메모리의 진화

오늘날 쏟아지는 정보량은 상상하지 못할 만큼 엄청납니다.

저도 10년 전쯤 시청 직원들에게 Big Data란 말을 들으면서도 그게 어느 정도인지 감을 잡지 못했었는데 지금 실감하고 있습니다 . 특히 스티브 잡스가 스마트 폰으로 세상을 바꾸어 놓은 이래 쏟아지는 자료는 감당하기 어렵습니다. 이번 국회의원 선거에서도 선거에 나선 후보자들뿐만 아니라 그들을 위하여 나서는 사람들까지 보내오는 메시지는 제가 읽지 않은 카톡이 늘 +999일 정도로 넘쳐났습니다.

그런데 여기에 더하여 지난 2023 년 12월 4일 프랑스 생명공학회사인 ‘ 바이오 메모리’가 데이터를 DNA형태로 저장하는 ‘DNA 카드’를 출시하였다고 합니다.
컴퓨터의 정보단위는 1948년 클로드 섀넌이 엔트로피 단위로 비트(bit)를 사용한 것이 시초가 되었다고 합니다. 비트는 경우의 수, 확률의 역수에 대해 정수를 밑으로 취한 로그값으로 현재 컴퓨터가 처리하는 데이터의 양을 표기하는 단위로 쓰게 되었습니다. 컴퓨터에서는 이진법에 따라 정수 0과 1을 사용하게 되므로 2 의 승수로 단위가 나오게 됩니다. 그러니까 n비트는 2 의 n제곱이 되어 2ⁿ이 되는 것이지요 .
그리고 비트가 8개 모이면 컴퓨터가 데이터를 처리하는 단위인 1 바이트(Byte)가 됩니다. 이를 간단히 보겠습니다.
  1킬로바이트 (KB) = 210 (1,024) 바이트 
  1메가바이트 (MB) = 220(1,048,596) 바이트 
  1기가바이트 (GB) = 2 30(1,073,741,824) 바이트 
  1 테라바이트 (TB) = 240(1,099,511,647,776) 바이트 
1테라바이트는 거의 1조 990 억 바이트 이상의 양이니 가늠이 되겠습니까?
그런데 바로 프랑스 바이오 메모리의 DNA카드는 테라바이트의 1000배 이상인 페타바이트(PB) 단위를 써야 할 정도 용량이라고 합니다.

과학동아 2024년 2월호에 메모리 정보량의 발달을 정리해 놓았습니다 .

1. 천공카드(구멍)
이 방식은 컴퓨터가 나오기 전인 1725년부터 천을 짜는 직조기에 도입되었다고 합니다. 카드에 구멍이 뚫려있는지 아닌지에 따라 0, 1의 2진법 데이터를 기록, 판별하는 것입니다 . 1880년 미국 허먼 홀러기스가 전자기계가 읽고, 계산할 수 있는 천공카드 시스템을 발명하였습니다. 그러나 이것은 정보 저장량이 너무 적고 사용하기가 불편합니다.

2. CD-ROM(빛)
1982년 일본 소니와 네덜란드 필립스가 합작하여 CD(Compact Disc)를 만들었습니다. CD 표면에 미세한 홈을 새긴 후 레이저를 비추어 0, 1을 구분하는 것입니다. 20세기 후반 음악과 영화로 출시되고 DVD, Blu-ray 등이 등장하였습니다. 이것은 휴대하기 편한 크기이지만 다른 매체에 밀려 지금은 사장된 상태입니다.

3. 하드 디스크(자기장)
1956년 IBM에서 상업적으로 만들었습니다. 자기장을 이용한 저장장치로 디스크에 자성물질을 바르고, 정보를 읽고 쓰는 ‘헤드 ’를 이용하여 정보를 입력하는 것입니다. 자성물질로 자기방향이 변하면 1, 변하지 않으면 0으로 구분하는 것입니다. 저장용량에 비해 가격이 저렴하나 정보를 읽는데 시간이 걸립니다 .

4. 플래시 메모리(반도체 )
1987년 일본 도시바에서 출시하였습니다. 비휘발성 반도체 저장장치로 양자적 크기의 트랜지스터에 저장하는 것입니다 . 전자를 채우거나 비우는 방법으로 기록합니다. 현재 USB, SD 카드, SSD(Solid State Drive) 등 최근 급격히 사용되고 있습니다. 정보를 빠르게 읽을 수 있으나 가격이 비싸고 수명이 짧습니다 .

5. DNA카드
2012년 하버드대 유전학과 조치 처치 교수가 처음 실증하였다고 합니다 . 데이터 저장밀도가 큰 데, 앞에서 밝힌 대로 DNA 1g 에 무려 215페타바이트의 용량을 저장한다고 합니다. 거기에 DNA수명이 150년 정도로 비교적 긴 데다가 저장 후 전력을 쓸 필요도 없다고 합니다. 매우 높은 정보밀도와 긴 수명이라는 장점이 있으나 아직 연구 초기단계라고 보겠습니다.

오늘도 최고의 날이 되십시오.