기본 콘텐츠로 건너뛰기

고속 데이터 저장을 위한 초고속 레이저 기술


 (Credit: Eindhoven University of Technology)



 

 오늘날 우리들은 대부분의 정보를 종이 대신 자기 기록 형태로 다양한 정보 저장 장치에 담아두고 있습니다. 종이책과 종이 문서가 사라진 건 아니지만, 폭발적으로 늘어나는 데이터를 처리하기 위해서 SSD, HDD, 자기 테이프, 광학 디스크 등의 디지털 정보 저장 장치의 역할이 점점 커지는 것입니다 .



 최근에는 낸드 플래시 기반의 반도체 저장 장치의 비중이 커지고 있지만, 실제 디지털 데이터의 대부분은 자기 기록 저장 시스템인 하드디스크와 자기 테이프에 기록되고 있습니다. 거대한 데이터를 모두 SSD에 담아두고 백업 하기에는 너무 비용이 많이 들기 때문입니다. 자기 기록 방식에 대해 많은 연구와 투자가 이뤄져 속도나 기록 밀도 모두 비약적으로 늘어난 것 역시 이유입니다. 그러나 데이터의 양이 비약적으로 늘어나면서 더 속도가 빨라져야 할 필요성도 커지고 있습니다. 



 하드디스크 및 자기 테이프 제조사들은 좁은 공간에 자기 기록을 새기기 위해 전통적인 자기 기록 방식 이외에도 가열하거나 레이저, 마이크로웨이브 등 에너지를 추가하는 방식을 개발했습니다. 그러나 속도를 더 빠르게 하기 위해서는 아예 자기 기록 방식 대신 광학 에너지 방식인 all – optical switching (AOS) 방식이 필요하다는 주장이 나오고 있습니다.



 아인트호벤 공대 (Eindhoven University of Technology)의 연구팀은 cobalt-gadolinium (Co/Gd) 층에 펨토초 (femtosecond) 레이저를 이용해 피코초 (picosecond) 단위로 자기 기록을 새기는 기술을 연구했습니다. 연구팀이 개발한 자기 기록 시스템은 정확히 세 층으로 되어 있습니다. 코발트와 니켈로 된 ferromagnetic 레퍼런스 층, 전도성 구리층, 그리고 코발트-가돌리늄으로 된 AOS 기록층이 있습니다. 세 층 모두의 두께는 15nm에 불과합니다. 



 사실 레이저로 자기 데이터를 기록하는 것보다 더 어려운 일이 정확하게 기록하는 일입니다. 연구팀의 펨토초 레이저 기록 방식은 정확도를 높이고 한 번의 레이저 펄스 만으로 데이터를 기록하기 위해 독특한 3층 구조를 만들었습니다. 레이저가 레퍼런스 층에 에너지를 가하면 자기장이 사라지면서 전류가 유도되며 이것이 전도층을 타고 내려가 코발트 -가돌리늄 층에 데이터 기록을 남기는 방식으로 속도와 정확성의 두 마리 토기를 잡았다는 것이 연구팀의 설명입니다 .



 물론 아직은 기초 연구 단계이지만, 이렇게 성능 향상을 위한 연구 개발이 계속되면 하드디스크와 자기 테이프의 수명은 더 연장될 수 있을 것입니다. 얼마나 더 오래 살아남을진 모르겠지만, 적어도 데이터 센터에서는 앞으로 10-20년은 현역으로 뛰지 않을까 생각합니다. 



 참고 



Youri L. W. van Hees et al. Deterministic all-optical magnetization writing facilitated by non-local transfer of spin angular momentum, Nature Communications (2020). DOI: 10.1038/s41467-020-17676-6


https://phys.org/news/2020-07-ultra-fast-laser-based-storage-devices.html


댓글

이 블로그의 인기 게시물

150년 만에 다시 울린 희귀 곤충의 울음 소리

  ( The katydid Prophalangopsis obscura has been lost since it was first collected, with new evidence suggesting cold areas of Northern India and Tibet may be the species' habitat. Credit: Charlie Woodrow, licensed under CC BY 4.0 ) ( The Museum's specimen of P. obscura is the only confirmed member of the species in existence. Image . Credit: The Trustees of the Natural History Museum, London )  과학자들이 1869년 처음 보고된 후 지금까지 소식이 끊긴 오래 전 희귀 곤충의 울음 소리를 재현하는데 성공했습니다. 프로팔랑곱시스 옵스큐라 ( Prophalangopsis obscura)는 이상한 이름만큼이나 이상한 곤충으로 매우 희귀한 메뚜기목 곤충입니다. 친척인 여치나 메뚜기와는 오래전 갈라진 독자 그룹으로 매우 큰 날개를 지니고 있으며 인도와 티벳의 고산 지대에 사는 것으로 보입니다.   유일한 표본은 수컷 성체로 2005년에 암컷으로 생각되는 2마리가 추가로 발견되긴 했으나 정확히 같은 종인지는 다소 미지수인 상태입니다. 현재까지 확실한 표본은 수컷 성체 한 마리가 전부인 미스터리 곤충인 셈입니다.   하지만 과학자들은 그 형태를 볼 때 이들 역시 울음 소리를 통해 짝짓기에서 암컷을 유인했을 것으로 보고 있습니다. 그런데 높은 고산 지대에서 먼 거리를 이동하는 곤충이기 때문에 낮은 피치의 울음 소리를 냈을 것으로 보입니다. 문제는 이런 소리는 암컷 만이 아니라 박쥐도 잘 듣는다는 것입니다. 사실 이들은 중생대 쥐라기 부터 존재했던 그룹으로 당시에는 박쥐가 없어 이런 방식이 잘 통했을 것입니다. 하지만...

