하드디스크 원리

Hard Disk Drive

줄여서 Hard Disk 또는 HDD, 하드라고도 한다. 하드 디스크 드라이브(Hard disk drive, HDD), 하드 디스크(hard drive), 고정 디스크(fixed disk)는 비휘발성, 순차 접근이 가능한 컴퓨터의 보조 기억장치이다.

비휘발성 데이터 저장소 가운데 가장 대중적이고 용량 대비 가격이 가장 저렴하다. 다만 예로 LTO6 이상의 테이프는 단품 가격이 HDD보다 저렴하다. 3테라에 2만 원 정도이다. 사실 압축 여부나 기타 다른 여건에 따라 달라질 수도 있다. 다만 전용 드라이브 가격이 비싸다. 고정비용이 비싸기 때문이다. 테이프가 HDD보다 저렴한 건 전용 드라이브를 보유하고 있거나, 테이프를 구입함으로써 얻는 비용절감의 가격차가 테이프 드라이브 한 대와 맞먹어야 한다. 그 당시에는 최신 테이프 드라이브는 수백만 원을 호가한다. 그래서 기기 하나를 들여놓으면 소용량의 백업을 하지 않으면 손해를 볼 수도 있다. 구글이나 기타 클라우드 업체에서는 백업용으로 자기 테이프를 사용하여 비용을 아끼고 있다. 데이터가 손실될 경우 어떤 제조사에서도 책임지지 않는다. 따라서 중요한 자료는 다른 곳에 백업을 철저히 하자. 데이터 복구에는 HDD 구입가의 수십, 수백 배 이상의 비용을 지불해야 한다. 시게이트에서 판매하고 있는 Rescue and Replace 옵션도 결국 시게이트의 자체적인 복구 공장을 저렴하게 이용하는 일종의 보험일 뿐이다.

원래 이름은 자기 디스크(Magnetic Disk Drive, MDD)였는데, 나중에 마찬가지로 자기를 이용하는 플로피 디스크(Floppy Disk Drive, FDD)가 나오면서 구분을 위해 딱딱한 디스크라는 뜻으로 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive)로 바꿨다. 플로피는 디스크 드라이브에 삽입하는 기록 매체인 디스켓이 팔랑팔랑하다는 의미이다. 요새는 FDD가 거의 사용되지 않기 때문에 솔리드 스테이트 드라이브(Solid State Drive, SSD)에 대립되는 명칭으로 받아들여진다.

HDD 인식 원리

자기장의 원리로 자성 물질이 있는 원판(=알루미늄 또는 유리 원판)에 자기를 정렬하는 원리로 기록하고 지운다. 그렇기 때문에 HDD위에 자석을 흔들어 대면 정보가 다 날아가며, HDD 자체가 작동 불능이 된다. 아니 어차피 원판 위의 정보만 날아가는 것 아닌가? 하는 생각을 할 수 있다. 그럼 왜 HDD 자체가 아예 작동 불능이 되어버리는가 하니, 공장 초기 상태의 HDD 내부에는 아무 정보도 없는 게 아니라 LBA 섹터 번호 같은 각종 관리 정보가 섹터와 섹터 사이에 기록되어 있다. 그래야만 원판 위의 데이터의 위치를 찾을 수가 있기 때문인데 그래서 자석으로 망가진 HDD는 제조 공장에서 복구하지 않는 한 되살릴 수 없게 된다. 물론 기본적으로 금속 케이스가 어느 정도 자기 차폐를 해주기 때문에 일반 페라이트 자석이나 가정에서 구할 수 있는 자석 수준으로는 데이터가 손상되지는 않겠지만 공장이나 MRI 등 대형 모터나 전자석이 사방에 널려있는 환경이라면 매우 주의해서 다뤄야 한다. 그러한 환경에서는 HDD가 아닌 SSD 같은 다른 저장장치를 사용하는 것이 안전하다. HDD와 SSD를 장착시킨 노트북 컴퓨터에 네오디뮴 자석을 접촉시킨 실험 영상을 참고해보면 알 수 있다. 영상에서는 SSD는 자기장으로부터 안전하다. 그냥 원리 상 자기장으로 SSD의 데이터가 손상될 수가 없다고 봐도 무방하다. HDD는 모터에 의한 플래터의 회전에 따라 헤드가 데이터를 읽어서 HDD의 컨트롤러에 데이터를 보내 처리하는 구조이다. 어떻게 보면 2차원 저장 매체이다. 참고로 테이프는 1차원 매체에 속한다. SSD는 2차원과 3차원 사이의 어딘가에 위치한다. SSD는 전자를 이용한 전자적 매체이며, 일부 SSD는 3차원 구조로 만든 반도체를 사용하고 있기 때문이다. 물리적으로 작동하므로 중고 구입이 가장 비추천되는 제품이기도 하다.

첫째로는 요즘은 하드디스크 자체가 워낙에 내구력이 좋아져서 보증 동작 시간이 100만 시간을 넘기는 HDD가 많기 때문에 동작 시간 자체가 문제가 되는 건 아니지만 기계식 저장장치의 한계 때문에 험하게 사용하면 사용할수록 고장 가능성이 기하급수적으로 올라간다는 점이 문제가 된다. 헤비업로더/다운로더의 P2P, 토렌트용으로 사용하면 더욱 그렇다.

그리고 두 번째로, 저장장치는 개인에게 있어서 무엇보다도 중요할 데이터를 저장하고 보존하는 아주 막중한 임무를 수행하는 장치이기 때문에 저장장치의 고장은 경우에 따라 개인이 감당하기 어려운 엄청난 시간적, 경제적 손실을 야기할 위험이 있다. 컴퓨터의 다른 장치들이야 고장이 터진다 한들 미련 없이 바꾸면 그만이지만 데이터는 그렇지 않기 때문에 저장장치만큼은 절대적으로 중고 구입을 추천하지 않는다. 업무 특성상 세계에서 HDD를 가장 많이 쓰는 구글의 연구에 따르면, 첫 6개월을 버틴 HDD는 제조사와 관계없이 최소한 3년은 무난하게 버틴다고 한다. XT-AT 시절에서는 "파킹"이라 불리는, HDD의 헤드를 파킹 존이라는 특수 트랙으로 되돌리는 유틸리티를 사용하지 않고 전원을 꺼버렸다가는 플래터를 긁어먹는 일이 많이 발생했다. HDD의 헤드는 플래터의 고속 회전에 의해 생기는 바람 위로 날면서 동작하는 구조이기 때문에 플래터의 회전이 늦어지면 헤드가 플래터 표면에 닿게 된다. 이때 헤드가 파킹 존에 있지 않으면 헤드가 플래터 표면을 긁어버려 플래터 표면 손상은 물론 헤드가 박살 날 가능성까지 있는 것이다. 물론 요즘 HDD에서 파킹 유틸리티 사용은 삽질이다. 전원을 끔과 동시에 오토 파킹이 실행되기 때문에 파킹 유틸리티가 필요 없다. 제조사에 따라서는 램프 로드/언로드라는 기술을 사용해 헤드를 아예 플래터에서 치워버리는 파킹 방법도 사용한다. HDD가 돌아가던 관성(운동 에너지)을 활용해 자체 발전을 해서 헤드를 치우기도 한다.