 원판에 자성체 코팅한 하드디스크

요즘에는 15-20만원 정도면 용량이 30-40GB 용량의 하드디스크 드라이브를 쉽게 구할 수 있다. 불과 4-5년 전만 해도 비슷한 가격으로 1-2GB 정도를 구입할 수 있었다. 이렇게 대용량 제품을 싸게 구입할 수 있게 된 것은 무엇보다도 디스크당 데이터 기록밀도가 높아졌기 때문이다.

하드디스크는 플래터라고 부르는 얇은 알루미늄 원판에 자성체를 코팅한 디스크를 회전시키면서, 전자석과 같은 원리로 동작하는 자기헤드를 이동시키며 데이터를 저장하고 읽는다. 이때 헤드에 의해 자화(磁化)돼 기록되는 데이터가 얼마나 정밀하냐에 따라 데이터 저장용량이 결정된다. 5mm보다는 0.5mm의 펜으로 동심원을 그릴 때 더 많은 원을 그릴 수 있다는 것을 생각하면 쉽게 이해할 수 있다. 하드디스크는 이런 플래터를 보통 1-5장을 넣고 진공 상태로 밀봉해 만들어진다. 데이터 용량을 늘이기 위해 무작정 플래터 수를 늘릴 수 있는 것은 아니다. 요즘 판매되는 하드디스크는 플래터 하나에 보통 15-20GB 용량을 저장할 수 있다.

한편 데이터 전송속도 역시 저장용량과 함께 하드디스크 성능을 가늠하는 중요한 요소로, 인터페이스 방식이나 디스크의 회전속도, 버퍼 메모리의 용량 등에 따라 좌우된다. 디스크 종류를 구분하는 기준이기도 한 인터페이스 방식은 크게 EIDE와 SCSI 방식이 있으며, 전문가용이나 서버용으로 많이 사용하는 SCSI 방식이 비슷한 용량의 EIDE 방식에 비해 전송속도와 안정성이 뛰어나 가격이 2-3배 비싸다. 하지만 최근 많이 판매되는 EIDE방식의 하드디스크들도 예전에 비해 빠른 전송속도를 제공한다. 회전속도는 보통 7천2백rpm(분당 회전수) 정도로 디스크의 회전속도가 빠를수록 데이터 전송속도도 빠르다. 최근에는 분당 1만번 이상 회전하는 제품까지 등장했으며, 초당 1백MB의 데이터를 전송하고, 70-80GB 정도의 대용량을 지원하는 제품이 새로운 시장을 형성하고 있다.

하드디스크의 종류는 용량이나 속도 외에도 크기에 따라 크게 데스크탑 PC용인 3.5인치와 노트북용으로 사용되는 2.5인치 하드디스크가 있다. 이밖에도 PDA나 휴대용 디지털 기기용으로 개발된 마이크로드라이브나 PCMCIA 형태의 하드디스크도 있다.

대용량 저장 가능한 이동식 저장장치

플로피디스크는 가장 오래된 저장장치며, 가격도 저렴하고 사용하기 편리한 장점 때문에 지금까지도 많이 사용된다. 하지만 용량이 큰 이미지나 오디오, 동영상 형태의 데이터 사용이 증가하면서 디스크 하나당 1.44MB의 데이터를 저장할 수 있는 플로피디스크는 점차 쓸모없어지고 있다. 플로피디스크가 가진 적은 용량의 한계를 극복하고 대용량의 데이터를 안전하고 간편하게 저장할 수 있게 한 것이 이동식 저장장치다.

이동식 저장장치는 보통 플로피디스크처럼 데이터가 실제로 저장되는 디스크와 이 디스크로부터 데이터를 읽거나 기록할 수 있는 드라이브로 구성돼 있다. 디스크는 대개 자기 방식의 디스크가 사용되지만 자기 방식과 광기록 방식을 혼합한 MO(Magnetic Optical)라 불리는 광자기디스크도 사용되고 있다. 드라이브는 PC 본체에 고정시키는 내장형과 PC와 외부에서 케이블로 연결해 사용하는 외장형으로 나눌 수 있다. 외장형 드라이브는 PC에서 프린터를 연결하는데 사용하는 병렬포트와 연결해서 사용하는 제품도 있지만, 요즘에는 이보다 전송 속도가 빠르고 연결이 편리한 USB 방식이 많이 사용된다.

대표적인 이동식 저장장치로는 미국의 아이오메가 사에서 개발한 집(ZIP)과 재즈 드라이브 시리즈가 있다. 집 드라이브는 디스크 하나당 1백MB와 2백50MB를 저장할 수 있는 두종류의 제품이 있다. 재즈 드라이브는 착탈식 하드디스크에 가까운 저장장치로 현재 2GB 용량을 저장할 수 있는 제품이 나와있다. 또한 노트북이나 PDA 같은 휴대용 기기를 위한 이동식 저장장치로 40MB의 용량을 저장할 수 있는 클릭 드라이브가 있다.

