12. CD-ROM

12.1 CD-ROM의 기원

언제부터 CD-ROM의 역사가 시작되었느냐는 질문에 대한 대답을 찾기 위해서는 단지 소리만 기록하는 음향매체인 오디오 CD의 역사까지 거슬러 올라가는 것이 좋을 것이다. 오디오 CD 매체가 개발된 것은 1982년의 일로서 네덜란드의 필립스(Philips)와 일본의 소니(Sony)에 의해서 공동 개발되었다. 이 두 회사에서는 자신들이 개발한 새로운 기술을 전세계적으로 확산시키기 위해서는 완벽한 규격이 필요하다고 생각하여 그에 대한 규격집을 만들고 이를 'Red Book'이라고 이름붙였다. 여기에는 CD에 디지탈 방식으로 오디오 신호를 기록하고 읽는 방법들이 기록되어 있고 또한 CD를 읽어들이는 CDP(CD Player)에 대한 규격들도 수록되어 있다. Red Book 규격은 곧 국제적으로 공인을 받아서 IEC-908이라는 표준으로 확립되었다. 그 이후 오디오 CD는 점차 급성장을 하기 시작하여 오늘날 미국 등의 선진국에서는 LP의 자리를 대신하는 위치를 차지하는 상황까지 이르게 되었다.

카세트 테입이나 LP 디스크보다 CD가 훨씬 더 일반화된 것은 무슨 이유때문일까? 그것은 다음과 같은 이유에서이다. 우선 CD-ROM은 그 크기가 작다. LP 디스크와 비교해보면 CD는 우리들의 한 손 안에도 들어가는 크기인 반면, LP 디스크는 가슴에 안아야할 정도로 넓은 면적을 가지고 있는 것이다.

다음으로는 긁힘에 대한 염려를 할 필요가 없다는 점을 생각할 수 있다. LP를 보관할 때에는 습기같은 요소에 상당히 조심을 해야하고 턴테이블 위에서 음악을 재생할 때에도 바늘때문에 긁힐까봐 전전긍긍하곤 한다. 또한 어느 정도 많이 듣다보면 음악이 기록되어 있는 홈이 닳아서 원래의 음을 거의 듣지도 못하게 되는 일이 다반사이다. 하지만 CD는 이런 종류의 염려를 할 필요가 전혀 없다. 먼지가 묻거나 바늘을 신경쓰거나 긁히는 것이 그다지 문제가 안되기 때문이다. 이런 장점은 소리를 재생하는데 있어서 LP가 바늘을 사용하는 반면 CD는 디스크와 직접 접촉하지 않는 레이저 빔을 사용함에 따라서 생겨난 것이다.

하지만 CD가 일반화된 가장 큰 이유 중에서 가장 큰 것은 위에 거론한 점들보다는 오히려 거의 잡음이 없다는 사실과 원래의 소리가 그대로 재생될 수 있다는 특성때문이라고 하는 것이 옳을 것이다. 여기서 중요한 사실은 잡음이 없는 출력을 얻을 수 있다는 특성이 바로 CD에 소리가 기록되는 방법이 디지탈 방식이기 때문에 얻어진다는 점이다.

일반적인 카세트 녹음기나 LP 디스크 등에서는 이러한 파형이 직접 기록되지만 CD는 이 신호를 샘플링하여 저장하게된다. 이렇게 착안된 CD-ROM은 지금으로부터 꼭 10년전인 1983년에 필립스와 소니가 기술적인 내용을 발표했고 1984년에는 CD-ROM을 읽을 수 있는 CD-ROM 드라이브를 선보이면서 그 시대를 개막했다. 이에 대한 규격들 역시 필립스 및 소니에 의해서 만들어졌는데 이 규격집을 'Yellow Book'이라고 부른다.

12.2 CD-ROM의 원리와 구조

왜 하필이면 그 이름을 CD-ROM이라고 부르게 되었을까? CD-ROM이란 이름은 바로 반도체 메모리의 ROM(Read-Only Memory)으로부터 기원한다. 즉 반도체 메모리의 ROM이 한번 데이타를 기록한 이후에는 단지읽는 작용만 할 수 있는 특징을 가지기 때문이다.

CD-ROM 매체는 큰 용량을 가졌다는 점에서 그리고 내부에는 동그란 모습의 디스크가 들어있다는 점에서 하드디스크 플로피디스크와 비슷한 특징을 가진다고 생각할 수도 있지만 실제로는 많은 면에서 틀리다. 하드디스크나 플로피디스크는 디스크의 표면에 자성물질이 발라져있어서 거기에 자기헤드를 사용하여 자기장을 형성하여 자기장의 방향에 따라서 0과 1의 디지탈 정보가 기록된다. 그 반면에 CD-ROM은 디스크 표면에 파인 홈에 레이저빔이 쏘아졌을 때 어떻게 반사굴절이 되는지의 성격을 이용하여 디지탈 정보를 기록한다. 즉 CD-ROM 드라이브는 레이저 빔을 이용하는 광학기기인 것이다.

