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제품 테스트에 앞서 스토리지 수요와 320GB가 속한 히타치 Deskstar 7K1000.B 제품군에 대하여 간략히 알아 보도록 하겠습니다.
테라 시대를 여는 히타치 H.D.D
△ 테라 시대를 여는 히타치 H.D.D 라는 것은 요즘 늘어나는 디지털 Device와 홍수와도 같은 콘텐츠 양의 증가와 관련이 있다.
그림은 전세계적으로 각국의 스토리지 수요 증가의 이유를 알게 해준다. 매년 늘어나는 정보의 양과 콘텐츠를 충족 시킬만한 스토리지의 양이 부족함을 보여준다. 전세계 디지털 사용자들을 대상으로 서베이한 결과이다. 세번째 그림은 개인이 다양한 디지털 기기들을 소유한 정도를 보이며 네번째 그림은 개인이 사용하는 각종 콘텐츠의 양을 각국별로 비교한 것이다. 디지털 트래픽은 매년 50%씩 성장하는 것으로 본다 (YouTube). 2011년까지 전세계 인터넷 트래픽은 4배 성장, H.D.D 갯수는 2009~2012년 사이 3 Billion 라는 수를 예상하고 있다.
http://www.hitachigst.com/portal/site/en/teraera/animation.kr/
↑Tera시대에 대한 애니메이션 url이다.
히타치 Deskstar 7K1000.B 제품군 소개
△ HDT721010SLA360에서 맨끝에 360으로 끝나는 것은 16MB 캐시 버퍼 메모리를 장착 한 것이고, 380은 8MB 캐시 버퍼 메모리를 장착한 제품임을 뜻한다. 7K1000.B 제품군은 Only SATA 제품만 출시를 했다.
* 자료제공 히타치 코리아
7K1000.B 제품군 소비전력 비교
△ 데스크스타 7K1000.B 제품군의 소비전력을 나타낸 도표이다.
맨위의 사진은 타사에 비하여 히타치의 H.D.D의 APM 이 제공하는 저소비전력 능력을 보여준다.
두번째는 히타치 자사의 이전 세대 제품에 비하여 더 나이진 전력 관리 능력을 보여준다.
별 표시 중 첫번째를 주로 살펴 보면 된다. 320GB는 3.6W로 표기되어 있다.
세번째와 네번째는 idle시 소비전력 낭비가 더 적은 비율을 나타낸다.
세번째 그림은 자사 제품 비교, 네번째는 타사 비교 그림이다.
자사 이전 세대 제품과의 비교 내용은 역시 (전압 효율 레귤레이터기술) Hivert와 SoC 기술을 갖춘 것과 Low RPM idle시 소비전력을 줄이기 위한 노력의 산물인 7세대 APM 사용한 것을 나타낸다. 그리고 이전 세대에 비하여 최대 45% idle 파워 절감을 한다는 것이다.
타사 비교에선 160GB 에서 치열한 경쟁 관계에 있는 기업들의 idle시 전력소비에 비하여 68%.
750GB 7200rpm 를 가진 경쟁사들과의 비교에선 55%.
1TB 7200rpm 제품을 출시한 경쟁사들에 비하여 2/3.
실제로 유저들이 H.D.D 사용시 전력 소비 형태를 보면, idle 시 H.D.D의 전체 전력 소비 중 80%가 이루어 진다고 한다.각 H.D.D제조사들의 차이도 여기서 난다고 하니 그런 의미로 본다면 굉장히 낮은 저전력 H.D.D임을 알 수 있다.
* 출처 히타치코리아.
△ Deskstar 7K1000.B 제품군과 함께 출시된 기업용 Deskstar E7K1000 이 있다. Saturn 이라고 나온것은 기업용 제품군에 대한 다른 이름이다. 이전 세대의 제품군에 비교하여 청색으로 표기된 부분들이 달라진 것을 알 수 있다. Media Transfer Rate, Adv Power mode cycles, Power 등 이다. 1TB 를 비교하였는데요. idle시 소비전력이 5.2W로 표기된 것을 볼 수 있다. Media Transfer Rate 는 HD 미디어 시대에 효과적인 제품 성능으로 보인다.
