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WD 최고 등급 Gold 시리즈를 대체하는 ‘Western Digital 4TB Ultrastar DC HC310’256MB 버퍼로 성능 향상… 안정성과 신뢰성은 높이고 TCO는 낮춰
이준문 기자  |  jun@newstap.co.kr
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승인 2018.12.09  13:49:41
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1956년 세계 최초의 하드디스크 드라이브(이하 HDD)가 IBM에 의해 개발되었다. 이후 IBM HDD 사업부는 최초의 HDD 개발 기업 답게 관련 특허를 다수 내놓으며 기술 중심으로 HDD 시장을 이끌었다. 2003년 IBM HDD는 히타치에 의해 인수합병 되었으며, 우리에게 익숙한 HGST(Hitachi Global Storage Technologies) 브랜드로 시장에 계속 제품을 공급했다. 주인은 바뀌었지만 기존에 IBM이 생산하던 데스크스타(Deskstar), 트래블스타(Travelstar) 등 제품은 그대로 나왔다. 요즘은 성능, 속도보다 데이터의 안정성이 중요시되는 추세인데, 클라우드 스토리지 기업인 ‘BackBlaze’가 발표한 통계 자료에서 주요 HDD 제조사 중 HGST가 가장 높은 신뢰성을 보여주는 것으로 나타나 뜨거운 주목을 받았다. 가성비 보다는 안정성을 중시하는 고객 사이에서 믿고 구매하는 브랜드로 자리잡은 것.

2012년 3월에는 웨스턴디지털(이하 WD)이 HGST를 인수함으로써 경쟁 관계였던 두 브랜드가 하나의 식구가 되었다. HGST 브랜드를 계속 사용했지만 M&A에 따른 사업규모가 방대해지고, 여러 브랜드가 중첩되면서 일부 혼란과 함께 비효율적인 부분이 지적됨에 따라 WD는 최근 브랜드 통합 작업에 속도를 내기 시작했다. 그 결과로 HGST 시절 데이터센터 및 엔터프라이즈 HDD인 ‘울트라스타(Ultrastar) DC’ 시리즈가 WD의 최상위 라인업인 ‘골드(Gold)’ 자리를 대체하면서 WD 브랜드 최고의 HDD로 올라섰다.

   
▲ WD는 브랜드 통합 작업에 따라 최상위 라인업인 골드(Gold) 자리에 HGST 울트라스타 DC 시리즈를 올렸다.

HGST 대신 웨스턴디지털(WD)로 라벨링이 바뀐 ‘Western Digital 4TB Ultrastar DC HC310’도 기존 골드 라인업을 대체하는 WD 최고 등급의 HDD이다. 주인만 바뀌었을 뿐 IBM 시절부터 이어온 60년 넘는 HDD 기술의 역사를 고스란히 간직했으며, 최고의 신뢰성을 바탕으로 한 HGST 명성을 그대로 담았다. 읽기 및 쓰기 성능은 업계 최고 수준으로 강력한 퍼포먼스를 내고 있으며, 200만 시간 MTBF 및 최대 550TB/Y에 이르는 워크로드를 자랑해 데이터 손실 걱정을 덜어준다. 높은 신뢰성을 자랑하듯 품질 보증 기간이 5년이나 되는 것도 특징 중 하나이다. 꼭 기업용이 아니더라도 데이터의 중요성이 요구되는 곳이라면 어디서든 안심하고 쓸 수 있는 HDD이다. 한편 ‘WD 4TB Ultrastar DC HC310 HDD’는 인터페이스에 따라 SATA와 SAS 모델 두 가지가 있으며, 기사에서는 SATA 모델을 다뤘다.

   
▲ Western Digital 4TB Ultrastar DC HC310

모델명

WD 4TB Ultrastar DC HC310 HDD

인터페이스

SATA 6Gb/s

용량

4TB

Max. areal density(Gbits/sq.in)

512e/4Kn: 782, 696 (4TB)
512n*: 753

Data buffer

256MB

Rotational speed

7200 rpm

Sustained Transfer Rate(MB/s, max.)

