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[1] 콜럼비아 개발 규격, 12인치 33.3 RPM.[2] RCA 빅터 개발 규격, 7인치/12인치 45 RPM.[3] 몇몇 음반이 CD-i로 발매되었다.[4] 극소수의 음반이 UMD로 발매되었다.[5] 매체 대신 다운로드 코드만 있는 게 있고 이를 통해 인터넷에서 다운받을 수 있다. 뮤직 커넥팅 카드 등이 그 사례. 다만 이는 매체 안에 음원이 없으므로 음반으로 볼 수 없다. 이는 국가, 차트 집계 회사마다 다르며 일본 오리콘 차트는 이를 음반으로 보지 않는다.[6] 24비트 무손실로도 출시될 경우, 거의 이 방식을 이용하는 추세다.
1. 개요
테이프를 이용한 데이터 저장 장치.초기에는 음향이나 영상 신호를 보관하는데 이용되었으며, 컴퓨터 메모리 용도로는 일찍부터 기업용과 개인용이 나뉘어 사용되었다. 개인용은 플로피 디스크와 하드 디스크가 보급되면서 사장되었다. 그러나 기업이나 기관, 데이터센터 등에서는 백업용으로 용량과 안정성, 작은 부피가 최우선일 때가 있고, 이로 인해 자기 테이프(magnetic tape)란 이름의 유사한 개념의 매체가 여전히 사용된다.
2020년대 기준으로 하드디스크와 함께 끈질기게 명맥을 유지하고 있는 자기 저장매체(magnetic storage)다.
2. 기업용
▲ Oracle의 자기 테이프 저장 장치
스토리지텍의 SL8500으로 썬 마이크로시스템즈→오라클에 차례로 매각되면서 지금은 오라클 스토리지텍 SL8500으로 불린다.
▲ HPE의 LTO 자기 테이프
저 10만원 정도 하는 테이프 하나에 무려 45TB가 들어간다. 사진은 LTO-9 테이프로 2020년에 출시된 9세대 LTO 테이프이다. 45TB는 데이터를 압축하여 저장할 때의 최대 용량이고, 무압축으로는 18TB이다. 이런 것도 하는 모양이다. #
2.1. 역사
자기 테이프는 기업용이나 정부용으로는 이미 1960년대부터 널리 사용되어 온 저장 매체이다. 1980년대까지 메인프레임이라고 하면 으레 장롱만한 사이즈의 자기 테이프 드라이브가 돌아가는 모습을 떠올렸을 정도.개인 사용자에게는 낯설겠지만 대규모 데이터 저장과 백업이 필요한 곳에서는 지금도 폭넓게 쓰이고 있다. 1960~70년대까지는 사실상 대체가 불가능한 대용량 저장 매체였고, 이미 1980년대에 테이프 당 용량이 기가바이트를 넘어서 대용량 저장이 필요한 영역에서는 여전히 독보적이었다. 같은 시기 대용량 하드 디스크가 40MB 가량 하던 시절이었다. 하드 디스크를 작고 저렴한 가격에 만들었고, SSD와 같은 새로운 저장 매체도 보급되는 현재에 와서는 주력 저장 매체의 자리에서 내려온 지는 오래지만, 아직도 대용량 데이터의 백업용으로 사용된다.
| 1960년대 자기 테이프 저장소의 모습[1] |
| 현대적인 자기 테이프 저장소의 모습(구글)[2] |
자기 테이프는 1990년대 이전까지는 여러 회사에서 독자적인 규격을 써 불편하다는 지적이 있었다. 이에 1990년대 후반 들어 휴렛 팩커드, IBM 등이 'LTO 컨소시엄'을 구성하고 표준 규격을 만들어 2000년부터 LTO(Linear Tape-Open)라는 자기 테이프가 생산되기 시작하였다. 말 그대로 표준 규격이라, 사양만 지키면 어느 회사에서든 테이프와 그 테이프를 읽어내는 드라이브를 생산할 수 있다. 주로 HP, IBM, 소니 등에서 테이프 카트리지를 생산하고 있다. 현재는 대기업, 은행, 관공서 등의 자기 테이프 데이터 백업의 대부분은 LTO가 담당한다고 봐도 좋다. 자세한 내용은 LTO 문서 참조.