히타치에서는 신제품을 출시하면서 한층 나아진 여러가지 기술들을 선보이고 있다.
여기서는 제품 이해를 돕고자 간략히 히타치의 H.D.D에 들어간 PMR과 TFC에 대하여 살펴 보도록 하겠습니다.
PMR (Perpendicular Magnetic Recording Technology) 수직 자기 기록
△ 1bit가 그 정보를 신뢰할 수 있게 H.D.D 의 미디어 디스크에 저장하려면 디스크상에 100개의 Grains가 있어야 하는데 grain의 크기를 작게 하는데에는 한계가 있다. 또한 열에너지나 실내에서 사용시 온도에 의한 환경적인 요인에 의해서도 자연스럽게 H.D.D 의 미디어 디스크 자성이 바뀌기도 하는 문제가 있다 고 보고 된다. 그림은 예전에 우리가 사용하던 LMR(Longitudinal Magnetic Recording) 수평자기기록은 bit를 이루는 자성이 디스크 트랙의 방향을 따라 원형으로 방향지어지며 얕은 원을 그리는 것을 나타낸다. 요즘 사용하는 Hitachi PMR 방식의 H.D.D는 그림에서 자성의 방향이 더 깊이 내려간 것을 볼 수 있다. 어떻게 해서 Hitachi H.D.D 의 PMR이 기존 LMR이나 타사 PMR 보다 나은 성능의 이유가 되는지 살펴 보도록 하겠다.
△ 그림에서 PMR 방식은 효과적인 Writing을 이루려고 자기 bit가 위/아래로 디스크에 기록 되는 것을 보여준다. 히타치 H.D.D의 2세대 PMR 기술속에는 특이한 것이 그림에 보이는 "Soft magnetic underlayer" 라는 것을 가지고 있는 것이다. 이 underlayer는 자장의 흐름인 자속(磁束, magnetic flux)을 매우 쉽게 해준다. Write-head에 전류를 흘리면, 자속은 작은 Pole-tip아래에 모이고 Pole-tip과 Soft underlayer사이의 작은 갭안에 강한 자기장을 형성하는데 데이터를 저장하는 것은 자기장이 가장 강한 이 간격 사이에서 이루어지는 것이다.
Softunderlayer는 readback 신호를 더 강하게 해준다. 인접한 트랙으로부터의 간섭을 줄여준다. 이 히타치의 2세대 PMR은 Deskstar 7K1000에 탑재가 됐다. 지금의 제품에도 역시 같은 기술이 탑재가 된 것으로 보인다. 이 Hitachi H.D.D 2세대 PMR 기술은 ⓐWrite-head와 ⓑRecording medium 그리고 ⓒread/write electronics 세 부분에 기술적인 발전 변화가 이루어져 된 것이다. 히타치 2세대 PMR Write-head 기술은 Pole-tip의 가장자리 근처에 trailing-shield 를 설치함으로 bits를 쓰는데 더 정확하게 해주도록 한 것이다.
trailing-shield head 란 데이터를 지우는 에러 문제를 더 발전적으로 해결한 기술이다. 원래 PMR(수직자기기록)은 LMR(수평자기기록) 보다 외부 자기장에 민감하다. 에러발생율이 높다. 히타치는 거의 LMR 보다 낫거나 대등한 외부 자기장에 강한 2세대 PMR H.D.D를 출시한 것이다.
△ head에 대한 기술을 그림을 통해서 좀 더 살펴보면, PMR Write-head는 수직 구성의 자기장을 만들기 위해서 강력한 수직 쓰기 자장을 만들어내는 soft-under-layer와 한조합을 이룬다. PMR Write-head 의 자기장은 갭의 간격에서 생기지 않고 Pole 표면에서 생긴다. 그리고 soft-under-layer에 의해서 모아지는 것을 나타낸다.