255MB/s

MTBF

2 million hours

POWER

+5V DC, +12V DC

idle(W, avg.)

5.9W
(Operating : 7.0W)

문의

에스지컴퓨터 02-3272-8296
www.sgnas.co.kr

WD HDD의 최고 라인업 ‘데이터센터 드라이브’에 통합된 ‘울트라스타 DC 시리즈’는 저장용량에 따라 세분화된다. 10TB부터 최대 14TB까지 저장할 수 있는 DC500 시리즈, 4, 6, 8TB 용량을 담당하는 HC300 시리즈, 1, 2TB 저장이 가능한 HA200 시리즈, 그리고 순차적 쓰기 작업에 최적화된 최대 15TB 대용량 HDD인 HC600 시리즈 등이 있다. ‘Western Digital 4TB Ultrastar DC HC310’은 HC300 시리즈 중 하나로, 경제적 용량을 바탕으로 빠른 속도와 높은 신뢰성을 제공한다.

   
 
‘Western Digital 4TB Ultrastar DC HC310’은 정전기와 습기로부터 제품을 보호할 수 있는 방지팩으로 밀봉된 상태에서 유통된다. 겉면에는 국내 정식 유통 제품임을 알 수 있는 정품 인증 스티커가 부착되어 있다. 사후 서비스를 받기 위해서 구매 후 정품 확인 스티커를 떼어내 HDD 표면에 붙이면 된다. 고성능/고품질 엔터프라이즈 제품 답게 5년이라는 넉넉한 보증 기간이 제공된다. 정품에 한해 HDD의 물리적 문제로 데이터 복구가 필요할 때 복구 비용을 할인 받을 수 있는 혜택도 제공된다.

   
 
   
 
최고 라인업의 엔터프라이즈 HDD이지만 외형상 기존 HDD와 다른 점은 없다. 모든 3.5인치 HDD가 다 그러하듯 규격화된 폼팩터를 따르고 있기 때문이다. 꼭 서버 환경이 아니더라도 일반 데스크톱PC와 가정용 NAS에도 쓸 수 있다. 안정적인 동작과 보호를 위해 메탈 바디를 사용했으며, 단단한 상판 커버는 내부 디스크를 보호한다. 상판 커버에는 제품 정보를 담고 있는 라벨이 부착되어 있다. 기존 HGST 대신 웨스턴디지털(Western Digital)이 상단에 인쇄되어 있으며, 하단에는 ‘Ultrastar Data Center Hard Drive’로 제품명이 명시되어 있다.

   
 
   
 
   
 
   
 
   
 
반대편에는 컨트롤러가 포함된 PCB가 장착되어 있다. 부품을 안쪽에 둬 노출을 최소화했다. 외부로부터 부품이 손상되는 것을 방지한다.

   
 
PCB 안쪽을 보면 ‘Avago 6097’ 메인 컨트롤러를 볼 수 있다. 모터 컨트롤러인 SMOOTH L7232’가 그 옆에 있다. 또한 256MB(2Gb) 버퍼 메모리를 위해 마이크론社 D9PTK 칩셋을 사용한 것을 확인할 수 있다.

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

   
 
제품을 좀 더 살펴보기 위해 PC에 연결했다. 윈도우의 디스크 관리 툴을 이용해 초기화를 해주고 나면 아래 그림과 같이 쓸 수 있는 용량이 나타난다. 다만 HDD 제조사와 윈도우에서 용량을 계산하는 방식이 달라 4,096GB(=4TB)가 아닌 3,726.01GB로 나타난다. 윈도우에서는 용량을 2진법으로 표기하지만 HDD 제조사는 10진법을 사용하기 때문에 나타나는 현상이다. 예를 들어 1GB를 십진수로 변환하면 1,000MB이지만 이진수로 표시하면 1024MB가 된다. 따라서 HDD 제조사는 10진수에 맞춰 4TB(4,000,768,323,584Byte) 용량을 채우고, 윈도우에서는 이를 2진수로 표현해 용량이 줄어든 것처럼 보인다. 또한 여기에는 시스템 영역, 파티션 분할에 따른 공간 등으로 실제 쓸 수 있는 용량은 더 낮게 표시된다. 이는 업계에서 줄곧 써 온 관행으로 타사 제품도 마찬가지이다.