LTO 카트리지는 손바닥만한 크기라 부피가 작다. 현재 LTO(Linear Tape-Open) 7은 카트리지 하나당 무압축 시 6TB, 압축 시 15TB 용량이다. LTO-8은 I/O 성능 20% 향상에 용량은 2배로, 무압축시 12TB, 압축시 30TB. 카트리지 규격은 똑같이 유지하면서 저장 용량이 계속 배 이상 늘어나고 있으니 기술 발전이 실로 놀랍다고밖에 할 수 없다. 가격은 LTO-7 기준으로 비슷한 용량의 하드 디스크보다 훨씬 저렴한 10만원 내외. LTO 컨소시엄은 표준 규격을 LTO-12까지 발표했는데, 무압축이 192TB, 압축이 480TB이다. 현 시점에서는 상상을 초월하는 용량이다. LTO 각 세대별 저장 용량에 대한 위키피디아(영문) 문서 전용 드라이브 가격은 개인용이 100~150만원 가량이다. 기업용은 복잡한 기능을 구현하려 시스템의 크기도 크고 가격도 비싸다. 최신 기술이 적용된 것은 이전에 비해 읽기/쓰기 속도도 매우 빠르다. 이외에도 IBM 3592, 오라클 스토리지텍 등 여러 규격이 있으며 성능과 가격은 LTO와 대략 비슷한 수준이다.
2.2. 장점과 단점
장점으로 데이터 용량 대비 비용이 저렴하며 신뢰성도 매우 우수할 뿐만 아니라 장기 저장 안정성도 높다. SSD는 전원이 들어가지 않으면 1년도 되지 않아서 내부 데이터가 증발하기 시작하고, 하드 디스크는 일반적으로 보증 수명을 3~5년 정도로 보며, CD-ROM 데이터 보존 기한은 10년이나 보관 환경에 따라 2년까지 떨어진다. 반면 자기 테이프의 수명은 15~30년 정도이다. 이는 두 가지 이유가 있다.첫째, 매체의 기계 요소가 분리되었다. 하드 디스크는 내부 모터를 돌려서 플래터를 읽는다. 때문에 모터나 부속품 노후화에 의한 고장이 잦다. 반면 테이프 드라이브는 복잡하지만, 저장 매체인 테이프는 자기장으로 정보를 입힌 필름 쪼가리일 뿐이다. 고장이나 노후화 요소가 적다.
둘째, 접촉식 자기 매체는 물리적 손상에 강하다. 극단적인 예로 테이프 일부가 끊어져도 그 부분만 이어 붙이면 나머지는 데이터가 읽힌다. 사소한 구겨짐 정도는 큰 문제가 없으며 오류 보정 대비도 잘 되어 있다. 이는 자기 테이프가 접촉에 강하게 발전했기 때문이다.
단점으로는 일반 사용자에 맞춰서 보편화된 다른 컴퓨터 부품들과 달리 일반 사용자쪽 수요가 도태되어 특수 사용자만을 고려해서 발전해 왔기에 초기 구축 비용이 비싸다는 점이다. 일단 최신 규격인 LTO-7을 굳이 고집하지 않는다면, 알리 등지에서 LTO-6 드라이브를 20만원 정도로 구입할 수 있다. LTO-6 테이프는 압축시 6.25TB인 제품이 약 5만원 정도이니, 1GB당 가격은 약 7~8원 정도 하는 셈. HDD는 아무리 저렴해도 1GB당 15원 이상은 하니 드라이브+테이프 하나만 구입해도 같은 가격의 하드디스크보다 싸다. 문제는 LTO-6를 사용하기 위해 SAS 컨트롤러, SAS 케이블, LTO 드라이브를 구입해야 하는데 가격이 몇십만원 이상 들어간다는 점이다. 또한 중국 제품은 신뢰성을 보장받기 어렵다. 이러한 점 때문에 신뢰성이 중요한 기업의 경우 소규모 백업은 주로 하드 디스크를 이용하며, 자기 테이프 기반 저장 장치는 대형 포털이나 정부 기관, 은행, 대기업 등에서 주로 쓰인다.
