개인용 광 저장 장치의 미래_고 집적화와 소형화
2004-05-03
신윤섭
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기관이나 기업체가 아닌 개인에게 필요한 정보의 저장 용량은 얼마면 충분할까? 물론 그 사람의 직업이나 개인 성향에 따라서 매우 큰 편차를 보일 테니 사람마다, 또 언제냐에 따라 다르다가 정답이겠지만 아주 일반적인 사람의 평균 필요량은 그 시기에 주종을 이루는 정보 저장 장치의 용량으로 유추해볼 수 있을 것이다. 먼저 정보 저장 장치라 하면 대표적으로 생각할 수 있는 것이 PC에 있는 HDD이다. 필자가 처음으로 PC를 산 시기는 1990년경, CUP가 막 286 (AT)에서 386 시리즈로 옮겨가던 시기로 PC에 장착되었던 HDD의 용량은 무려 40 MB였다! 지금의 기준으로 본다면 참 한심한 용량이지만 그 시절 주요 활용 프로그램이던 아래한글 워드의 프로그램 크기가 1.4 MB floppy disk 한두 장이었고 게임의 크기도 1 MB를 넘기가 힘들었으며 그나마 쓸만한 응용 프로그램조차 드물었던 시절이니 40 MB나 되는 용량을 채우는 경우란 상상하기 힘든 일이었다. 이 시기의, 필자를 포함한 대부분의 사람들에겐 40 MB면 아마도 충분한 저장 용량이었을 것이다.
그로부터 15년 가량이 지난 지금, 보급형 PC에 일반적으로 달려 나오는 HDD의 용량은 100 GB를 훌쩍 넘고 있고 이미 오래 전에 보편화된 CD-R의 용량만도 700 MB에 이른다. 심지어 손에 들고 다니는 PDA의 기본 저장 용량도 1 GB에 가까우며 Mobile phone에 삽입할 수 있는 손톱만한 flash memory도 4 GB 용량이 발표되는 상황이다. 그렇다면 15년 사이에 수천 배나 늘어난 정보 저장 용량을 가지게 된 개인은 이전보다 충분한 여유 공간을 가지게 되었다고 생각하고 있을까? 요즘 PC의 운영 체제로 사용되는 window XP는 설치 후 약 1 GB 이상의 용량을 사용한다. 또 가장 기본적으로 사용되는 사무용 프로그램인 MS office도 1,2 GB 수준이고 이외에도 다양한 수백 MB 용량의 응용 프로그램들이 사용되고 있다. Game의 용량이 CD 서너 장 크기를 넘어선 것은 이미 오래 전 일이다. 그러나 정작 개인의 저장 용량을 소비하도록 하는 주 원인은 초고속 인터넷의 보편화로 광범위하게 유통되는 음악과 동영상 file 등의 contents 들이다. MP3 음악 file은 4,5 MB 수준이지만 Music video나 원음을 좀더 실감나게 들을 수 있는 wave file은 수십 MB에 이르고 최신 영화 한편은 1 GB를 넘기도 한다. 더구나 앞으로 보편화 될 High density 방송의 동영상 용량은 시간당 수십 GB 수준이 될 전망이고 이런 추세는 시간이 갈수록 더 심해져서 개인은 더 큰 크기의 정보를 더욱 다양하게 이용하게 될 것이며 이에 따라 더욱 더 큰 용량의 저장 장치를 원하게 될 것으로 예상된다.
광 저장 장치의 현재와 미래 예측
그렇다면 개인용 보조 저장 장치로 사용되는 광 저장 장치의 경우는 어떨까? 지금의 광 저장 장치 시장 추세는 CD의 전성기가 저물어가고 DVD의 시대가 본격화되는 과도기에 있다고 할 수 있다. 활용도와는 관련 없이 가능한 한 큰 용량을 추구하는 기본 정보 저장 장치인 HDD와 달리 광 저장 장치에 적용되는 매체의 용량은 그 활용도와 매우 밀접한 관련을 가지고 있다. 그 이유는 광 저장 장치의 특성에서 찾아 볼 수 있는데, 그 특성으로는 대량 생산으로 인한 저장 용량 대비 저 가격, 저장된 정보를 마음대로 이동하여 다른 PC에서 이용할 수 있는 이동성 및 호환성 등이 있다.