   
 
   
 
가격의 합리성 내세운 4TB 용량
저장할 수 있는 공간은 4TB이다. 저장공간은 크면 클수록 좋지만 그만큼 비용이 증가하므로 용도에 맞춰 구매하는 것이 중요하다. 두 배 용량인 8TB Ultrastar DC HC320의 경우 인터넷 최저가 기준 30만원대 중반인 반면, 이 제품은 10만원대 후반에 구매가 가능하다.

4TB에는 720p 동영상의 경우 약 1600편(1편당 4GB 기준) 가량 저장할 수 있다. 용량이 5MB인 고화질 사진은 80만장까지 담을 수 있으며, 1곡에 10MB 용량으로 구성된 고음질 MP3 음악파일은 40만곡이나 담을 수 있다. 데이터 백업용으로 쓰기에 부족함이 없다.

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 일반 제품보다 캐시 용량이 더 큰 256MB 버퍼 메모리를 사용했다. HDD의 데이터 입출력 속도를 높여주므로 사용자의 체감 속도는 더욱 향상된다.

   
▲ CrystalDiskInfo로 본 HDD 정보. 7200rpm으로 동작하는 것을 알 수 있다. 한편 WD로 브랜드가 통합된 WD 최고 라인업 HDD이지만 내부적으로는 HGST로 남아 있다.

7200rpm과 256MB 버퍼로 성능을 끌어올리다
HDD 테스트에 사용되는 몇 가지 벤치마크 툴을 이용해 실제 성능을 살펴봤다. 먼저 CrystalDiskMark를 이용해 읽기 및 쓰기 성능을 측정해봤다. 연속 읽기/쓰기(Seq) 작업에서 최대 속도는 모두 230MB/s를 넘었다. 일반적인 엔터프라이즈용 HDD가 200MB/s 정도인 것을 감안하면 10~15% 가량 향상된 퍼포먼스를 보여준다. 물리적인 동작 방식으로 인해 SSD 속도를 따라갈 수는 없지만 SATA 인터페이스 기반의 보급형 SSD에 맞먹는 속도를 나타내고 있다.

   
▲ rystalDiskMark 테스트 결과

HD Tune Pro를 이용해 속도를 측정해 봤다. 우선 읽기 속도이다. 최대 231MB/s에 이르는 전송속도를 보여주고 있다. HDD의 원형 디스크 엑세스는 바깥 쪽에서 안쪽으로 진행되며, 회전하는 플래터(디스크)의 특성상 안쪽으로 갈수록 속도는 떨어진다. 따라서 최저 전송 속도인 안쪽 읽기 속도는 104.6MB/s를 나타냈다. 평균 전송속도는 약 177.5MB/s로 우수한 편이다.

   
▲ HD Tune Pro 읽기 테스트 결과

쓰기 속도도 비슷하게 나타났다. 230MB/s에서부터 시작해 점차 낮아졌다. 최저 전송 속도는 97.3MB/s이며, 평균 속도는 176.2MB/s로 나타났다.

   
▲ HD Tune Pro 쓰기 테스트 결과

탐색 시간도 매우 양호하다. 읽기의 경우 약 10.1ms, 쓰기는 0.434ms로 나타났다. 흩어져 있는 데이터를 동시 다발적으로 액세스하더라도 빠른 속도로 탐색, 전송한다.

파일 크기당 전송속도를 볼 수 있는 Atto Disk 툴을 이용해 속도를 재 봤다. 4KB부터 64MB에 이르는 파일까지 쓰기, 읽기 대부분 230MB/s에 이르는 속도를 보였다. 동영상, 음악과 같은 멀티미디어 데이터는 단위 파일당 크기가 크므로 용량이 큰 데이터도 빠르게 읽고 쓸 수 있음을 짐작할 수 있다.