그리고 자기테이프가 일반 사용자의 기록장치에서 도태된 가장 결정적인 이유는. 순차 저장 방식이라는 태생적 한계 때문에 데이터 임의 접근 속도가 절망적으로 느리다는 것이다. 2차원 '면'에 저장된 디스크와는 달리 1차원 '선'에 저장된 구조상, 극단적으로 표현하면 목표 데이터에 도달하는 시간과 해당 지점까지의 모든 데이터를 읽어들이는 시간이 동일한 수준. 게다가 현재의 컴퓨터 데이터는 1~10까지 모든 데이터가 순차적으로 저장되어 있는게 아니라 1~3, A, 가~마, 9~10...이런 식으로 여러가지 별개의 데이터가 짧게 짧게 잘려서 저장되어 있다보니, 안 그래도 테이프를 물리적으로 감아야 하는 한계 탓에 접근이 힘든 자기 테이프 데이터가 경우에 따라선 '끝까지 감은 뒤, 처음으로 되감고, 다시 한참을 바로 감는 행동을 반복하면서 한층 더 시간이 걸린다. 그 과정에서 테이프가 마모되는 건 덤. 내구성 측면에서 '보존'에는 강하지만 '사용'에는 한계가 있다. 사용 중에 발생되는 제트기급 소음[3] 또한 일반 사용자 쪽 수요에서 자기테이프가 도태되는 이유 중 하나다.
따라서 자기 테이프는 주로 데이터 백업용이나 장기 기록 보관용이다. TAR 파일 포맷은 사실 이걸 위해 탄생한 규격이다.
2.3. 현황
자기 테이프가 안정성이 높고 용량이 많다지만, 하드 디스크 드라이브와 SSD의 빠른 데이터 임의 접근 성능은 무시할 수 없는 장점이다. RAID 기술의 발달로 자기 테이프 없이 백업과 실시간 운영을 동시에 달성할 수 있다. 자기 테이프용 설비와 RAID를 동시에 쓰면 중복 투자가 될 수 있다. 비용이 저렴해져도 데이터 임의 접근 속도가 느리다는 약점은 대응할 수 없다. 그래서 LTO 업계는 설비 업그레이드 프로모션과 다양한 형태의 유지 보수 프로그램을 실시하여 시장에 대응하고 있지만 쉽지 않다고 한다.
다만 압도적인 기억 용량이라는 다른 매체가 따라잡지 못한 장점이 있기 때문에 초대규모 데이터를 다루는 분야에서는 최전선에서 현역으로 뛰고 있다. 구글과 같은 글로벌 대기업, 금융권 등의 데이터는 가파르게 늘어나는 추세다. 데이터 장기 보관에 따른 안전성은 여전히 타 매체가 따라갈 수 없다. 2013년 구글의 데이터 저장량은 10엑사바이트 정도로 추정되는데, 하드 디스크로 이들을 저장하거나 백업하기는 어렵다. 구글은 오늘날 가장 많은 자기 테이프를 사용한다. 매년 20만 개씩 구매한다고 한다. 대략 120만 테라바이트(약 1.2 엑사바이트). 전 인류가 생겨나 오늘날까지 입 밖에 낸 말을 모두 합하면 약 5엑사바이트라 한다. 물론 구글이 보관하는 정보량의 대부분은 구글 드라이브 저장 데이터, 유튜브와 구글 포토 같은 영상 데이터인 반면 인류의 말은 문자인 점을 염두에 둘 필요가 있다.
