광학 디스크 드라이브 공장 탐방
우리나라에서 최초로 ODD를 선보인 제조사는 어디일까? 바로 1990년 1배속 CD-ROM을 출시한 LG 전자다. 그 뒤에도 꾸준하게 최신 기술을 적용한 ODD를 선보이면서 세계 최대 ODD 생산업체로 확고하게 자리 잡았다. 세계적으로 손 꼽히는 LG의 광학 디스크 드라이브가 어떻게 만들어지는지 평택에 위치한 LG전자 제조 공장을 찾았다.
현재 평택에서 생산하는 ODD는 주로 국내 소매 시장으로 팔려나간다. 해외로 수출하는 제품과 대형 PC 제조업체에 들어가는 제품은 중국 혜주에서 생산하고 있다. 중국 공장에 견줘 규모는 작지만 블루레이 리코더 같은 기술 집약적인 제품의 비중이 높은 핵심 시설이다. 생산 단가의 문제만 놓고 따지면 국내 공장의 경쟁력이 떨어지는 면이 없지 않지만 신기술과 신제품에 대한 관심이 높은 국내 소비자의 취향에 발 빠르게 대응할 수 있는 것이 장점이다. PCB와 IC, 레이저 픽업, 케이스 등 기본 부품은 외부에서 가져오고 평택 공장에서는 조립과 작동 테스트, 펌웨어 세팅 등의 작업을 하고 있다.
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광학 디스크를 회전시키는 스핀들 모터를 달고 있다. 스핀들 모터가 잘못되면 디스크를 읽을 수 없기 때문에 무척 중요한 부품이다.
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ODD를 제어하는 PCB를 달고 있다. 모터와 픽업을 제어하는 컨트롤러를 비롯해 여러 가지 반도체를 단다.
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기본적인 부품을 단 뒤 PCB에 있는 컨트롤러에 ODD 펌웨어를 설치한다. 펌웨어는 ODD를 제어하는 소프트웨어다.
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렌즈가 제대로 달렸는지, 이물이 끼지는 않았는지 현미경으로 확인한다. 렌즈가 잘못되면 데이터를 읽지 못하기 때문에 꼼꼼하게 확인한다. 렌즈 확인을 끝낸 뒤에는 광학 디스크 호환성을 거친다. 광학 디스크도 여러 종류가 있기 때문에 제품별로 테스트하는 부분이 다르다. 펌웨어가 제대로 깔렸는지, 광학 디스크는 잘 읽는지 확인한다.
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이제 옷을 입을 차례다. ODD에 케이스를 씌우는 순서다. 슬슬 우리가 평소 보던 ODD의 모습을 갖추기 시작한다.
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케이스를 씌운 뒤에 2차 호환성 테스트를 거친다. 광학 디스크 호환이 잘 되는지 각각 디스크를 넣어서 일일이 확인한다. 사소한 실수가 불량품이 될 수도 있기 때문에 세심하게 살핀다.
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미세하 전자파가 ODD를 손상시킬 수 있기 때문에 휴대폰이나 정전기가 흐를 수 있는 물품은 따로 분리해 놓는다.
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ODD의 작동 상태를 확인하는 LED가 제대로 작동하는 확인하고 있다. 이렇게 여러 번의 테스트를 해도 불량이 나올 수 있기 때문에 세심하고 꼼꼼하게 조립한다.
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LG 로고와 ODD 호환성, 그리고 제품 정보에 대한 스티커를 붙인 덮개를 붙이면 완성이다.
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ODD가 완성되면 포장을 한 뒤에 상자에 담는다. 이렇게 완성된 ODD는 용산전자상가를 비롯해 각지의 매장과 소규모 PC 조립업체에 배달된다. 우리나라에서 팔리는 LG ODD는 대부분 평택에서 만든 것이다.