이런 특성을 만족시키기 위해서는 저장 용량을 마음대로 정할 수 없고 제작사들 간의 협의에 의해 특정한 크기로 고정하게 되는데 (이를 CD, DVD 등의 format이라 함) 이에 따라 자연스럽게 활용도를 먼저 생각하고 그에 적합한 저장 용량을 결정하게 된다.
CD의 700 MB 용량은 규격이 먼저 정해지고 그에 맞춘 contents들이 개발된 측면이 있지만 (인터넷 상에서 유통되고 있는 contents의 대부분이 700 MB주변이거나 그 이하인 것이 우연은 아니다.) 그 시기에 많이 개발되던 중요 프로그램들의 크기 수준을 고려한 용량이란 것을 부인할 수는 없다. DVD의 경우 4.7 GB라는 용량은 현재 TV 방송 방식인 NTSC 방식 화질의 영상을 2시간 가량 저장하는데 필요한 크기로 결정이 된 것이다. 이 크기는 또한 일반적인 영화의 상영 시간과도 같으므로 DVD를 Video tape을 대체하는 새로운 contents 사업으로 키우고자 하는 영화업계의 이익과도 부합하는 것이다.
지난 수년간 방송 산업 및 영상 가전 업계에서는 기존의 아날로그 방송을 대체할 디지털 고화질 (high density) 방송을 준비해왔고 이제 곧 본격적인 방송이 시작될 예정에 있다. 광 저장 장치 업계에서도 이에 맞추어 고화질 방송을 2시간 이상 저장 가능한 용량으로 약 25 GB를 예상하고 이에 해당하는 저장 장치를 개발하고 있다. 아직 format의 통일은 이루어지지 않아서 BD (Blu-ray Disk) 계열과 HD-DVD 계열이 비슷한 용량의 기술을 제시하며 경쟁하고 있다. 이런 기술이 적용된 광 저장 장치는 DVD의 활성화가 충분히 이루어진 후인 2006~7년경 본격적으로 시장에 나올 것으로 예상된다.
그렇다면 그 이후의 제 4세대에 해당하는 광 저장 장치는 어떤 모습일까? 먼저 예상할 수 있는 것은 기존의 CD-DVD-BD로 이어져 오던 방식에서 벗어날 가능성이 크다는 것이다. CD-DVD-BD 기술은 용량의 확대 면에서는 각각 획기적인 발전이긴 하지만 광학 기술의 측면에서는 동일한 방식의 Pick-Up 구조에서 광원의 파장을 780 nm (CD) – 660 nm (DVD) – 405 nm (BD)로 바꾸고 대물렌즈의 NA를 0.45 (CD) – 0.65 (DVD) – 0.85 (BD)로 바꾸었을 뿐이다. 하지만 이런 방식의 개선을 계속 이어나가기엔 광원의 파장이 자외선 영역이 되어 소형 광원을 만들기 어렵고 파장에 맞는 media의 확보도 어려워지는 등의 문제점들이 나타나 더 이상 발전의 전망이 어둡다. 따라서 지금의 방식에서 탈피하는 인식의 전환이 필요한 시점에 와 있다 할 수 있다.
또 하나 예측 가능한 방향은 최근의 개인용 휴대 전자 기기의 눈부신 발달 추세에 맞추어 여기에 적용될 수 있도록 media 및 drive를 소형화 하는 경향이 나타날 것이라는 점이다. 이런 경향의 초기 예로 미국의 DataPlay 사는 DVD 기반의 기술로 1 inch 직경 disk에 600 MB 용량을 저장하는 기술을 적용한 drive를 시장에 내놓았으며 조만간 BD 기술을 적용해서 소형 disk에 DVD 용량의 contents를 탑재할 수 있는 drive의 출현도 예상된다(Philips에 의해 개발 모델은 이미 선보인바 있슴). 이런 소형화 경향에서도 역시 앞에서 언급한 바와 같은 새로운 방식을 도입한 고밀도화 추세가 동시에 나타날 것이라는 점은 분명하다.