미국 의회도서관은 정부 기관 중에서 가장 많이 자기 테이프를 구매하며, 매년 17~18만 개 수량이라 한다. 트위터와 페이스북의 모든 데이터를 보존하는 협약을 체결한 이후 자기 테이프 구매가 폭증했다. 미국 의회도서관은 그 이전에도 각종 자료를 사진으로 찍어두는 영인본을 만들거나 PDF, 데이터베이스 등으로 변환시켜 저장했기에 백업 수요가 어마어마했다.
2015년 4월, 소니는 기존 테이프 백업 용량의 74배인 매체 당 185TB 기술을 발표했다.# 2017년 8월 17일, IBM에서 330TB를 저장할 수 있는 테이프를#, 2020년에는 IBM과 후지필름에서 580TB를 저장할 수 있는 테이프를 발표하였다.#
3. 데이터 리코더
▲ 산요전기에서 발매했던 MSX용 데이터 리코더
8비트 컴퓨터 시대에 있었던 보조 기억 장치. 구조는 카세트테이프 데크와 동일하고 컴퓨터와 데이터를 주고 받는 선과 컴퓨터에서 모터를 제어 가능한 신호선 정도가 추가된다.[4] 매체로 카세트테이프를 이용한다.
1970~80년대에는 컴퓨터와 그 주변 장치의 가격이 비쌌다. 플로피 디스크 드라이브의 가격이 컴퓨터 본체와 맞먹을 정도였으며, 그러니 하드 디스크는 감히 가정용 컴퓨터에 들여놓을 수 없었다. 지금보다 기술력이 떨어지기도 했고[5] 저런 드라이브에 들어가는 메모리의 가격도 매우 부담될 정도로 비쌌기 때문이다. 대신 카세트테이프 리코더는 컴퓨터 주변 장치가 아니더라도 가정에 하나씩은 있었고 가격도 저렴하였기에 보급이 쉬웠다. 생산자는 대규모로 동시에 기록할 수 있는 장비가 있었기 때문에 제작 단가도 저렴했다.
원리는 디지털 데이터를 0과 1을 그에 해당하는 특정 주파수의 아날로그 신호인 소리로 변환해 이를 카세트테이프에 녹음해 저장하는 것이다. 눈치가 빠른 사람이라면 알겠지만 전화 접속 모뎀과 원리가 거의 같다. 실제로 MSX 롬팩 슬롯에 꽂는 1200bps 모뎀이 나오기도 했으나 이것을 가진 사람은 극소수였다. 데이터를 읽어들일 때 나는 삐이이이~하는 음색 역시 모뎀의 접속음과 유사하다. 그리고 소리로 데이터를 저장하므로 더블 데크 카세트가 있으면 복사도 가능하다.
장점은 대용량과 저렴한 가격이었다. MSX는 2400bps 속도 기준으로 90분짜리 테이프에 1200KB 정도 저장할 수 있었다. 당시 MSX용 플로피 디스크 용량은 360~720KB였다. 그럼에도 불구하고 가격은 전용 데이터 리코더도 몇 만원이었고, 카세트테이프도 몇 백원에 불과했다. 이러한 역사 때문인지 테이프가 플로피 디스크처럼 저장을 상징하는 아이콘으로 쓰이기도 한다. 대표적으로 Grand Theft Auto: Vice City의 세이프 포인트 모습이 있다.
단점은 느린 속도이다. 순차 저장 방식이라 매체의 시작부터 끝까지 데이터를 전부 읽어들여야 했다. 읽어들이는 시간을 줄이기 위해 사람이 데이터가 저장된 카운터를 기억해 그 카운터까지 카세트테이프 빨리 돌리기 기능으로 돌린 후 읽어들이는 방법을 사용했다. MSX 표준 속도인 1200bps(bit/sec)로 게임 하나 읽어들이려면 5~30분 정도, 2배속이면 그 절반의 시간이 걸렸다. 데이터 리코더를 사용했던 사람들이라면 게임 로딩 걸어 두고 밥 먹으러, 혹은 TV 보러 다녀온 기억이 있을 것이다.
