[하드웨어]

HDD의 PMR과 SMR 그리고 CMR에 대하여

 
글쓴이 : 마크로스 날짜 : 2020-09-19 (토) 03:03 조회 : 1096 추천 : 11  

목차


1. 들어가면서

2. 용어 설명 및 특징

3. 중간 정리

4. HDD 제조사의 용어 구분

5. 마치며

6. 부록


1. 들어가면서


SMR 방식이 나오고 널리 보급되면서 PMR과 SMR을 구분하는 글 및 문의글들이 종종 눈에 띕니다.


그리고 흔히 PMR에 반대(?)되는 방식으로 SMR이 이야기되어지고 이건 일반 유저 및 블로그뿐 아니라 IT 매체(특히  ilovepc..) 나 일부 상품설명에서조차 그런식으로 쓰이고 있는 경우도 있는데요.


또 한편으론 다른 블로그나 가격비교사이트 HDD 제품설명, 상품의견, IT 매체 기사등을 보면 PMR SMR 뿐만 아니라 CMR등도 언급되어 있고 다른 설명이 되어있는 경우도 있어서 혼란스러운 경우도 있을겁니다.


그래서 한번 정리해 봤습니다.




본문에 들어가기 앞서 결론부터 말하면


PMR이나 SMR이나 모두 PMR 방식입니다.(PMR이 PMR인건 당연하겠죠.)


PMR: Perpendicular Magnetic Recording( 수직 자기 기록 방식)

SMR:  Shingled Magnetic Recording(기와식 자기 기록 방식)

CMR: Conventional  Magnetic Recording(기존의 일반적인 기록 방식)


SMR이나 CMR이나

둘 다 수직 기록하는 방식인 PMR이지만

추후에 나와서 보급된 SMR 방식에 대해서 

전통적인.. 즉 원래 쓰이던 방식이라는 뜻에서 CMR이라고 칭하는 것입니다. 





다나와 용어 설명




2. 용어 설명 및 특징



1. LMR(수평 자기 기록방식, Longitudinal Magnetic Recording)






Toshiba 자료




현재의 PMR 기록방식 전(前)에 쓰이던 방식


LMR은 플래터 표면에 자기 입자들을 수평으로 배열해 데이터를 기록하는 방식


장점은 구조가 간단해 하드디스크 제작에 용이

단점은 데이터 밀도가 낮아 저장용량을 끌어올리기가 쉽지 않았는데 컴퓨터가 발전함에 따라 저장할 데이터도 커진 것을 생각하면 매우 큰 단점. 

온도의 변화에 취약해서 데이터가 소실될 수 있는 문제( 초상자성 한계 현상) 를 가지고있는 기록 방식



2.  PMR( 수직 자기 기록 방식,  Perpendicular Magnetic Recording)





Toshiba 자료



현재 대중적으로 쓰이고 있는 방식.


오래전부터 일본 대학과 미국 산학등에서 연구되었고, 플로피 디스크에도 도시바등에 의해 발표되거나, 쓰였지만

HDD 최초의 PMR 방식은 2005년 도시바에 의해 상용화되었다고 합니다.


플래터의 자성물질을 '수직'으로 배열해 기록 밀도를 높이는 방식


기존 방식에 비해 데이터 기록 밀도가 높아지면서 헤드가 같은 거리를 움직일 때 더 많은 자료를 읽고 쓸 수 있어 용량 뿐 아니라 성능 개선 효과도 이루어 냈고, 시게이트는 2006년 첫 PMR 하드디스크를 출시하며 전세대보다 약 30% 성능 개선을 이뤄냈음을 발표


LMR 방식은 자성 물질을 작게 만드는 방법이 연구되어 왔지만 크기를 줄일수록 자성 물질 내 저장 가능한 자화 에너지가 작아지고, HDD 동작 에 의한 열에너지 증가로 인한 열적 산란 현상, 기록된 정보 비트의 S극과 N극이 반발하는 방향으로 정렬하기 때문에 밀도를 높일수록 정보 기록 상태가 불안정해지는 반면


PMR은 S극과 N극이 위아래 방향으로 교대 배치되어 기록 정보의 보존에 유리한 것으로 알려졌으며, 히타치에 따르면 LMR방식은 10년 후 기록된 데이터의 무결성을 보장할 수 없는 반면 PMR 방식은 처음 기록 상태와 거의 차이없는 기록 상태를 유지


기존 LMR 방식의 문제인  온도의 변화에 취약해서 데이터가 소실될 수 있는 문제( 초상자성 한계 현상 )에서도 상대적으로 유리하다는게 장점.