제 4세대 광 저장 장치의 특성을 예상하는데 있어서 가장 어려운 점은 현재로서는 눈에 띄는 뚜렷한 활용도 (killer application)가 보이지 않는다는 것이다. 앞에서 언급했듯이 보조 저장 장치인 광 저장 장치가 활성화되기 위해서는 반드시 그에 적합한 contents가 존재해야 하지만 지금의 예측으로는 단기간 안에 유력한 후보가 부상할 것으론 보이지 않고 개인 소장 자료, 동영상 등의 back-up용, 또는 mobile 기기의 data back-up용으로의 사용이 유력해 보이며 장기적인 관점으로는 virtual reality 등 거대 용량의 data를 소모하는 contents들이 그 대상이 될 것으로 보인다. 이와 같은 응용 분야에 적용되기 위해서 광 저장 장치 업계에서 예측하는 요구 용량은 단기적 ( ~ 2008)으로 200 GB, 장기적 ( ~ 2010)으로 1 TB 이상에 달한다. 현재 연구되고 있는 여러 후보 기술 중 위와 같은 시기, 용량, drive의 크기 등의 조건을 충족할 수 있을 것으로 예상되는 것은 holographic storage, Super-RENS storage 기술 등이 있다.
Holographic storage 기술
Holography 현상을 정보 저장 기술에 도입하려는 연구는 1960년대 레이저가 처음 개발되던 시기부터 시작되었다. 긴 시간 많은 노력이 이루어졌지만 뚜렷한 결과를 내지 못했고 상용화 수준에 이르는 것은 먼 훗날의 이야기로만 치부되어왔다. 하지만 최근 수년간 눈부신 발전이 이루어져 조만간 시장에서 holographic 저장 장치를 보는 것도 어려운 일은 아닐 것으로 기대된다. 이런 급격한 발전은 재미있게도 전혀 관계 없을 것 같은 타 분야 기술 및 산업의 발달에 큰 도움을 받았다.
Holographic storage 기술이 기존의 CD/DVD 계열 기술과 다른 점은 page 단위의 정보를 동시에 기록 및 재생하여 정보 전달 속도가 매우 빠르다는 점과 정보광 및 기준광의 간섭현상을 이용하며 동일 위치에 다중의 정보를 중첩 기록하는 방식으로 저장 용량을 늘릴 수 있다는 점이다. 따라서 holographic storage 기술이 실용화 되기 위해서는 이런 특성에 적합한 media, source, input/output device 들이 개발되어야 한다는 점이 그간의 장애 요인이 되어왔다. 구체적으로 살펴보면 media는 열 등에 의한 변형이 적어야 하고 광 회절 효율이 높아야 하며 동시에 성형성이 좋아야 하지만 그동안 주로 사용되어온 LiNbO3 crystal은 이런 조건들을 제대로 충족시키지 못했다. 하지만 최근 InPhase, Aprillis 등의 미국 회사들에 의해 위의 모든 성능 조건을 잘 만족하는 photopolymer 계열의 media (이 media는 기존 disk 모양으로의 성형도 가능)가 개발되어 가장 중요한 난점이 해결되었다.
Source의 경우 기존의 광 저장 기술은 LD의 발달에 큰 도움을 받아 왔지만 holography에서는 coherency가 매우 좋은 광을 써야 하므로 gas laser나 고체 laser를 사용해왔고 소형화에 어려움이 많았다. 하지만 최근 좋은 coherency를 유지하면서 소형화 가능성이 높은 monolithic microchip laser의 개발로 빠른 시간 안에 source의 문제도 해결될 전망이다.
Input device (spatial light modulator)는 기록하려는 2D page 형태의 data를 정보광에 싣는데 사용되고 output device는 재생된 광의 2D page 형태 정보를 인식하여 전기 신호로 변환하는데 사용된다. 전자의 경우에는 최근 급성장한 projection TV에 적용되는 부품인 digital micro-mirror device를 그대로 사용할 수 있고, 후자로는 digital camera에서 화상 인식장비로 사용되는 CCD 또는 CMOS device를 가져다 사용할 수 있다. 더구나 두 상품의 기술 및 시장의 급성장으로 인해 고품질의 device들을 매우 저렴한 가격에 도입할 수 있게 되었으니 holographic storage 기술로써는 대단한 행운이라 할 수 있다.