바늘과 실, 광학 디스크와 ODD
CD-ROM부터 블루레이까지, ODD는 PC의 역사만큼이나 파란만장한 세월을 걸었다. 앞에서 말한 것처럼 ODD의 기본 구조는 크게 바뀌지 않았다. 더 빠르고, 더 많이 저장할 수 있는 광학 디스크 규격이 등장했고, 그에 맞춰 광학 디스크 드라이브의 펌웨어와 렌즈가 바뀌었을 뿐이다. 시대별 주요 광학 디스크의 특징을 알아봤다.
획기적인 저장 매체, CD의 등장
CD-ROM의 역사는 소리만 기록할 수 있었던 오디오 CD에서 시작된다. 1982년 네덜란드의 필립스와 일본의 소니가 오디오 CD를 개발하면서 광학 디스크의 역사가 시작되었다. 새로운 저장매체를 만든 두 회사는 자신들이 개발한 기술을 널리 확산시키려고 ‘레드 북’이라는 규격집을 만들었다. 이 책에는 디지털 방식으로 오디오 신호를 기록하고 읽는 방법과 CD 데이터를 읽는 CD 플레이어에 대한 규격들이 적혀있다. 1983년 필립스와 소니는 또 다른 규격집인 ‘엘로우 북’을 발표했다. 엘로우 북에는 오디오 신호 외의 정보를 저장하는 방법이 적혀 있었다. 이 규격을 이용해 개발된 것이 CD-ROM이다.
테이프와 LP를 주로 쓰던 당시 CD의 등장은 큰 변화의 시작이었다. CD는 폭발적으로 인기를 끌며 빠르게 보급되었다. 크기가 작은 것이 첫 번째 이유다. 흔히 얼굴이 정말 작은 사람을 ‘CD 한 장으로 가려지는 얼굴’이라고 할 정도로 작은 크기의 대명사다. 크기가 작은 만큼 휴대성과 보관이 편하다. 테이프나 LP는 오랜 시간 재생하면 데이터가 기록된 홈이 닳아서 음악을 재생할 수 없지만 CD는 관리만 잘하면 반영구적이란 것도 빠른 보급화에 한 몫을 했다.
처음 CD-ROM이 등장했을 때 많은 사람들이 놀란 것은 바로 엄청난 양의 데이터를 저장할 수 있다는 것이었다. 단 한 장의 CD에 최대 700MB정도의 정보를 기록할 수 있다는 것은 당시에는 획기적이었다. 브리태니커 백과사전이 모두 저장되고도 남을만한 크기다. 더구나 CD는 크기가 작아 다루기 쉽고 플로피 디스크 등 자기기록방식을 이용한 것과 달리 데이터가 손상될 염려도 거의 없다.
이런 획기적인 저장 매체를 PC 회사들이 놓칠 리가 없다. 많은 회사들이 CD에 소프트웨어를 담아 판매했다. 이런 CD의 이점을 가장 크게 활용할 수 있는 분야가 게임과 멀티미디어다. 게임은 말할 것도 없고 비디오와 오디오 데이터의 크기가 워낙 크다보니 CD가 아니면 그것들을 저장하여 배포할 수가 없었다. 만약 CD와 CD-ROM이 없었다면 게임이나 멀티미디어의 발전은 지금보다 훨씬 늦어졌을 것이다.
ISO 9660
ISO 9660은 국제 표준 협회(International Standards Organization)에서 1994년에 발표한 일반적인 데이터 형식이다. 발표 뒤 널리 이용되면서 국제 표준이 되었고, PC 데이터 CD의 표준 형식이 되었다. 다른 CD 규격과 달리 ISO 9660은 CD의 물리적인 데이터 형식을 정의하고 있지 않다. ISO 9660에는 CD에 저장되는 파일의 구조와 논리적인 형식만 정의한다. 현재 이용하는 대부분의 CD 형식은 ISO 9660 규격을 확장한 것이다.
