장기 데이터 아카이브의 비용과 복잡성에 부담을 겪는 기업이 곧 새로운 선택지를 갖게 될 가능성이 있다. 바로 유리 조각이다.

수요일 발표된 신규 연구에 따르면, 가로·세로 120mm 크기, 두께 2mm의 붕규산 유리 판은 301개 레이어에 걸쳐 4.8TB의 데이터를 저장할 수 있다. 가속 노화 시험 결과, 데이터는 최소 1만 년 동안 온전히 유지될 것으로 나타났다.

마이크로소프트 연구진은 과학기술 학술지 네이처에 게재한 논문에서 “유리는 물, 열, 먼지에 강한 영구적 데이터 저장 소재”라고 밝혔다. 연구진은 “병렬 고속 기록에 대한 과학적 기반을 확보했으며, 기록된 유리에 대한 가속 노화 시험 기법을 개발했다. 시험 결과 데이터는 최소 1만 년 이상 유지될 것으로 예상된다”라고 설명했다.

이전 기술은 소수 제조사만 생산하는 고순도 유리인 용융 실리카가 필요했다. 논문은 새로운 연구 결과가 대량 생산되고 비용이 훨씬 낮은 붕규산 유리에서도 동일하게 작동함을 보여줬다고 밝혔다. 연구진은 기술이 상용화에 한 걸음 더 다가섰다고 덧붙였다.

시점도 주목할 만하다.

논문이 인용한 시게이트 연구에 따르면 전 세계 데이터 영역은 약 3년마다 두 배로 증가하고 있다. 반면, 연구진은 대다수 디지털 아카이브 시스템은 법률·금융·규제 요건이 요구하는 수십 년 단위 보존 기간에 크게 못 미치는 매체에 의존하고 있다고 지적했다.

현재 가장 널리 사용되는 아카이브 매체인 자기 테이프는 이런 한계를 보여준다. 기업 표준으로 자리 잡은 LTO-10(Linear Tape-Open) 카트리지는 기본 용량 30TB~40TB, 전송 속도 400MB/s를 제공하지만, 공식 보관 수명은 30년에 불과하다. 16°C~25°C 사이 온도에서 보관해야 하며, 약 5~10년마다 데이터 이전 작업이 필요하다.

그레이하운드 리서치 수석 애널리스트 고기아는 “아카이브 시스템은 카트리지가 화학적으로 열화돼 실패하는 경우보다 호환성 기간 종료, 드라이브 세대 교체, 펌웨어 지원 종료, 로보틱스 장비 교체 필요성 때문에 문제가 발생하는 경우가 더 많다”라고 분석했다.

테이프 서비스형 모델은 이런 부담 일부를 완화하고 있다. 가트너 수석 애널리스트 비셰시 디비야는 정의된 서비스 수준 보장 하에 하드웨어 생애주기 관리를 공급자에게 이전하는 방식이라고 설명했다.

디비야는 “LTO 테이프는 여전히 기업 콜드 스토리지의 기준”이라며 “테라바이트당 매체 비용이 낮고 생태계가 성숙했으며, 기업은 리프레시 주기 관리에 대한 수십 년 경험을 보유하고 있다”라고 말했다.

카트리지당 5.5TB 용량과 100년 보관 수명을 제공하던 소니의 광디스크 아카이브는 2025년 3월 단종돼 현재 시장에 유사 제품은 없는 상태다.

유리에 데이터를 기록하고 읽는 방식

프로젝트 실리카(Project Silica)로 불리는 마이크로소프트의 유리 기반 저장 이니셔티브는 펨토초 레이저 펄스를 이용해 유리 내부에 ‘복셀’이라 불리는 3차원 구조로 데이터를 인코딩한다. 빔당 초당 25.6메가비트, 비트당 10.1나노줄의 에너지 비용으로 기록이 이뤄진다.

논문은 두 가지 인코딩 방식을 설명한다. 첫 번째 방식인 복굴절 복셀은 유리의 편광 특성을 변화시킨다. 연구진은 하나의 펄스를 분할해 동시에 하나의 복셀을 시작하고 다른 복셀을 완료하는 준단일 펄스 기법을 적용해 필요한 레이저 펄스 수를 줄였으며, 빔 스캐닝 속도를 향상시켰다.

두 번째 방식인 위상 복셀은 유리의 위상 특성을 변경하는 새로운 기술로, 복셀당 단일 펄스만 필요하다. 복굴절 방식이 작동하지 않았던 붕규산 유리에서도 적용 가능하다는 점이 핵심이다. 연구진은 “위상 복셀에서 발생하는 높은 수준의 3차원 기호 간 간섭은 머신러닝 분류 모델로 완화할 수 있다”라고 설명했다.

기존 프로젝트 실리카 판독기는 데이터를 읽기 위해 3~4개 카메라가 필요했지만, 업데이트된 시스템은 1개 카메라만 사용한다. 연구진은 기록·저장·검색 전 과정을 포함한 최초의 완전한 엔드투엔드 유리 아카이브 시스템을 구현했다고 밝혔다.

수명은 가속 노화 시험을 통해 검증됐다.

연구진이 개발한 비파괴 광학 측정 기법과 기록된 붕규산 유리 샘플에 적용한 가속 노화 기술을 기반으로 분석한 결과, 데이터 수명이 1만 년을 초과하는 것으로 나타났다. 연구진은 “붕규산 유리에 기록된 복셀에 대한 가속 노화 시험 결과, 데이터 수명이 1만 년을 초과하는 것으로 확인됐다”라고 밝혔다.

기업 고객에게는 수명만으로 충분하지 않을 수 있다.

고기아는 “현실적인 총소유비용 비교는 조달 주기가 아니라 수십 년 생애주기를 기준으로 모델링돼야 한다”며 “유리 저장은 마이그레이션 주기를 제거함으로써 인력 비용, 검증 부담, 운영 중단을 줄일 가능성이 있다”라고 분석했다. 다만 기록 속도는 테이프보다 느려 초저빈도·초저유입 아카이브 환경에 적합하다고 덧붙였다.

규제 준수도 중요한 요소다. 영구적 광학 변형으로 인코딩된 데이터는 덮어쓸 수 없어 랜섬웨어 노출 위험을 줄일 수 있다. 그러나 고기아는 “규제 준수는 매체 특성이 아니라 시스템 특성”이라며 “기업은 암호화 키 교체, 메타데이터 인덱싱, 감사 추적 완전성을 여전히 보장해야 한다. 1만 년 수명을 가진 매체가 거버넌스 책임을 대체하지는 않는다”라고 강조했다.

아직 상용 제품은 없다.

마이크로소프트는 별도 블로그를 통해 프로젝트 실리카의 연구 단계가 완료됐다고 밝혔다. 마이크로소프트는 “지속 가능한 장기 디지털 정보 보존 수요를 검토하는 과정에서 프로젝트 실리카의 연구 성과를 계속 반영하고 있다”라고 설명했으며, 상용화 일정은 공개하지 않았다. 상용화되더라도 유리 저장이 테이프를 완전히 대체할 가능성은 낮다는 전망이 나온다. 디비야는 “유리 저장은 테이프 기반 콜드 스토리지를 대체하기보다 초장기 특수 보존 영역에서 활용될 가능성이 크다”며 “새로운 매체는 매체 수명뿐 아니라 경제성, 하드웨어, 소프트웨어, 운영 모델 등 전체 요소에서 경쟁해야 한다”라고 말했다.
dl-itworldkorea@foundryco.com