이러한 주변 환경의 호전을 바탕으로 일부 선도하는 venture 회사에서는 2005년 후반기부터 상용화된 holographic storage drive의 출시를 예고 하고 있고 그 용량은 100 GB 정도가 될 것으로 예상된다. 또 이와는 별도로 일본의 NTT에서는 최근에 holographic 기술을 적용한 mobile용 초소형 drive (우표 크기의 media에 1 GB 용량) 개발을 발표하기도 했다. 이러한 추세라면 2010년경 12 cm 규격의 disk 한 장에 1 TB 이상의 저장 용량 및 100 Mb/s 이상의 정보 전달 속도(data transfer rate)를 가지는 drive, 또는 우표 크기의 media에 10 GB 이상의 용량을 가지는 초소형 drive의 개발이 매우 유력해 보인다.
Super-RENS storage 기술
Super-RENS 저장 기술은 1990년대 초반부터 학계에서 집중 연구되기 시작해 90년대 후반 일본의 J. Tominaga에 의해 본 궤도에 오른 후 최근 상용화에 가장 근접한 차세대 기술로 주목을 받고 있다.
기본 원리는 일반적인 광 disk의 기록/반사면 위에 mask에 해당하는 layer를 추가하여 여기에 집광된 광이 비선형 현상을 일으켜 집광 렌즈와 광 파장에 의해 결정되는 회절한계 이하의 mark를 기록 층에 기록하거나 반사 층의 pit를 재생할 수 있도록 하는 기술이다. 최근에는 mask layer에 비선형 현상 대신 산란을 일으키도록 하는 산화 금속 (AlOx, PtOx 등)을 도입하여 SNR 등 효율을 획기적으로 개선한 연구들이 발표되고 있다.
이 기술의 최대 강점은 기존 CD/DVD 계열의 pick-up 광학계를 거의 손대지 않고 활용할 수 있으며 기존과 거의 동일한 기술로 disk를 제작해 낼 수 있다는 점으로 기술의 신뢰성과 안정성만 충분히 확보된다면 매우 빠른 시간 내에 상용화가 가능할 것으로 기대되고 있다.
물론 단점도 존재하는데 기존 기술과의 호환성이 좋다 보니 오히려 기존 기술의 발달에 의존적인 구조가 되어 기존 DVD 계열에서 새로운 용량 증대 방식(예를 들어 UV source를 이용하는 방식)이 개발되지 않으면 더 이상의 발전이 불가능하다는 한계가 있다.
많은 광 저장 장치 관련 회사들이 관심을 보이고 개발을 진행하고 있으며 예상하는 저장 용량은 2006년 경 50 GB/layer, 2008년 경에는 200 GB/layer가 가능할 것으로 기대된다.
마무리 글
광 정보 저장 장치의 기술 발전은 매우 빠른 속도로 이루어지고 있다. 위에서 언급한 holographic 기술이나 super-RENS 기술 이외에도 two-photon 기술, multi-level 기술 등 기존 광 저장 기술이 가지는 한계를 극복하려는 노력은 다방면으로 이루어지고 있고 어느 기술이 궁극적인 차세대 기술로 자리잡을지는 아직 알 수 없다. 하지만 위에서도 언급했듯이 그 추구하는 방향이 고집적화와 소형화 및 그 결합에 있기 때문에 대부분의 연구 노력이 단위 매체 (주로 disk) 당 정보 저장 용량을 확대하여 거대 용량의 정보를 보관할 수 있도록 하고 또 drive 및 media의 크기를 줄여 cellular phone이나 PDA와 같은 mobile 전자 기기에 활용될 수 있도록 하는데 집중되고 있다.
일부에서는 HDD의 저장 용량 확대 속도와 flash memory의 급속한 발달에 의해 광 정보 저장 기술의 입지가 축소되고 있는 것 아닌가 하는 분석도 있지만, 광 정보 저장 기술의 발전도 매우 빠르게 이루어지고 있으며 이 기술이 가지고 있는 상대적 장점인 저 가격, 매체 이동성 등에 힘입어 앞으로도 상당 기간 보조 정보 저장 장치 기술로써 중요한 위치를 차지하며 개인의 정보 저장 용량 확대 욕구를 충족시켜주는 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.