데이터의 정결성과 신뢰성이 낮다는 점도 문제였다. 카세트테이프라는 매체가 드롭아웃(drop out)[6]이나 와우 앤 플러터(wow-and-flutter)[7] 현상이 잦은 데다가 저렴하게 만들려다 보니 오류 보정이나 신뢰성을 담보하는 기능이 거의 없었다. 가령 데이터를 불러오려면 되감기를 해야 하는데, 정확히 감기지 않으면 데이터를 못 불러온다든가 하는 등의 온갖 문제가 많았다.
삼성전자에서 나온 SPC-1000나 SPC-1500, NEC PC-8001, 후지쯔 FM-7, 샤프전자 MZ-80과 X1, MSX, 애플 II, 코모도어 64 등 당시의 대다수 8비트 컴퓨터는 저장 장치로 카세트테이프를 쓸 수 있었으며, 몇몇 기종은 본체 내에 데이터 리코더를 탑재했다. MSX 같이 별매품으로 나오거나[8], 삼성 SPC-1000, SPC-1500는 본체에 키보드와 함께 데이터 리코더를 내장했다. 애플 II도 외장 데이터 리코더를 사용했지만 한국에선 대개 Disk II 호환용 플로피 디스크 드라이브를 사용하였기에 그리 널리 쓰이지 않은 편이었다. 오류율이 꽤 높아 품질 좋은 테이프와 리코더가 필요했다. 속도는 MSX의 경우 1200bps가 표준이며[9], 애플 II는 1500bps 속도까지 가능했다. 코모도어 64의 경우 읽기, 쓰기 방식을 개선해 속도와 저장 공간을 늘려주는 소프트웨어인 '터보 테이프'를 통해 기록된 카세트테이프는 기존 방식으로는 15분 넘게 걸리던 로딩 시간이 2~5분 정도로 짧아졌다고 한다. #[10]
여기에 뭔가를 저장하는 방법은 녹음 버튼을 누른 다음 세이브 명령을 내리는 것이다. 저장이 완료되었다는 메시지가 나오면 멈춤 버튼을 누르면 되는 식이었다. 마찬가지로 게임을 불러오려면 로드 명령을 내리고 재생 버튼을 누른다.
일반 카세트테이프 데크를 데이터 저장용으로 쓰기엔 조금 난관이 있었다. 우선 LINE OUT 단자로 나가는 소리를 스위치를 눌러 스피커를 통해 들을 수 있는 모니터 기능이 필요했다. 사용자가 데이터가 시작되고 끝나는 소리를 같이 들으며 제대로 읽기가 시작되었는지 오류 없이 끝났는지를 판단해야 하는데 그런 기능이 없는 일반 데크는 LINE OUT 단자가 연결되어 있으면 스피커가 먹통이 되어 그럴 수가 없다. 그리고 저장 및 재생이 스테레오가 아닌 모노로의 전환 기능이 필요했다. 스테레오 모드로 사용하면 오류가 날 확률이 기하급수적으로 증가한다. 게다가 각 데크마다 카운터 수치가 다 제각각이어서 테이프를 감아 원하는 부분을 불러오는 데 애로사항이 많았다. 해당 컴퓨터 전용 데이터 리코더면 이런 면에서는 좀 나은 편.[11]
진성 게이머들은 카세트테이프로 출시된 게임을 에뮬레이터를 쓰지 않고, 많은 시간과 오류 위험을 감수하며 컴퓨터나 스마트폰을 통해 녹음한 후 코모도어 64, MSX 등의 개인용 컴퓨터에 데이터 리코더 대신 연결해 게임을 플레이 하기도 한다.