CD-ROM의 원리와 구조
CD-ROM의 ‘ROM’은 Read-Only Memory의 약자다. ROM은 기록된 데이터를 읽기만 하는 저장장치다. 필립스와 소니가 CD-ROM에 대한 규격집을 내놓았을 때만해도 오디오 CD에 대한 규격만 있을 뿐 파일 정보를 다루는 방법에 대한 내용은 아무것도 없었다. 그러자 CD의 가능성을 알아본 여러 회사들이 CD에 관한 정식 규격을 만들기 위해 연구 그룹을 설립했다. ‘하이 시에라’라는 그룹은 CD 데이터를 PC에서도 인식하는 기술에 주목했다. 그래서 만들어진 것이 ‘하이 시에라 규격’이다. 그 뒤 더욱 개선시킨 ‘ISO 9660’을 발표했고 이 규격은 국제 규격으로 공인받았다. 오늘날 CD-ROM의 구조는 모두 이 ISO 9660를 따르고 있다.
CD-ROM의 원리는 간단하다. 광학 디스크 표면에 파인 홈에 레이저빔을 쏘아서 어떻게 반사되는지에 따라 디지털 정보를 기록한다. 광학 디스크에는 하나의 트랙이 나선형으로 존재한다. 데이터를 구역별로 저장하는 섹터는 나선형 사이에 일정한 길이로 차례로 정렬되어 있다. CD의 용량은 데이터의 종류나 저장 방식에 따라 다르지만 평균 540MB에서 710MB 사이다.
헐리우드와 PC 업계의 요구사항
다른 페이지에 나오겠지만 DVD의 개발에는 할리우드와 PC 업계의 입김이 많이 담겨 있다. 할리우드의 요구 사항은 다음과 같다. 12cm의 광디스크에 2시간 이상의 영화가 기록될 수 있어야 하고 화질은 이전의 LD 이상, 현장감 있는 사운드를 얻기 위한 서라운드 입체 음향 지원, 다중 언어와 다중 자막 지원 등이다. 이 요구사항을 모두 충족하면서도 집에서 이용할 수 있어야 하는 것이 최종 요구였다.
멀티미디어 시대의 DVD
빠르게 발전한 디지털 기술 덕에 데이터 용량이 커지면서 CD 한두 장으로는 원하는 정보를 저장할 수 없게 되었다. 고용량 저장 매체가 필요해진 영화 산업과 PC 업계의 요구로 개발된 것이 바로 CD의 뒤를 잇는 두 번째 광학 디스크 DVD다. DVD는 크게 2가지 목적으로 개발되었다. 첫 번째는 영화를 집에서 쉽게 볼 수 있는 영상 미디어의 역할, 두 번째는 이전 오디오나 비디오, PC라는 단일 장르가 아닌 하나로 통합된 멀티미디어 미디어의 역할이다.
태생부터 멀티미디어와 PC 저장 매체 등 전천후로 개발된 DVD는 전용 플레이어뿐만 아니라 PC에서도 읽을 수 있어야 했다. 따라서 통일된 포맷이 필요했을 뿐 아니라 이전 CD와 호환될 수 있어야 하고, 앞으로 개발될 미디어와도 호환성을 고민해야 했다. 이 모든 항목을 만족시키다보니 DVD는 최소 4.7GB라는 CD와 비교도 할 수 없는 용량을 지니게 되었다.
DVD는 통일된 포맷 구조를 유지하기 때문에 영상용, 음악용, PC용에 상관없이 호환성을 가진다. 비디오용 DVD는 DVD-비디오 플레이어뿐만 아니라 PC의 DVD-ROM 드라이브에서도 영상, 음성을 재생할 수 있다. DVD 시스템을 구성하는 레이어는 크게 2 가지다. 디스크의 구조, 변조 방식, 에러 정정 방식 등을 규정하는 물리 레이어가 있고, 데이터 읽고 쓰기를 관리하는 파일 레이어가 있다. 물리 레이어에 쓰이는 신호 기록 포맷은 원칙적으로 통일되어 있지만 현실적으로는 기록 재생용과 재생 전용에 차이가 있다. 기록용에는 데이터를 기록하는 기록 레이어가 있어서 기록 트랙을 미리 만들어 놓거나 기록 타이밍 설정을 위한 데이터 주소를 저장한다.