또한 현재 H.D.D 는 모두 트랙 위를 돌면 Head가 비스듬히 경사각을 갖게 되는데 위에 그림은 이웃한 트랙에 사각 Pole이 영향을 미칠 수 있는 것을 말하고, PMR Write-head에 들어간 Trapezoidal Pole 모양의 Head는 이웃 트랙상의 데이터가 지워지지 않도록 근본적으로 막아주는 역할을 해주는 것을 나타낸 것이다.
△ 히타치는 ⓑMedia 기술에서도 고품질과 우수한 Write 특성을 보여준다. 신호대 잡음비율을 최적화 하기 위하여 히타치만의 미디어 디스크 합금 기술을 발전 시켰고, 레코딩 속성을 발전시켜 미디어 두께를 등급화 하는 발전을 이루었다.
Head와 Media 기술 발달과 함께 히타치는 2세대 PMR H.D.D 발전을 이룩했다. Trailing-shield write head design과 the Media soft magnetic underlayers, the Media hard magnetic layers가 히타치 우수 기술 결과물들이다.
TFC (Thermal Fly-height Control)
△ 헤더 구조 안에 넣어진 분리된 몇 개의 Heater가 읽기/쓰기 동작 중 생기는 열이나 환경의 온도 변화 때문에 생기는 헤더의 돌출 부분을 전류를 조정하는 것을 통해 돌출 부분을 조정 할 수 있게 해주는 것이 이 TFC 기술이다.
Thermal Fly-height Control 기술을 TFC 라고 한다. TFC는 보통 읽기와 쓰기 동작시에 발생 되는 열과 환경의 변화에서 발생 되는 온도로 인해 생기는 헤더와 디스크 사이의 공간의 거리 간격 문제를 조절 해결해 주는 기술을 말한다. Mechanical Fly-height는 디스크상의 다른 온도와 다른 동작 온도를 잘 파악한다. 위에 그림은 헤더안에 있는 TFC의 Heater를 단면으로 해서 보여준다.
△ 두번째 그림은 헤더의 R/W Elements 을 중심으로 열의 분포를 보여준다. TFC의 조절 방법은 한마디로 전류를 줄이는 것이다. 쓰기 동작 중 Heater의 전류를 감소시키는 것으로 열을 줄이고 헤더와 디스트 사이의 공간을 최적화 시켜 유지하는 것이다. HDD의 범용적인 문제는 동작 중 넓은 범위에 퍼져 있는 온도 상태와 읽기/쓰기의 일반적인 동작 상태에서 어떻게 하면 좀더 효과적으로 새로운 데이터를 쓰고/데이터를 잘 읽는가 하는 것이 문제였는데 TFC는 더 안정적으로 데이터를 넓은 범위에 걸친 다양한 온도 상태 위에서도 쓰도록 해주며 다른 동작 온도에 대하여서도 쓰기 전류를 최적화 해주도록 한다. TFC는 쓰기/읽기/SEEK/로드-언로드/Power Off 중에서 Thermal actuator heater 는 쓰기/읽기 에만 동작한다. 헤드/디스크 스페이싱 기술은 헤드와 디스크가 충돌하지 않고 날아가서 잘 쓰거나 읽도록 하는 것을 말하는데 TFC가 의미가 되는 것으로 이해 된다. 주요 기술 중에 좀 더 살펴볼 필요가 있다고 느껴진 PMR과 TFC에 대하여 살펴 보았습니다.
그 외 SoC, HiVERT, APM, 호스트 IF 점퍼, AV-Zoning, NCQ 등에 관한 기술적인 사항은 아래 링크에서 다시 살펴 보시기 바랍니다. *자료제공 히타치코리아
http://keben.kbench.com/field/?bc=80&pg=1&total=25&sb=3&sp=0&sc=soobin37&code=2286279
기술 요약↑
제품 포장 상태
△ 필테를 위해서 받은 제품이 엔지니어링 샘플 제품이라 박스 디자인이나 별도의 소개할 내용은 없다. H.D.D와 습기 방지 백이 함께 밀봉 되어 있다.