1980년대에 많이 팔린 공학용 계산기를 빙자한 포켓 컴퓨터도 테이프 확장 장치를 지원한다.[12] 당시 이러한 기기는 현재의 플래그십 스마트폰마냥 최신 기술의 집합체 취급을 받았기에, 테이프 드라이브 외에도 플로피 디스크 드라이브, 프린터 등 다양한 확장 장치가 출시되었다. 물론 그만큼 가격도 비쌌다.
일본 등지에서는 라디오 방송으로 게임 체험판 등을 전파로 흘려 보내기도 했다고 한다. 라디오에서 나오는 삐빗삐빗 소리를 녹음하여 컴퓨터로 열면 프로그램이 실행되는 식이었다. 말 그대로 소리를 통해 데이터를 저장하는 것이라 인터넷이 발달한 현재는 웹사이트 등에서 음성 파일을 재생해 프로그램을 실행할 수도 있다.
[1] 지금에 비해 테이프의 크기가 큰 편이다. 1960년대 기술력의 한계로, 비교적 소형화된 테이프(VHS)가 개발된 시기가 1976년이다.[2] 상단의 사진과 크게 다른 점은 테이프의 크기가 아니라 사람이 없다는 점이다. 저런 테이프 저장소는 필요한 테이프가 있으면 로봇이 자동으로 테이프를 옮겨 와서 기록장치에 삽입, 읽기 동작을 수행한다. 20~30년 전만 해도 저런식의 자동화된 테이프 운반은 테이프 수십~수백 개가 들어있는 단일 기기(랙) 내부에서나 가능했으나 이제는 저장소 전체 규모에서 가능하다.[3] 들어보기[4] 여기에 좀 고급형 같으면 레코딩/재생시 에러를 줄일 수 있게 특수하게 변조된 소리로 녹음/재생을 할 수 있도록 한다.[5] 고속 전송을 위한 인터페이스의 컨트롤러도 비쌌고 속도를 희생하고 간단한 인터페이스를 위해 코모도어 VIC-20/64의 FDD처럼 내부에 거의 본체와 동일한 수준의 하드웨어를 내장하기도 했지만 크기가 크고 비쌌다.[6] 데이터 일부가 손상되는 현상[7] 카세트테이프 또는 재생기에 문제가 생겨 균일한 속도로 재생하지 못하는 현상[8] 물론 MSX는 별의별 제품이 다 나왔으므로 당연히 데이터 레코더가 내장된 제품도 있었다. 예를 들어 Sanyo PHC-30(N)[9] 2400bps까지 가능한데 당연 테이프와 데크가 좋아야 하고 연결 케이블,단자에 노이즈가 적어야 하므로 표준이 아닐 뿐이다. 2400bps로 기록하려면 별도의 명령어를 넣어야 했다.[10] 사실 모뎀과 원리가 거의 같으며, 전화선의 대역폭 또한 음성 전달 수준으로 맞춰진 것이라 이론적으로는 모뎀의 최후기 방식인 56k (56,000bps)까지도 테이프만 좀 좋은 것 쓰면 카세트 테이프 방식 데이터 리코더로 기록이 얼마든지 가능하다. 다만 이런 고속 모뎀 변조 기술과 관련 칩이 나온 것이 1990년대에 들어서인데 이 때쯤 되면 플로피 디스크 드라이브가 이미 대중화된 시기를 지났고 저장할 데이터의 양 또한 그 이상으로 커진 후이다. 실질적으로 데이터 리코더로 저장하던 1980년대 기준이면 4800bps 정도가 경제적 한계라고 볼 수 있고, 보통은 2400bps 정도가 많았다.[11] 특히 기기 내장형이면 모든 해당 기종 사용자가 같은 종류의 리코더로 기록/재생을 하기 때문에 호환성에서 자유로워 속도나 에러방지 면에서 기록에 특화된 특수한 변조를 거친 소리로 변환하여 저장이 가능했기 때문에 더 유리했다.[12] 당연 포켓 컴퓨터이므로 표준형 카세트 테이프가 아닌 자동응답기 등에 썼던 마이크로 카세트 테이프 리코더를 달았다.