가격 싸고 사용이 편리한 CD-RW

최근에는 대용량 하드디스크의 가격이 매우 저렴해져, 하드디스크를 이동할 수 있게 만들어 이를 이동형 저장장치로 사용하는 경우도 늘고 있다. 이동 중에 큰 충격을 받지 않도록 주의를 기울여야 하지만 대용량 데이터를 한번에 옮길 수 있고 속도도 빨라 편리하다.

1980년대 초 소니와 필립스에 의해 처음 세상에 소개된 CD는 크기가 작고 얇아 휴대와 보관이 쉽고 6백50MB 정도의 대용량 데이터를 값싸게 저장할 수 있어 널리 사용되는 대표적인 디지털 저장장치다. 특히 기록이 가능한 CD-R(Recordable)과 여러번 재기록이 가능한 CD-RW(ReWritable)가 보급되면서 개인 사용자들에게 하드디스크 다음가는 보조기억 장치이자 가장 효과적인 저장장치로 사랑받고 있다.

CD롬 디스크 표면은 트랙을 따라 평평한 곳과 홈이 파인 부분으로 돼 있는데, 여기에 레이저를 발사해 반사되는 빛의 양을 검출해 디스크에 저장된 데이터를 읽는다. 디지털 방식 데이터는 0과 1의 두가지 상태로 정보를 표현하는데, CD롬에서는 평평한 부분과 홈이 파인 부분에 레이저가 닿았을 때 반사율에 차이가 생기게 되고 이를 이용해 데이터를 저장한다. 보통 CD롬은 마치 LP음반을 만들 때와 비슷한 방법으로 공장에서 프레스를 사용해 CD롬 디스크를 인쇄하듯 찍어낸다.

CD-R은 흔히 공CD라고 부르는 아무 것도 기록되지 않은 디스크에 레이저를 쪼이고, 레이저가 닿은 부분과 닿지 않은 부분의 반사율이 달라지는 것을 이용해 데이터를 기록한다. 디스크에는 특수한 염료가 칠해져 있는데, 레이저가 이 염료 층에 닿게 되면 염료가 타고, 이렇게 된 부분은 레이저가 쪼여지지 않은 부분과 반사율이 달라진다. 하지만 레이저에 의해 타버린 염료 층은 다시 복구할 수 없기 때문에 CD-R은 한번만 기록할 수 있다.

반면 CD-RW는 레이저빔에 노출된 온도에 따라 결정구조가 달라지는 상변환(Phase Change)이란 방법을 사용한다. CD-RW 미디어의 표면에는 화합물로 된 결정상태의 상변환층이 존재한다. 이 상변환층에 섭씨 5백-7백도 정도의 높은 온도로 레이저를 쪼이면 결정이 녹아 액체상태로 변했다가 식으면서 반사율이 낮은 결정상태가 된다. 하지만 섭씨 2백도 정도의 낮은 온도의 레이저를 쪼인 부분은 반사율이 높은 결정상태가 된다. 이렇게 결정 상태에 따라 달라지는 반사율 차이를 이용해 데이터를 저장하고, 삭제한다. 보통 CD-RW는 사용하는 결정 재질에 따라 다르지만 1천-1만번 정도 데이터를 지우고 쓸 수 있다.

데이터 보존이 뛰어난 광자기디스크

CD 크기와 두께도 같고 기본적인 원리도 비슷하지만 데이터 저장용량이 7배 이상인 DVD(digital versatile disc)가 보급되면서 대용량 멀티미디어 데이터 저장장치로 주목받고 있다. CD롬처럼 읽기만 가능한 DVD롬은 CD롬과 달리 양면 기록이 가능하고, 한면에 두개의 데이터를 기록할 수 있는 층이 있으며, 데이터 저장간격이 CD에 비해 조밀하기 때문에 저장용량이 CD롬에 비해 훨씬 크다. 이런 이유로 DVD롬은 최소 4.7GB에서 최고 17GB 정도까지 데이터 저장이 가능하다.

DVD도 CD-R처럼 데이터를 한번 기록할 수 있는 DVD-R이 있고, CD-RW처럼 여러번 반복해서 재기록이 가능한 DVD-RW와 DVD램이 있다. 재기록이 가능한 DVD-RW과 DVD램은 모두 CD-RW처럼 기본적으로 상변환 방식을 이용해 데이터를 기록한다. 하지만 데이터 저장방법과 사용하는 레이저가 다르다. CD-RW과 동일한 상변환 물질을 사용하는 DVD-RW 미디어는 1천번, DVD램의 경우는 10만회 정도 반복해서 사용할 수 있다.