HARDWARE 갤러리
△ 다양한 각도에서 제품을 살펴 봤습니다.
하드웨어 자세히 살펴보기
△ 제품의 위에는 각종 제품 정보를 간략히 기재해 놓고 있다. 플래터가 1장이 들어간 제품이라서 그런지 스핀들 모터 뒷면으로 보이는 곳 주변이 움푹 들어간 것을 볼 수 있다. PCB와 주변 연결도 이전에 비하여 사이즈가 줄고 간소해진 느낌이 든다.
△ 커넥터에 대한 그림이다.
△ 주요 칩셋에 대한 그림이다. Infineon 사 OA56992 UAB-M3071-S은 메인컨트롤러 역할을 한다. 8E4N083 OA56511 JAPAN은 VCM/스핀들모터 제어를 해준다. EtronTech EM6A8160TS-5G 은 DDR SDRAM 으로 고속 클럭 200MHz 이며, 64Mbits 로 8MB 용량이다. pin당 데이터 전송속도 400Mbps의 제품이다.
△ Deskstar 7K1000.B 제품군에 대한 스펙이지만 320GB 에 대한 스펙까지 함께 소개가 되고 있다. 여기서 주로 참고할 사항을 보면, DATA Buffer가 16MB와 8MB로 나뉘는데 히타치 소개로는 8MB가 속도가 나을 수도 있다고 한다. 용량보다 알고리즘에 의미가 있다고 설명하는 것 같군요. Media transfer rate가 1388 Mbits/s 라는 성능은 기존에 비하여 상당히 높아진 수치를 보여준다. Acoustics에서 320GB는 2.5dB로 idle시 소음도를 나타낸다. 굉장히 낮은 소음 수치이다. 사람이 듣는 것에서 변화를 느끼는 것은 2dB의 증가가 있어야 한다고 하는군요. 소비전력도 idle시 320GB는 3.6W로 수치가 나온다. 온도 (Temperature)에서는 5 ~ 55도 를 동작 중 온도 게런티를 해준다고 한다. *자료제공 히타치코리아
△ 테스트 시스템 사양에 대한 정보이다. 위에는 씨게이트 사타2 320GB H.D.D 이고, 아래가 히타치 Deskstar 7K1000.B 320GB 테스트 제품이다. 버퍼 메모리가 씨게이트는 16MB이고 히타치는 8MB로 나온다.
△ H.D.D를 본체에 연결한 후 OS에서 자동으로 인식하는 모습이다. 아직 파티션과 포맷을 하지 않은 것을 보여준다.
△ 파티션을 나누는 과정을 보여준다. 동적할당 할 것을 묻는 화면이 나오면 체크를 안하고 파티션 나누기로 넘어가면 된다.
△ 파티션을 마치고 나면 자동으로 포맷으로 넘어간다. 용량을 계산한 후 히타치 하드를 F: L: 드라이브로 나누어 포맷한 그림이다.
Hitachi H.D.D Utility 설치
△ Hitachi에서는 H.D.D 유틸리티를 제공하는데 그중 유저에게 유용한 것으로 FeatureTool 과 Drive Fitness Test라는 것이다. FT은 SATA1->2로 인터페이스 변환이나, 주로 Acoustics management를 조절하여 성능을 조절할 수 있다고 한다. 소음을 말하는 단어 의미 이긴 하지만 실재론 Silent seek mode상에서 RPM을 조절하여 소음을 3.5에서 3.3bels로 떨어트리면서 RPM을 통해서 속도를 향상 키실 수 있다 고 한다. 장점으로 소음이 떨어지면 더불어 Power의 요구량도 떨어진다는 것이다. 실제로 seeking 동안 13Watts에서 11Watts로 떨어진다고 한다. 너무 높은 수치 향상은 권고하지 않는다. 하지만 약간의 조절을 하는 것으로는 체감을 느낄 수 없는 것 같다. 선택 사항이다. DFT는 H.D.D불량 여부를 확인 시켜준다. 두 Util모두 CD이미지로 설치를 권장한다.
http://www.hitachigst.com/hdd/support/download.htm
↑Util 다운로드 url이다.