DVD-RAM의 원리와 구조
DVD-RAM은 CD-RW처럼 몇 번이라도 다시 기록/재생할 수 있다. 데이터 기록은 상변화 방식을 이용한다. 매체를 고온 상태로 하여 급격히 식히면 비결정상태가 되고, 중온 상태부터 식히면 결정 상태가 되는데, 레이저 반사율이 비결정상태에서는 낮고, 결정 상태에서는 높다는 특성을 이용한다. 데이터를 재생할 때는 레이저를 약하게 쪼여 검출된 반사광으로 데이터를 읽는다.
차세대 ODD 승자, 블루레이
현재 가장 많이 쓰이는 광학 디스크는 DVD지만 더욱 발전된 ODD에 대한 사람들의 열망은 새로운 저장 매체의 등장을 불러왔다. 바로 ‘블루레이’다. 블루레이가 차세대 ODD로 인정을 받기까지는 험난한 여정을 겪어야만 했다. 비슷한 시기에 차세대 영상 매체로 주목을 받았던 HD-DVD가 있었기 때문이다. 둘은 오랜 싸움을 벌였고 최후의 승자로 블루레이가 결정됐다.
블루레이는 정보 저장과 재생을 위해 지금까지는 전혀 다른 파장의 레이저를 이용하는 광 디스크다. DVD보다 5배 정도 많은 정보를 더 저장할 수 있다. 한 면에 평균 25GB의 데이터를 저장할 수 있는데, 이것은 DVD 용량의 5배에 해당한다. 요즘 유행하는 풀 HD 방송은 4시간이 넘게 저장할 수 있다. 용량이 커진 만큼 화질과 음향은 더욱 발달했다.
원래 블루레이 디스크는 초기 DVD와 함께 연구됐다. 하지만 기술적인 문제와 높은 개발 비용으로 상용화에 어려움을 겪다가 시간이 꽤 지난 뒤에야 등장했다. 오랜 연구 끝에 더욱 높은 성능을 지닌 레이저를 개발하게 되었고, 레이저가 청색이라는 점에서 블루레이로 이름 붙였다. 초창기 블루레이 디스크는 일본에서 디지털 위성 방송을 녹화하기 위해 가장 먼저 쓰였다. 일본은 블루레이의 상업적 가치를 알아보고 국제 규격으로 인정받기 위해 많은 노력을 기울였다.
DVD 포맷과 크기
일반적인 DVD 포맷별 크기는 다음과 같다.
하나의 기록면을 가진 단면 1층 디스크로 4.7GB의 기록 용량을 지닌 DVD.
두 개의 기록면을 지니는 양면 1층 디스크로 9.4GB의 기록 용량을 지닌 DVD.
두 개의 피트를 가졌지만, 한 쪽에는 반투명막을 덮은 단면 2층 디스크로 8.5GB의 기록 용량을 지닌 DVD.
양면 2층 디스크로 17GB의 기록 용량을 지닌 DVD.
HD-DVD vs 블루레이
표를 보면 알겠지만 HD-DVD와 블루레이의 기록 방식은 비슷하다. 가장 큰 차이는 저장 매체에 데이터를 기록하는 레이저 파장 길이와 기록 용량이다. 블루레이가 HD-DVD보다 2배 정도 용량이 크다. 듀얼 기록이 가능하기 때문이다. 숫자만 비교하면 약 3배 정도의 차이다. HD-DVD는 DVD에서 발전한 기술이기 때문에 원래 있던 DVD와 호환되고 값도 싸서 싸움 초창기에는 블루레이를 누르고 우세를 보였다. 블루레이측은 이에 맞서 꾸준하게 기술을 발달시켰고 결국 가격대를 비슷하게 맞추었다. 승부는 여기서 갈렸다. 여전히 값은 HD-DVD가 더 쌌지만, 블루레이의 성능이 그 값을 메울 정도의 수준까지 발달한 것이다. 마침내 2008년 2월 HD-DVD는 블루레이에게 승자의 월계관을 씌워주고 퇴장했다.