그러나 가격이 만만치 않고, 제품의 종류도 다양하지 않기 때문에 일반사용자들이 사용하기엔 아직까지 무리이다. 현재 국내에서 판매되고 있는 DVD램 드라이브의 가격은 약 70-90만원 정도이고, 디스크의 경우는 용량에 따라 다르지만 보통 4-7만원 정도다. 저장할 수 있는 용량은 DVD-RW가 4.7GB, DVD램은 보통 5.2GB까지 저장이 가능하고 요즘에는 9.4GB 용량까지 지원하는 제품도 판매되고 있다.

광자기디스크는 광디스크와 자기 디스크의 특성을 이용한 저장장치로 흔히 MO 디스크로 불리기도 한다. 1992년에 1백28MB 용량의 MO가 시판된 이후 2백30MB, 6백40MB, 1.3GB 용량을 지원하는 제품들이 출시돼 있다. 또한 5.2GB까지 데이터 저장이 가능한 제품도 나와있지만 다른 저장장치에 비해 일반사용자에게 널리 보급되지는 못했다. 하지만 데이터 안정성이 높아 전문가나 기업에서 정보저장과 백업용으로 주로 사용된다.

MO 디스크는 3.5인치 플로피 디스크와 크기는 거의 같지만 두께가 약간 두껍다. MO 디스크에는 자기장에 반응하는 자성체가 코팅돼 있는데, 정보를 기록할 때는 자기장을 걸어주면서 레이저를 쪼여준다. 이렇게 되면 레이저가 닿은 부분은 온도가 상승하면서 자화 방향이 역전되고 자성체의 배열이 달라진다. 이렇게 배열이 달라진 부분은 그렇지 않은 부분과 빛의 반사 각도가 달라지는데, 약한 레이저를 발사해 이런 편광면의 차이를 검출하는 방법으로 데이터를 읽는다.

디지털 오디오용으로 사용되는 2.5인치 크기의 MD(Mini Disc) 역시 MO와 비슷한 방법으로 기록과 재생을 하는 광자기디스크를 사용한다. 다만 MO가 주로 컴퓨터용 데이터 저장용으로 MD는 음악과 같은 디지털 오디오용으로 주로 사용된다는 점이 다르다.

충격과 먼지에 강한 플래시드라이브

반도체 기술이 발달하고 가격이 저렴해지면서 플래시램과 같이 전력이 공급되지 않아도 기록이 보관되는 메모리를 이용한 저장장치도 각광을 받고 있다. 플래시메모리 형태의 저장장치는 PDA, 디지털 카메라, 디지털 녹음기, MP3 플레이어 등과 같이 적은 전력 소모와 가볍고 작은 크기를 필요로 하는 휴대용 디지털 기기에 꼭 필요하다.

이러한 플래시램 형태의 저장장치는 인터페이스 형태나 내부 구조, 사용하는 전압, 크기 등에 따라 몇가지 종류가 있다. 우선 PCMCIA 형태의 플래시메모리 카드는 PC카드 슬롯을 가진 노트북이나 PDA에서 사용할 수 있고, 1.2GB 정도의 대용량 제품까지 개발돼 있다. 보통은 1백MB 미만의 용량을 가진 제품들이 많이 사용된다. 이보다 크기가 1/3 정도로 작은 콤팩트플래시 메모리는 두께에 따라 타입Ⅰ(1.7mm)과 타입Ⅱ(3.3mm)로 구분된다.

스마트미디어는 두께가 약 0.76mm에 무게는 2g 정도로 콤팩트플래시보다 작고 가벼운 것이 특징이다. 내부적으로는 콤팩트플래시는 장치를 관리하는 컨트롤러가 내장된 데 비해 스마트미디어는 컨트롤러가 내장돼 있지 않은 차이가 있다. 스마트미디어는 용량에 따라 사용하는 전압이 5V인 것과 3.3V인 것이 있기 때문에 구입할 때 주의해야 한다. 콤팩트플래시나 스마트미디어는 디지털 카메라나 MP3 플레이어용 메모리로 가장 널리 사용되며, 보통 32-64MB 용량의 제품이 사용하기 무난하다.

또다른 종류로 일반 PC용으로 개발된 플래시메모리 형태의 저장장치도 있다. 썸 드라이브 또는 USB 드라이브라고도 불리는 이 저장장치는 PC의 USB 포트에 간단히 연결해서 사용할 수 있으며, PC에 연결되면 마치 이동식 드라이브처럼 인식된다. 특히 핫플러깅을 지원하는 USB 인터페이스를 사용하기 때문에 PC가 켜져 있어도 자유롭게 설치하거나 제거할 수 있다.

이 밖에 산업용이나 특수용도로 사용되는 플래시드라이브라는 저장장치가 있다. 내부적으로는 플래시메모리를 사용하지만 제품 모양이나 인터페이스가 하드디스크와 거의 동일해 플래시디스크라고도 불린다. 충격이나 진동, 먼지 등이 심해서 하드디스크를 저장장치로 사용하기 힘든 경우에 주로 사용되며, 하드디스크처럼 디스크가 회전하지 않아 소음이 전혀 없는 장점이 있다.