그럼 지금부터 DESKSTAR 7K1000.B 제품군 중에서 320GB의 테스트를 진행하겠습니다.
PCMARK 05
△ PCMARK 05를 통해서 살펴 본 두 H.D.D 성능 비교이다. 대체로 히타치의 제품이 우수함을 볼 수 있다.
EVEREST 4.60
△ Everest 4.60을 통해서 살펴 본 read 벤치 비교 결과이다. 위가 Seagate 아래가 Hitachi 제품이다. 히타치 제품이 read 성능에서 상당히 고무적으로 다른 결과를 보여준다.
ATTO
△ ATTO 결과이다. 쓰기/읽기 테스트에서 쓰기 동작 64MB 이후 약간 낮은 수치이다. 하지만 읽기 성능은 히타치가 씨게이트에 비하여 무려 4배에 가까운 우수한 성능 차이를 보여준다.
CRYSTALDISKMARK 1.0
△ CRYSTALDISKMARK 1.0을 테스트한 결과이다. 쓰기와 읽기에서 모두 히타치가 우수한 결과를 나타낸다. 4K 읽기에서는 S/W가 약간 기복이 있는 다른 수치를 나타낸다.
HD Speed
△ HD Speed 테스트 결과 Read Average 수치가 히타치 우수로 나온다.
HD Tach
△ HD Tach 8MB 비교 결과이다. 히타치가 우수한 결과를 보여준다. Burst rate와 Read Average는 높은 것이 더 좋다.
△ HD Tach 32MB 비교 결과이다. 히타치가 우수한 결과를 보여준다.
HD Tune
△ HD Tune의 결과이다. 히타치가 전송율에 있어서는 상당히 앞선 모습니다. Burst Rate와 CPU점유율도 히타치가 우수하게 나온다. 하지만 히타치 320GB가 Access시간은 약간 느린 것으로 나온다.
PC Wizard 2008
△ PC Wizard 2008 결과이다. 쓰기와 읽기 모두에서 상당한 격차를 보여주는 성능 차이를 나타낸다.
히타치 7K1000.B 320GB 우수.
Sandra
△ Sandra 의 결과이다. read 속도는 벤치 결과는 훨씬 우수한 것으로 역시 드러난다. 하지만 여기서도 Access time은 느린 것으로 나온다. 아래가 히타치 제품이다.
Dr. HARDWARE 2008
△ Dr. Hardware 2008의 결과이다. 읽기와 쓰기 에서 히타치가 모두 우수한 결과를 보여준다. C: D:는 씨게이트이고 F: L: 드라이브는 히타치 제품이다. 이 벤치결과에서는 Access time이 히타치가 더 우수한 것으로 나온다.
복사 및 압축 시간 테스트
△ 22개 파일 7,894,365KB 용량이다. 약700MB 11개와 50KB전후의 11개 파일을 복사하는 테스트를 해봤다. 같은 H.D.D안에서와 외부 다른 H.D.D로의 복사 시간을 측정해 봤다. 히타치가 실제로도 더 빠른 복사 속도를 보인다. 압축시간 테스트는 WINZIP으로 했으며 10개 파일 3,566,201KB 용량의 파일 압축 시간을 측정해 봤다. 5개 약700MB와 5개 50KB 전후 파일들이다. 히타치 7K1000.B 320GB 가 실제 압축 시간에서도 더 우수한 결과를 보여준다.
디스크 온도 (Disk Temperatue) 및 소음
△ Sandra를 통해서 디스크의 온도를 장시간 살펴 보았다. 35~36도를 전후 수치를 보여준다. 소음도 실제로 귀를 갖다 대고 들어봤다. 기존 사용 제품의 드드득~ 하는 소리를 찾아 볼 수 없다. 제품 스펙에서 소개한 대로 귀를 가까이 대고 잘 들어야 약간의 소리를 들을 수 있을 정도로 낮은 소음도를 지니고 있다.