   
▲ Atto Disk 테스트 결과

저발열로 안정적 상태 유지… 소음도 거의 없어
필수적으로 동반되는 발열은 안정적인 동작을 방해하는 요소이다. 이 제품은 효율적 전력 관리로 발열을 낮춰 다수의 HDD가 365일 24시간 동시 구동되는 데이터 센터 환경에서도 문제가 없도록 했다.

HDD의 발열 상태를 직접 확인해 보기 위해 위에서 언급한 각종 HDD 벤치마크 툴을 연속으로 실행시킨 후 CrystalDiskInfo로 온도를 살펴봤다. 실내 온도가 25도인 테스트 장소에서 지속적으로 측정해봤지만 40도가 최대치로 나타났다(테스트 환경에 따라 다르게 나타날 수 있다). 비슷한 조건에서 45~50도를 오르내리거나 심지어 50도가 넘어가는 일반 HDD와 비교하면 제법 낮은 수치이다.

   
 
동시에 열화상 카메라로 HDD의 표면 온도를 측정했다. 라벨이 부착된 커버 부분은 최대 34도로 측정되었다. 기판이 있는 뒤쪽은 칩셋이 부착된 PCB 부분이 46도까지 올라가 최고 기록을 보였다. 50도가 훌쩍 넘는 다른 제품과 비교하면 이 또한 매우 양호한 상태라 할 수 있다.

   
▲ 라벨이 있는 전면부 열화상 이미지

   
▲ PCB가 있는 후면부 열화상 이미지

소음도 거의 없다. 과거 IBM HDD 시절 특유의 딸깍하는 소리가 불량으로 오인되는 등 소음 문제를 안고 있었으나 지금은 헤드 이동에 따른 약간의 소리만 들릴 뿐 실생활에서는 소음을 인지하기 어려울 정도로 대폭 개선되었다. 특히 NAS 인클로저나 PC케이스에 장착하면 이마저 거의 들리지 않는다. 객관적 평가를 위해 idle 상태와 벤치마크 툴을 이용해 Random Access 상태에서 각각 소음을 측정해 봤다. 측정은 스마트폰 소음기 측정 앱을 사용했으며, HDD와 약 10cm 간격을 두고 진행했다.

   
 
테스트 결과 idle 상태에서는 36dB~37dB(주변 소음 포함) 사이에서 소음계가 움직였다. 헤드 이동이 발생되는 Random Access 상태에서는 39~40dB를 나타나 헤드 소음이 거의 없음을 알 수 있다. 도서관과 같이 매우 정숙한 분위기에서나 인지될 뿐 일상에서는 거의 알아채기 어려울 정도로 소음은 낮게 나타났다.

엔터프라이즈 환경을 고려한 첨단 기능 적용
웨스턴디지털의 최고 라인업인 울트라스타(Ultrastar) 제품군에 걸맞게 신뢰성도 매우 우수하다. 엔터프라이즈 HDD의 극한에 가까운 구동 환경을 고려해 안정적으로 데이터를 지켜낼 수 있도록 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 서버 시스템의 경우 각각의 HDD에서 발생되는 작은 진동이 경우에 따라 증폭되어 공명 현상처럼 더 큰 진동을 만들어낸다. 이는 소음을 유발시키고, 시스템의 안정성을 떨어뜨리며, 결국 고장이나 성능 저하를 일으키는 원인이 된다. 이 제품은 이와 같은 문제를 사전에 차단하기 위해 회전진동을 감지하는 Rotational Vibration Safeguard(RVS)를 적용했다. HDD의 기판에 진동센서를 부착, 진동이 감지되면 헤드의 위치를 제어하는 액츄에이터를 조절함으로써 성능에 문제가 없도록 했다.