3.  SMR (기와식 자기 기록 방식.   Shingled Magnetic Recording)


2013년경 데스게이트 시게이트에 의해 발표되었으며, 현재의  혼란스러운 용어 구분과 SMR HDD를 기피하는 현상을 만들어낸 주인공..




마치 기와를 쌓듯 겹쳐서 기록한다고 해서 붙은 명칭.




전통적인 CMR 방식

데이터를 기록하는 공간인 트랙과 트랙사이에 가드공간이 있어 데이터의 독립성과 안전성을 확보.



SMR 방식


이전까지의 데이터 저장 방식은 데이터를 기록하는 공간인 트랙을 각각 독립적으로 구성했지만

 SMR은 데이터 트랙의 일부를 기왓장처럼 겹쳐서 저장

트랙이 겹치는 공간에 더 많은 데이터를 저장할 수 있기 때문에 CMR 방식 이상으로 데이터 기록밀도를 높일 수 있다.

읽기 헤드를 쓰기 헤드보다 더 작게 만들 수 있기 때문에 나온 방식


하지만 SMR은 잘 알려지고 중요한 단점인 

여러 개의 트랙을 묶어서 관리하기 때문에 읽기 동작에서는 큰 문제가 없지만 

쓰기 동작에서는 묶은 트랙을 전부 순서대로 다시 써야 하므로 데이터를 수정하는 재쓰기 동작에서 속도가 많이 떨어지고

데이터가 겹쳐지는 과정에서 저장된 데이터가 사라지는 경우도 발생 가능.

또한

겹쳐지고 밀도가 높기 때문에 물리적 충격, 갑작스런 전원꺼짐등으로 인한 배드섹터등 발생시 

더 많은 데이터 소실 가능성과 그만큼 복구 비용도 더 크게 들 수 있다는 단점.



시게이트는 SMR을 발표하면서 SMR의 장점 중 기록 밀도와 용량 증가를 강조했지만


기존 CMR 방식으로도 계속 용량증가를 이루어내서 현재는 10TB를 훌쩍 넘겨서 무려 18TB짜리 WD의 DC HC550 제품도 있는 상태에서


시게이트 및 기타 다른 HDD 제조사들까지 몇테라짜리 저용량 HDD에도 SMR 방식을 내놓는것을 보면 단가절감 목적이 부각되고 있는 상황


SMR 방식임을 명시하고 그에 맞는 용도로 좀 저렴하게 구매하는 경우면 몰라도

SMR임을 제대로 표기하지 않거나, 용도에 적합치 않은듯한데도 절감 때문인지 SMR 적용하거나

같은 라인업인데도 용량에 따라 어떤건 SMR 어떤건 CMR 이래서 혼란을 주어 서 문제되는 경우도 일어나고 있죠.




3. 중간 정리


여기까지 정리하면


LMR 방식이 예전에 쓰였었고


용량 증가의 어려움 및  데이터 소실 우려등의 문제


PMR 방식이 나왔고


추후, 기존 PMR 방식보다 더 용량증가에 용이하고 비용이 절약된다는 SMR 방식이 다시 나오며 용어의 혼란이 생겼는데



PMR에 대비되는 개념이 SMR이 아니고


SMR도 PMR 방식이고 기존 PMR 방식은 CMR이라 구분된다.




나무위키 설명





제가 힘들게(?) 파워포인트로 작성한 자료입니다. :)




4. HDD 제조사의 용어 구분




SMR의 창시자 시게이트 역시 CMR과 SMR로 구분하고 있습니다.




이 자료는  WD 제품의 표기 구분. 역시 CMR과 SMR로 구분하고 있습니다.



