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사진설명 : T40에 내장된 슬림형 CD-RW/DVD 콤보 드라이브
"어느 날 아침에 일어나보니 스타가 되어있었다."라고 해야할까?
CD-ROM은 1992년 말, 선을 보인지 얼마되지 않아서 그야말로 폭발적인 반응과 함께 눈부신 발전을 이룬 보조기억장치다.
아마도 그렇게 짧은 기간에 성공적인 모습을 보일 수 있었던 것은 이미 음악용 CD Player가 CD-ROM탄생 전 10년 동안 닦아 놓은 탄탄한 기반에 멀티미디어 컴퓨팅 환경으로의 급격한 변화가 크게 작용했기 때문일 것이다.
CD-ROM은 이미 웬만한 사람들이 잘 알고 있는 것처럼 "Compact Disk"와 "Read Only Memory"라는 말을 줄여놓은 것이다. 특이하게도 CD-ROM은 다른 주변기기와 다르게 오디오용 CD에서 시작이 되었다.
CD가 보급되기 전에 대부분의 음악 재생용으로 주로 사용됐던 것이 흔히 "레코드 판"이라는 말로 불리우던 큰 접시만한 LP(Long Player)였다는 것을 생각한다면 CD는 그야말로 'Compact Disk'였던 것이다.
1978년 세계의 가전제품 시장을 주도해온 Philips사가 첫 선을 보인 이래 규격의 통일화가 이뤄진 1982년, A/V업계의 왕자라고 할 수 있는 SONY가 지금의 규격에 어울리는 12Cm의 제품을 세상에 선을 보임으로써 그 출발이 된 것으로 초기의 제품은 650MB의 공간에 약 74분 정도의 음악을 담을 수 있는 크기로 만들어졌다.
참고로 최초로 양산된 팝음악 CD는 Abba의 "The visitors"앨범이라한다.
그런데, 하필이면 용량으로 650MB를 갖고 있었는가에 대해서는 재미있는 추측들이 있었지만 그 중 가장 유력하면서도 흥미를 끄는 일화가 있다. 이들 제조사가 용량을 얼마로 결정할지 고민하던 때에 마침 SONY사 사장의 부인이 자신이 좋아하는 '베토벤의 9번 합창교향곡'을 원하자 그 곡을 담을 수 있는 크기로 결정한 것이 계기가 되어 650MB 용량으로 출시가 되었다는 것이다. 농심 회장의 손녀가 어렸을 적에 과자를 '깡'으로 불르는 탓에 "새우깡"이라는 이름이 탄생한 것과 비슷한 역력이라고 할 수 있겠다.^^;
CD-ROM의 원리
디스크의 표면에 파인 미세한 홈에 레이저 빔을 쏘았을 때의 굴절에 의해 반사되어 돌아오는 빛의 양의 차이를 이용하여 데이터를 읽는 CD나 CD-ROM은 기록 방식에 있어서 자성물질을 사용하여 데이터를 기록하는 HDD나 FDD와는 근본적으로 차이를 갖는다.
여기서 눈여겨 볼 것은 HDD나 FDD 처럼 자기 방식으로 기록이 되는 것을 "Disk"라고 표기하며 CD나 DVD과 같은 광학적인 방식으로 기록되는 디스크를 "Disc"라고 표기하여 차이를 둔다는 점이다.
Disc의 구조에 대해서 잠깐 살펴보면,
CD는 구성하는 층은 다음의 그림과 같이 투명 프라스틱 보호층, 알루미늄 반사층, 플라스틱 보호층(폴리카보네이트)으로 이뤄졌다.
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사진설명 : CD의 구조
로딩 시에는 이미 저장된 데이터를 읽어들이기 위해서 CD-ROM은 레이저 다이오드를 통해 CD에 빛을 투사한 후에 여기서 반사되는 빛을 디텍터에서 감지한다. 그러므로 CD-ROM을 비롯한 광학드라이브에서 가장 중요한 부품 중에 하나는 '빛을 투사시켜주는 레이저 다이오드'가 될 것이다.