   
▲ 기존 방식의 feedback head position controller(좌) / RVS가 적용된 feedback head position controller(우)

보안을 위해 자체-암호화 드라이브(Self-encrypting drive: SED)와 ISE 기능도 들어갔다. 기존 HDD의 경우 기존 데이터를 완전히 삭제하기 위해서는 새 데이터를 덮어써야 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 암호화되거나 또는 해제된다. 만일 사용자가 ISE를 실행시키면 HDD는 내부 암호키를 삭제함으로써 모든 데이터를 읽을 수 없게 만든다. 따라서 매우 효과적인 방법으로 HDD를 초기화할 수 있다.

신뢰와 안정성이 요구되는 엔터프라이즈 환경을 고려, 연간 최대 550TB의 작업부하를 처리할 수 있도록 설계했으며, 200만 시간에 이르는 평균 무고장 사용시간(MTBF)은 타 HDD와 비교해 높은 신뢰성을 자랑한다. 게다가 5년에 이르는 보증까지 제공되어 소비자는 더욱 안심하고 쓸 수 있다. 고밀도를 구현하기 위해 수직 자기기록 방식(PMR, Perpendicular Magnetic Recording) 방식을 사용했다. 기존 평면형 기록방식(LMR, Longitudinal Magnetic Recording)의 한계를 뛰어넘는 기술로, 2005년 HGST가 처음 도입했다. 면에 2차원 형태로 기록하는 LMR과는 달리 수직(3차원)으로 자성물질을 배열함으로써 기록밀도를 향상시켰다. 헤드가 같은 거리를 지날 때 더 많은 데이터를 읽고 쓸 수 있다. 또한 여러 프로그램을 동시 다발적으로 실행하는 컴퓨팅 환경을 고려하여 DSA 기술을 넣었다. Dual Stage Actuator의 약자인 DSA 기술은 마치 손목으로 대략의 위치를 잡고, 손가락에 의해 펜의 움직임을 정확하게 제어하는 것과 비슷한 2단계 방식으로 구동되어 정밀성을 향상시킨다. 멀티태스킹 환경에서 데이터 처리시 정밀도를 향상시켜 더욱 향상된 속도를 체감할 수 있다.

   
▲ 일반 HDD의 Single Stage Actuator와 울트라스타 HDD의 Dual Stage Actuator 비교

이처럼 ‘Western Digital 4TB Ultrastar DC HC310 HDD’는 세계 최초로 HDD를 개발하고, 60년이 넘는 역사를 지닌 기존 HGST의 기술력을 바탕으로 웨스턴디지털(WD)의 최고 라인업인 골드 자리를 울트라스타(Ultrastar)로 대체함으로써 다시금 HDD의 끝판왕을 확인시켜주고 있다. 더 빠른 성능에 더욱 높은 신뢰성을 필요로 한다면 검토해 볼 필요가 있으며, 꼭 기업 환경이 아니어도 데이터의 중요성이 요구되는 곳이라면 어디서든 안심하고 쓸 수 있는 HDD이다.

한편 웨스턴디지털은 통합 브랜드로 새롭게 출시된 엔터프라이즈용 하이엔드 HDD인 울트라스타 DC HC310 4TB / DC HC320 한국 출시를 기념해 기존 NAS 모델을 구매하면 최상위 라인업인 울트라스타로 무상 업그레이드하는 이벤트를 진행한다. 이벤트 대상 모델은 NAS HDD인 '4TB HGST IDK NAS HDD( HDN726040ALE614)'와 '8TB HGST IDK NAS HDD(HDN728090ALE604)' 등 두 가지이다. 4TB HGST IDK NAS HDD 는 상위 버전인 DC HC310 4TB HDD 제품으로, 8TB HGST IDK NAS HDD 제품은 DC HC320 8TB HDD 제품으로 1:1 업그레이드 발송된다.

이번 무상 1:1 업그레이드 행사는 기존 HGST IDK NAS 제품이 가지고 있던 최대 강점인 데이터 안정성을 더욱 극대화한 UltraStar 제품을 NAS 가격에 제공, 그 동안 엔터프라이즈 하드디스크의 높은 가격으로 구매에 주저했던 소비자에게 좋은 기회가 될 것으로 보인다. 기간은 2018년 12월 31일까지이다.

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