5. 마치며


요즘 2.5인치 외장하드는 작은 사이즈의 폼팩터의 한계는 있고 데이터는 계속 고용량화 되어가고 있으니
전부는 아니지만 SMR을 많이 사용하고 있지요(물론 절감의 목적도..)

3.5 같은 경우는 CMR로도 훨씬 더 큰 용량도 가능한데도 저용량에까지 SMR이 침투되고 있죠.


SMR 방식이 나오면서 기피하고 욕도 많이 먹지만

무조건 나쁜 방식이라고는 하기만은 힘들고

제조사에서 정확하게 밝히고, 가격도 그에 맞게 내놓고 용도 또한 맞는 용도로 사용하면 그래도 선택할 여지는 있다고 생각합니다.

자주 빈번하게 쓰기 수정작업이 이루어지는 용도보다는
한번 중요한 자료를 저장해놓고 최대한 그대로 보관하는 콜드 데이터용등으로 말이죠.

그리고 위에서 말한대로 밀도가 높고 겹쳐쓰는 특성상 충격을 받으면 더 많은 데이터 손실이 일어날 가능성이 크기 때문에
최대한 물리적, 전기적 충격으로부터 안전이 보장된 장소에서 사용하는것이 현명하겠죠.

개인이나 기업이나 말이죠.


물론 전 CMR 방식을 선호하고 많은 분들 역시 그렇겠지만

SMR 방식 또한 나온지가 좀 되어가고
각 회사들마다 계속 연구개발하고 단점등을 보완하면서 점점 더 나아지리라고는 생각합니다.


6. 부록


이밖에도 용량과 발열 제어, 성능등을 높이기 위해 여러 시도를 하고 있죠.





하드에 헬륨을 넣는다거나




자기 기록 방식의 기록 물질보다 작은 크기(높은 밀도)의 기록 물질에서 더 안정적인 새로운 물질에 열을 가해 기록하기 쉽게 만들면서 기록 밀도를 대폭 높일 수 있는 방식이라는 

시게이트의 HAMR (Heat-assisted magnetic recording)




한편, WD에서는 2017년 10월 시게이트의 HAMR에 대응해 자체적으로 고용량 하드디스크 구현을 위한 MAMR(Microwave Assisted Magnetic Recording) 기술을 발표
마이크로웨이브 발생시 이용하는 스핀 토크 오실레이터(spin torque oscillator)를 이용해 안정성을 희생하지 않고도 고밀도 구현이 가능하다고 함.  

WD는 MAMR 기술을 통해 2025년 40TB, 시게이트는 HAMR 기술 기반으로 2023년 40TB 구현을 목표로 하고 있는데, WD는 자사의 MAMR 기술이 PMR 방식과 유사해 신뢰성과 비용면에서 유리하다는 주장을 펴고 있다고 합니다.


-끝-


참고 자료:


1. 하드디스크(HDD) 저장 방식 LMR, PMR, CMR, SMR 정리 
https://rootblog.tistory.com/89


2. WD 공식 - SMR 방식의 하드디스크 모델 정보 공개
https://rootblog.tistory.com/248?category=695627


3. WD, HDD 제품 중 SMR 방식 적용 모델 공개

https://m.post.naver.com/viewer/postView.nhn?volumeNo=28104786&memberNo=11608918&vType=VERTICAL


4. PMR부터 HAMR까지  HDD 용량 확장 어디까지 갈까?

https://m.post.naver.com/viewer/postView.nhn?volumeNo=12192242&memberNo=11608918&vType=VERTICAL


5. 씨게이트, 차세대 SMR 방식 하드 드라이브 출하


6. 용량의 장벽을 허무는 Seagate SMR(Shingled Magnetic Recording) 


7. On WD Red NAS Drives


8. 어느 드라이브에 어떤 기술이 있습니까?

https://www.seagate.com/kr/ko/internal-hard-drives/cmr-smr-list/


9. 10 테라 시대 연 씨게이트 10TB HDD, 무엇이 달라졌나?