이런 특성을 만족시키기 위해서는 저장 용량을 마음대로 정할 수 없고 제작사들 간의 협의에 의해 특정한 크기로 고정하게 되는데 (이를 CD, DVD 등의 format이라 함) 이에 따라 자연스럽게 활용도를 먼저 생각하고 그에 적합한 저장 용량을 결정하게 된다.
CD의 700 MB 용량은 규격이 먼저 정해지고 그에 맞춘 contents들이 개발된 측면이 있지만 (인터넷 상에서 유통되고 있는 contents의 대부분이 700 MB주변이거나 그 이하인 것이 우연은 아니다.) 그 시기에 많이 개발되던 중요 프로그램들의 크기 수준을 고려한 용량이란 것을 부인할 수는 없다. DVD의 경우 4.7 GB라는 용량은 현재 TV 방송 방식인 NTSC 방식 화질의 영상을 2시간 가량 저장하는데 필요한 크기로 결정이 된 것이다. 이 크기는 또한 일반적인 영화의 상영 시간과도 같으므로 DVD를 Video tape을 대체하는 새로운 contents 사업으로 키우고자 하는 영화업계의 이익과도 부합하는 것이다.
지난 수년간 방송 산업 및 영상 가전 업계에서는 기존의 아날로그 방송을 대체할 디지털 고화질 (high density) 방송을 준비해왔고 이제 곧 본격적인 방송이 시작될 예정에 있다. 광 저장 장치 업계에서도 이에 맞추어 고화질 방송을 2시간 이상 저장 가능한 용량으로 약 25 GB를 예상하고 이에 해당하는 저장 장치를 개발하고 있다. 아직 format의 통일은 이루어지지 않아서 BD (Blu-ray Disk) 계열과 HD-DVD 계열이 비슷한 용량의 기술을 제시하며 경쟁하고 있다. 이런 기술이 적용된 광 저장 장치는 DVD의 활성화가 충분히 이루어진 후인 2006~7년경 본격적으로 시장에 나올 것으로 예상된다.
그렇다면 그 이후의 제 4세대에 해당하는 광 저장 장치는 어떤 모습일까? 먼저 예상할 수 있는 것은 기존의 CD-DVD-BD로 이어져 오던 방식에서 벗어날 가능성이 크다는 것이다. CD-DVD-BD 기술은 용량의 확대 면에서는 각각 획기적인 발전이긴 하지만 광학 기술의 측면에서는 동일한 방식의 Pick-Up 구조에서 광원의 파장을 780 nm (CD) – 660 nm (DVD) – 405 nm (BD)로 바꾸고 대물렌즈의 NA를 0.45 (CD) – 0.65 (DVD) – 0.85 (BD)로 바꾸었을 뿐이다. 하지만 이런 방식의 개선을 계속 이어나가기엔 광원의 파장이 자외선 영역이 되어 소형 광원을 만들기 어렵고 파장에 맞는 media의 확보도 어려워지는 등의 문제점들이 나타나 더 이상 발전의 전망이 어둡다. 따라서 지금의 방식에서 탈피하는 인식의 전환이 필요한 시점에 와 있다 할 수 있다.
또 하나 예측 가능한 방향은 최근의 개인용 휴대 전자 기기의 눈부신 발달 추세에 맞추어 여기에 적용될 수 있도록 media 및 drive를 소형화 하는 경향이 나타날 것이라는 점이다. 이런 경향의 초기 예로 미국의 DataPlay 사는 DVD 기반의 기술로 1 inch 직경 disk에 600 MB 용량을 저장하는 기술을 적용한 drive를 시장에 내놓았으며 조만간 BD 기술을 적용해서 소형 disk에 DVD 용량의 contents를 탑재할 수 있는 drive의 출현도 예상된다(Philips에 의해 개발 모델은 이미 선보인바 있슴). 이런 소형화 경향에서도 역시 앞에서 언급한 바와 같은 새로운 방식을 도입한 고밀도화 추세가 동시에 나타날 것이라는 점은 분명하다.