세상에서 가장 큰 벌

( Wallace's giant bee, the largest known bee species in the world, is four times larger than a European honeybee(Credit: Clay Bolt) ) (Photographer Clay Bolt snaps some of the first-ever shots of Wallace's giant bee in the wild(Credit: Simon Robson)  월리스의 거대 벌 (Wallace’s giant bee)로 알려진 Megachile pluto는 매우 거대한 인도네시아 벌로 세상에서 가장 거대한 말벌과도 경쟁할 수 있는 크기를 지니고 있습니다. 암컷의 경우 몸길이 3.8cm, 날개너비 6.35cm으로 알려진 벌 가운데 가장 거대하지만 수컷의 경우 이보다 작아서 몸길이가 2.3cm 정도입니다. 아무튼 일반 꿀벌의 4배가 넘는 몸길이를 지닌 거대 벌이라고 할 수 있습니다.   메가칠레는 1981년 몇 개의 표본이 발견된 이후 지금까지 추가 발견이 되지 않아 멸종되었다고 보는 과학자들도 있었습니다. 2018년에 eBay에 표본이 나왔지만, 언제 잡힌 것인지는 알 수 없었습니다. 사실 이 벌은 1858년 처음 발견된 이후 1981년에야 다시 발견되었을 만큼 찾기 어려운 희귀종입니다. 그런데 시드니 대학과 국제 야생 동물 보호 협회 (Global Wildlife Conservation)의 연구팀이 오랜 수색 끝에 2019년 인도네시아의 오지에서 메가칠레 암컷을 야생 상태에서 발견하는데 성공했습니다.   메가칠레 암컷은 특이하게도 살아있는 흰개미 둥지가 있는 나무에 둥지를 만들고 살아갑니다. 이들의 거대한 턱은 나무의 수지를 모아 둥지를 짓는데 유리합니다. 하지만 워낙 희귀종이라 이들의 생태에 대해서는 거의 알려진 바가 없습니다.  (동영상)...

eMMC 달고 가격 낮췄다. 마이크로소프트 서피스 랩탑 고 발표

  (출처: 마이크로소프트)   마이크소프트가 서피스 랩탑의 보급형 버전을 발표했습니다. 서피스 랩탑 고 ( Surface Laptop Go )는 서피스 랩탑 3의 13.5/15인치 보다 작은 12.45인치 픽셀 센스 ( 1536 x 1024 Resolution 148 PPI, 10포인트 멀티 터치 ) 디스플레이를 탑재하고  Core i5-1035G1 (4C / 8T 1.0-3.6 GHz, 32EU, 15W TDP)를 사용한 무게 1.1kg의 경량 노트북입니다. 여기까지는 흠잡을 때 없어 보이지만, 549달러의 기본 모델이 4GB LPDDR4x 메모리와 64GB eMMC를 탑재했다는 사실은 호불호가 갈릴 것 같습니다. 다른 스펙은 가격대비 우수하고 고급진 외형을 지니고 있으나 속도도 느린 eMMC에 용량도 64GB에 불과하다면 실사용에서 불편할 일이 적지 않을 것이기 때문입니다.  Component Laptop Go CPU Intel Core i5-1035G1 4C / 8T 1.0-3.6 GHz Gen 10 Graphics with 32 Eus 15W TDP Memory 4 / 8 GB LPDDR4x 16 GB LPDDR4x Available on Commercial Model Display 12.45-inch PixelSense 1536 x 1024 Resolution 148 PPI 3:2 Aspect Ratio 10-Point multitouch Storage 64 GB eMMC 128 GB or 256 GB SSDs Wireless Wi-Fi 6 Bluetooth 5.0 I/O 1 x USB Type-C 1 x USB Type-A Headset jack Surface Connect Webcam 720p f2.0 Battery Up to 13 hours 39-Watt adapter Dimensions 278 x 206 x 15.7 mm 10.95 x 8.10 x 0.62 inches Weight 1110 grams...