http://www.betanews.net/article/641181


10. 다나와 HDD

http://prod.danawa.com/list/?cate=112763


11. 나무위키 HDD

https://namu.wiki/w/하드%20디스크%20드라이브


12. Perpendicular recording

https://en.wikipedia.org/wiki/Perpendicular_recording


13.  https://web.archive.org/web/20090414064812/http://www.toshiba.co.jp/about/press/2004_12/pr1401.htm


14. https://chording5.tistory.com/95   LMR, PMR등 자료 이미지 참고


15.  https://www.computerbase.de/2020-07/western-digital-ultrastar-dc-hc550-18-tb-hdd-eamr/


16.  LMR에서 PMR, SMR까지! HDD 기록 방식, 어떻게 달라졌을까?

    http://www.ilovepc.co.kr/news/articleView.html?idxno=31873


17. WD Red HDD, SMR 방식 Red와 CMR의 Red Plus로 구분

   https://m.post.naver.com/viewer/postView.nhn?volumeNo=28629992&memberNo=11608918&vType=VERTICAL


18. 기와식 자기 기록 방식(SMR)은 무엇인가?... Shingled Magnetic Recording (SMR)?  

    https://blog.naver.com/amellowtea/221089275300


19. PMR 외장하드 모음

     https://rasdin.tistory.com/182


20.  https://en.wikipedia.org/wiki/Heat-assisted_magnetic_recording


21. 외장 HDD

     https://namu.wiki/w/외장%20HDD?from=SMR#s-6

 [나눔이벤트] 포인트 응모 베타테스트 (48) 

듀포른 2020-09-19 (토) 05:48
WD 8테라 외장 하드를 싸게 구입해서 안에 하드만 적출해서 내부 하드로 많이 쓰져

요즘은 10테라 외장하드도 많이 쓰이니.. ㅎㅎ

아마존에서 쿠폰 먹이고 잘 사면 8테라 외장 하드는 15만원 선에서 구입이 가능하져..
워트호그 2020-09-19 (토) 08:44
이모 여기 스스디 하나요~
하드늠 이제 뭔말인지 암것도 모르겠어요
붉은해적 2020-09-19 (토) 10:24
하드 살 때 PMR인지 확인하고 사야죠
SMR은 극혐

SMR(PMR)이라는 표기는 솔직히 말장난 같습니다.

결론은 시게이트 개갞끼
     
       
낸들아리 2020-09-19 (토) 17:44
SMR(PMR) 이란 표현은 맞습니다.

기록방식에 대해선 LMR ↔ PMR 과

CMR ↔ SMR 로 구분됩니다.

CMR과 SMR 은 모두 PMR 방식을 따릅니다.
완냐 2020-09-19 (토) 11:05
3.5인치 규격의 SSD는 100TB 짜리도 나왔는데 가격이 40000$ 긴 하지만 ㅋ
HDD는 아직 20TB가 최대 용량 
낸드 가격만 계속 떨어 질 수 있다면 개인용 컴에 페타 바이트 용량을 구성 하는 것도 가능 할 텐데.
까단 2020-09-19 (토) 21:55
PMR 방식만이 존재할때는 상관 없었지만 SMR 또한 PMR에 기반한 기술이고 수직이기 때문에 용어 혼동을 피하기 위해서 CMR이라는 용어가 만들어졌고 그 용어를 써야된다는 소리군요.
SSD도 MLC의 M이 멀티라서 TLC, QLC 같은 걸 3bit, 4bit MLC 등으로 불러서 헷갈리게하고 헷갈리시는 분들이 있더라구요.
DUEz 2020-09-21 (월) 11:51
cmr배우고 갑니다


에스카노르 2020-09-21 (월) 13:48
와.. 정보 감사합니다
ScarCity 2020-09-22 (화) 21:51
수박 겉 핥기로만 알고있었는데 좋은 정보 감사해요^^
강생이똥꼬 2020-09-23 (수) 10:53
안정성은 CMR이 가장 좋은 건가요?
     
       
글쓴이 2020-09-23 (수) 17:02
안정성, 속도(수정 재쓰기)면에서 좋죠.
          
            
강생이똥꼬 2020-09-23 (수) 17:14
근데 비싸군요..........흑흑...
   

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