제 4세대 광 저장 장치의 특성을 예상하는데 있어서 가장 어려운 점은 현재로서는 눈에 띄는 뚜렷한 활용도 (killer application)가 보이지 않는다는 것이다. 앞에서 언급했듯이 보조 저장 장치인 광 저장 장치가 활성화되기 위해서는 반드시 그에 적합한 contents가 존재해야 하지만 지금의 예측으로는 단기간 안에 유력한 후보가 부상할 것으론 보이지 않고 개인 소장 자료, 동영상 등의 back-up용, 또는 mobile 기기의 data back-up용으로의 사용이 유력해 보이며 장기적인 관점으로는 virtual reality 등 거대 용량의 data를 소모하는 contents들이 그 대상이 될 것으로 보인다. 이와 같은 응용 분야에 적용되기 위해서 광 저장 장치 업계에서 예측하는 요구 용량은 단기적 ( ~ 2008)으로 200 GB, 장기적 ( ~ 2010)으로 1 TB 이상에 달한다. 현재 연구되고 있는 여러 후보 기술 중 위와 같은 시기, 용량, drive의 크기 등의 조건을 충족할 수 있을 것으로 예상되는 것은 holographic storage, Super-RENS storage 기술 등이 있다.
Holographic storage 기술
Holography 현상을 정보 저장 기술에 도입하려는 연구는 1960년대 레이저가 처음 개발되던 시기부터 시작되었다. 긴 시간 많은 노력이 이루어졌지만 뚜렷한 결과를 내지 못했고 상용화 수준에 이르는 것은 먼 훗날의 이야기로만 치부되어왔다. 하지만 최근 수년간 눈부신 발전이 이루어져 조만간 시장에서 holographic 저장 장치를 보는 것도 어려운 일은 아닐 것으로 기대된다. 이런 급격한 발전은 재미있게도 전혀 관계 없을 것 같은 타 분야 기술 및 산업의 발달에 큰 도움을 받았다.
Holographic storage 기술이 기존의 CD/DVD 계열 기술과 다른 점은 page 단위의 정보를 동시에 기록 및 재생하여 정보 전달 속도가 매우 빠르다는 점과 정보광 및 기준광의 간섭현상을 이용하며 동일 위치에 다중의 정보를 중첩 기록하는 방식으로 저장 용량을 늘릴 수 있다는 점이다. 따라서 holographic storage 기술이 실용화 되기 위해서는 이런 특성에 적합한 media, source, input/output device 들이 개발되어야 한다는 점이 그간의 장애 요인이 되어왔다. 구체적으로 살펴보면 media는 열 등에 의한 변형이 적어야 하고 광 회절 효율이 높아야 하며 동시에 성형성이 좋아야 하지만 그동안 주로 사용되어온 LiNbO3 crystal은 이런 조건들을 제대로 충족시키지 못했다. 하지만 최근 InPhase, Aprillis 등의 미국 회사들에 의해 위의 모든 성능 조건을 잘 만족하는 photopolymer 계열의 media (이 media는 기존 disk 모양으로의 성형도 가능)가 개발되어 가장 중요한 난점이 해결되었다.
Source의 경우 기존의 광 저장 기술은 LD의 발달에 큰 도움을 받아 왔지만 holography에서는 coherency가 매우 좋은 광을 써야 하므로 gas laser나 고체 laser를 사용해왔고 소형화에 어려움이 많았다. 하지만 최근 좋은 coherency를 유지하면서 소형화 가능성이 높은 monolithic microchip laser의 개발로 빠른 시간 안에 source의 문제도 해결될 전망이다.
Input device (spatial light modulator)는 기록하려는 2D page 형태의 data를 정보광에 싣는데 사용되고 output device는 재생된 광의 2D page 형태 정보를 인식하여 전기 신호로 변환하는데 사용된다. 전자의 경우에는 최근 급성장한 projection TV에 적용되는 부품인 digital micro-mirror device를 그대로 사용할 수 있고, 후자로는 digital camera에서 화상 인식장비로 사용되는 CCD 또는 CMOS device를 가져다 사용할 수 있다. 더구나 두 상품의 기술 및 시장의 급성장으로 인해 고품질의 device들을 매우 저렴한 가격에 도입할 수 있게 되었으니 holographic storage 기술로써는 대단한 행운이라 할 수 있다.