당연한 이야기겠지만 레이저 다이오드의 수명이 끝나면 그 광학 드라이브도 더 이상 쓸모가 없는 것이다. 이 때 디스크 알루미늄 층의 표면에는 데이터 값에 따른 미세한 홈을 만들어 놓은 상태이기 때문에 반사되는 값이 달라져서 그 차이에 따라 데이터 값을 전달 하는 것이다.
여기서 홈을 피트(PIT), 그냥 평평한 면을 랜드(LAND)라고 하는데, 디스크의 반사층을 이루는 알미늄 부분의 피트는 저장되는 데이터 값에 따라 간격을 두고 디스크의 전반에 걸쳐서 한 줄로 나선형의 트랙을 형성한다.
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사진설명 : CD의 트랙과 자기디스크의 트랙
이 값을 읽어 들이기 위해서 회전하는 드라이브의 표면을 헤드가 트랙을 따라 빛을 쏘아 주는 것이다.
즉, 회전하는 디스크에 한 줄로 나있는 트랙을 따라 빛을 쏘아주며 피트와 랜드에 의해 변화되는 반사량을 통해 0과 1의 값을 구분하여 데이터 값을 읽어 들이는 원리다.
그러므로 사용되는 디스크는 제조상의 차이를 갖으며 두 가지 방법으로 나뉜다.
첫 번째는 원판을 따로 제작하여 프레스 등의 장치로 여러 장의 CD를 만든 뒤 폴리 카보네이트를 입혀 보호층을 형성하는 방식으로 대량생산을 위한 프레스 방식이다.
흔히 은색으로 되어있기 때문에 “실버CD”라고도 불리는 이것은 낮은 가격에 제작이 가능할 뿐만 아니라 빠른 시간 안에 대량생산에 용이하기 때문에 컴퓨터에 관련된 잡지나 책을 사면 번들로 제공되는 CD가 대표적인 예이다.
두 번째는 일반적으로 가장 많이 사용하는 방법으로 CD-R을 사용하는 방법이다. 프레스로 원형에 따라 만들어지는 것이 아니라 빛이 쏘여짐에 따라 변질되는 화학물질을 사용하는 것이 다른 점이며 여기에 사용되는 디스크는 사용 목적에 따라 다양한 종류가 CD레코더만 있으면 되므로 사용이 간단하고 보존기간에 있어 앞의 방법보다는 최대 10배(100년)까지 길다는 것이 특징이다.
흔히 말하는‘공 CD’가 여기에 속하는 것이다.
CD의 규격과 역사
레드북
처음 CD라는 것이 태어났을 때는 제조사들마다 개별적으로 CD를 개발 및 제작을 하였으므로 규격이 모두 달라 서로간에 호환이 되질 않는다는 점이 문제였다.
때문에 1982년 자신들의 제품에 대해서 일정한 규격을 갖는 표준을 정하고 이를 정리해 놓은 문서의 표지색에서 이름을 얻어 “RED BOOK”이라고 불렀다.
레드북에서는 CD플레이어에 대한 규격과 신호처리 등 오디오용CD(CD-DA: CD-DIGTAL AUDIO)에 대해서 표준화가 이뤄졌으며 이후 나오게 되는 다른 규격들의 모태가 되었었다.
조금 더 언급을 하자면 레드북에서 정의된 CD의 형태는 음악용으로 기존에 주로 사용되던 LP(LONG PLAYER)처럼 트랙이 나선형으로 감겨있는 형태로 이뤄졌다.
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사진설명 : CD의 개념도
내용을 살펴보면, CD에 사용되는 데이터의 최소단위는 섹터이고 여기에 사용되는 모든 섹터는 2352바이트의 통일된 크기를 가지고 있다.
한 섹터에 약 75분의 1초의 오디오를 저장할 수 있는데, 처음의 세션이 시작되는 부분으로써 디스크에 대한 정보를 미리 주는 TOC(TABLE OF CONTENTS)를 포함한 LEAD IN, 음악이 저장되는 PROGRAM, 음악이 끝난 뒤 아무 소리가 나지 않음으로써 플레이가 데이터의 로딩이 끝났음을 알리는 LEAD OUT 영역으로 구성되어 있다.