이러한 주변 환경의 호전을 바탕으로 일부 선도하는 venture 회사에서는 2005년 후반기부터 상용화된 holographic storage drive의 출시를 예고 하고 있고 그 용량은 100 GB 정도가 될 것으로 예상된다. 또 이와는 별도로 일본의 NTT에서는 최근에 holographic 기술을 적용한 mobile용 초소형 drive (우표 크기의 media에 1 GB 용량) 개발을 발표하기도 했다. 이러한 추세라면 2010년경 12 cm 규격의 disk 한 장에 1 TB 이상의 저장 용량 및 100 Mb/s 이상의 정보 전달 속도(data transfer rate)를 가지는 drive, 또는 우표 크기의 media에 10 GB 이상의 용량을 가지는 초소형 drive의 개발이 매우 유력해 보인다.
Super-RENS storage 기술
Super-RENS 저장 기술은 1990년대 초반부터 학계에서 집중 연구되기 시작해 90년대 후반 일본의 J. Tominaga에 의해 본 궤도에 오른 후 최근 상용화에 가장 근접한 차세대 기술로 주목을 받고 있다.
기본 원리는 일반적인 광 disk의 기록/반사면 위에 mask에 해당하는 layer를 추가하여 여기에 집광된 광이 비선형 현상을 일으켜 집광 렌즈와 광 파장에 의해 결정되는 회절한계 이하의 mark를 기록 층에 기록하거나 반사 층의 pit를 재생할 수 있도록 하는 기술이다. 최근에는 mask layer에 비선형 현상 대신 산란을 일으키도록 하는 산화 금속 (AlOx, PtOx 등)을 도입하여 SNR 등 효율을 획기적으로 개선한 연구들이 발표되고 있다.
이 기술의 최대 강점은 기존 CD/DVD 계열의 pick-up 광학계를 거의 손대지 않고 활용할 수 있으며 기존과 거의 동일한 기술로 disk를 제작해 낼 수 있다는 점으로 기술의 신뢰성과 안정성만 충분히 확보된다면 매우 빠른 시간 내에 상용화가 가능할 것으로 기대되고 있다.
물론 단점도 존재하는데 기존 기술과의 호환성이 좋다 보니 오히려 기존 기술의 발달에 의존적인 구조가 되어 기존 DVD 계열에서 새로운 용량 증대 방식(예를 들어 UV source를 이용하는 방식)이 개발되지 않으면 더 이상의 발전이 불가능하다는 한계가 있다.
많은 광 저장 장치 관련 회사들이 관심을 보이고 개발을 진행하고 있으며 예상하는 저장 용량은 2006년 경 50 GB/layer, 2008년 경에는 200 GB/layer가 가능할 것으로 기대된다.
마무리 글
광 정보 저장 장치의 기술 발전은 매우 빠른 속도로 이루어지고 있다. 위에서 언급한 holographic 기술이나 super-RENS 기술 이외에도 two-photon 기술, multi-level 기술 등 기존 광 저장 기술이 가지는 한계를 극복하려는 노력은 다방면으로 이루어지고 있고 어느 기술이 궁극적인 차세대 기술로 자리잡을지는 아직 알 수 없다. 하지만 위에서도 언급했듯이 그 추구하는 방향이 고집적화와 소형화 및 그 결합에 있기 때문에 대부분의 연구 노력이 단위 매체 (주로 disk) 당 정보 저장 용량을 확대하여 거대 용량의 정보를 보관할 수 있도록 하고 또 drive 및 media의 크기를 줄여 cellular phone이나 PDA와 같은 mobile 전자 기기에 활용될 수 있도록 하는데 집중되고 있다.
일부에서는 HDD의 저장 용량 확대 속도와 flash memory의 급속한 발달에 의해 광 정보 저장 기술의 입지가 축소되고 있는 것 아닌가 하는 분석도 있지만, 광 정보 저장 기술의 발전도 매우 빠르게 이루어지고 있으며 이 기술이 가지고 있는 상대적 장점인 저 가격, 매체 이동성 등에 힘입어 앞으로도 상당 기간 보조 정보 저장 장치 기술로써 중요한 위치를 차지하며 개인의 정보 저장 용량 확대 욕구를 충족시켜주는 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.