여기에서 한 CD에 저장할 수 있는 트랙수는 최대 99개까지이며 데이터는 일정한 양의 프레임단위로 저장되며, 각 트랙사이에는 2초의 간격이 존재한다.
또한 표면이 오염되었을 때를 대비해서 에러 검색과 에러 정정이 가능하게 함으로써 손실된 부분이 있더라도 재생이 가능하도록 해준다.
하지만, 레드북에서 정한 오디오용 CD는 데이터를 순서대로 읽어나가기 때문에 임의적으로 원하는 데이터를 얻어야 하는 컴퓨터에서는 사용이 힘들어진다.
또한 오디오용 CD에서는 데이터를 읽어 들일 때 작은 오류정도는 음질의 차이로 그냥 넘길 수 있지만 컴퓨터 파일의 경우는 데이터 전체의 손실을 줄 수도 있기 때문에 이러한 점들에 대한 보완이 필요했다.
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옐로우 북
1985년에는 컴퓨터의 데이터를 저장할 수 있도록 해주는 옐로우 북이라는 규정을 발표한다.
이 규정에 대해 회의를 한 곳의 이름을 본따서 High Sierra Format이라고도 부르던 옐로우북은 기본적인 형태에 있어서는 레드북의 표준은 그대로 계승하면서도 오류 검색이나 정정부분을 강화 함으로써 컴퓨터 데이터를 지원해주는 모드와 음악재생을 위한 모드를 추가한 규정이다. 레드북과 마찬가지로 규정을 담은 서류의 표지가 노란색 이라는 것에서 이름이 유래된 것으로써 레드북이 오디오용 CD-DA를 위한 규정이라면 예로우북은 CD-ROM에 대한 규정이라고 할 수 있다.
옐로우북의 모드에 대해서 조금 더 설명을 하자면, 컴퓨터의 데이터를 지원할 수 있도록 한 것이 모드1이며 오디오CD로의 사용을 위한 것이 모드2이다.
각 모드에서는 공통적으로 하나의 CD를 333,000개의 섹터로 나누고 있으며 하나의 섹터는 2352바이트의 크기를 갖고 모드에 상관없이 각 섹터에서 처음의 16바이트는 동기화와 헤더정보에 관한 기록을 담게 된다.
특히 헤더정보에는 섹터의 주소를 시, 분, 초로 나타내고 어느 모드로 저장이 된 것인지를 각각 1바이트의 크기로 나타낸다.
하지만 몇 가지 부분에서는 두 모드 사이에 차이가 있는데 이 것에 대해서는 아래의 표를 참고하며 이야기하자.
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사진설명 : 옐로우 북에서의 모드1과 모드2의 비교
모드1에서는 처음 16바이트를 제외한 2048바이트가 사용자영역으로써 사용자가 임의로 저장을 할 수 있는 공간으로 남겨지며 뒤의 288바이트는 에러검색과 정정코드에 사용이 된다.
모드2에서는 처음 16바이트를 제외한 나머지 2336바이트의 공간이 사용자영역으로 제공된다. 즉, 레드북에서 규정되어 있는 에러검색/정정 코드의 공간이 빠져있는 것이다.
즉 어느 모드를 사용하느냐에 따라서 섹터에서 사용할 수 있는 사용자 영역의 크기가 달라지게 된다. 같은 크기의 디스크에 저장을 하더라도 모드 1로 저장을 할 때보다 모드2로 저장을 할 때가 더 많은 용량을 담을 수 있는 것이다.
국제 표준화 기구인 ISO는 옐로우 북 규격을 기초로 CD-ROM에 기록되는 정보의 배열방법, 순서와 같은 논리 포멧 등을 보완하여 ISO9660으로 정했다.
이후로도 몇 년의 수정을 거쳐서 실제로 상품화 되어 PC사용자들에게 선을 보인 때은 오디오용 CD가 세상에 선을 보인지 10년이 더 지난 1993년이었다.
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