CD-ROM과 하드디스크는 그 위에 파일을 기록하는 방식에 있어서도 다른 모습을 가지고 있다. 하드디스크는 여러개의 트랙이 존재하고 각각의 트랙은 일정한 수의 섹터를 가지고 있다. 따라서 하드디스크에서는 모든 섹터의 길이가 같지 않고 디스크의 가운데로 들어가면서 점차로 섹터의 길이가 짧아진다. 그것은 섹터의 크기를 중심에서부터의 각도를 가지고 구별하기 때문이다.

하지만 CD-ROM 디스크 상에는 단지 하나의 트랙이 나선형으로 존재할 뿐이다. 그리고 그 위에 모든 섹터가 차례로 정렬되어 있다. 따라서 각각의 섹터의 길이는 일정하게 된다. CD-ROM의 각 섹터에는 각각 2352 바이트의 데이타가 저장되어 있다. 그런데 이 가운데 실제로 데이타가 기록되는 것은 2048 바이트이다.

섹터의 내용 중에서 Sync 정보는 CD-ROM 드라이브에게 한 섹터가 시작됨을을 알리기 위해 있는 것이고 Header와 Sub-Header는 그 섹터에 관한 정보를 나타내는 것이며 ECC(Error Correction Code)는 에러검출용의 데이타이다. 만약 에러검출을 필요로 하지 않는 용도에 사용되는 섹터라면 ECC를 사용하지 않을 수도 있는데 이때는 기록되는 데이타의 크기가 2324 바이트가 된다. 이런 식으로 구성되는 CD-ROM 드라이브의 총 용량은 데이타의 종류에 따라서, 혹은 저장 방식에 따라서 달라지는데 대략 540 메가바이트에서 710 메가바이트까지의 크기를 가진다.

한편 필립스와 소니가 CD-ROM 규격집을 "Yellow Book"이라는 이름으로 내놓았을 때 이것이 기존의 오디오 CD에 비해서 다른 것은 에러를 감지하고 정정하는 방법에 대한 것이었다. 여기서는 파일 단위의 데이타를 다루는 방법에 대해서는 아무것도 없던 것이다. 그래서 이에 대해서 여러 회사들이 나름대로의 방법을 정해서 시행하기도 했고 이의 규격을 제정하기 위해 몇몇 회사들이 연구 그룹을 만들기도 했다.

그들 연구 그룹 가운데 'High Sierra'라는 이름의 그룹이 있었는데 여기서는 CD-ROM에 있는 데이타를 파일 체계를 갖게끔 해주는 구조에 대한 연구를 수행하였다. 그래서 여기서 만들어진 규격을 High Sierra 규격이라고 하고 있다. 한편 이 규격은 다시 세계적인 규격으로 공인을 받게 되는데 이때는 약간의 개선이 이루어졌고 ISO 9660이라는 정식 이름으로 재등장하게 되었다. 오늘날의 CD-ROM 매체의 구조는 모두 이 ISO 9660 구조를 따르고 있다.

12.3 CD-ROM의 장점

CD-ROM의 가장 큰 특징은 바로 엄청난 양의 데이타가 기록될 수 있다는 점이다. 단 한 장의 CD-ROM 디스크 위에 최대 700 메가바이트 정도까지의 만큼의 정보를 기록할 수 있으니 이만하면 웬만한 백과사전, 가령 브리태니커 사전 정도가 수록되고도 남을만한 크기이다. 더구나 CD-ROM은 그 크기도 작아서 다루기 쉽고 플로피 디스크 등의 자기기록방식을 사용한 것과는 달리 데이타가 깨질 염려도 거의 없다.

한편으로 CD-ROM에 소프트웨어를 넣어서 판매를 한다면 상당한 비용을 절감할 수 있다. CD-ROM 한장에 수백메가바이트의 정보를 기록할 수 있는데 CD-ROM한장을 만드는 원가는 단돈 천 몇백원 정도에 불과한 것을 생각해보면 당연한 일이다. 물론 이것은 대량의 데이타를 필요로 하는 소프트웨어야만 해당되는 것이고 디스켓 한 두장으로 해결될 수 있는 소프트웨어라면 그냥 디스켓으로 해결하는 편이 나을 것이다.

요즘에는 규모가 큰 소프트웨어들은 아예 처음부터 CD-ROM으로 공급하는 경우가 많아지기 시작했다. 이럴 경우 소프트웨어 패키지의 크기가 작아지기 때문에 포장비가 줄어들고 또한 운송비도 크게 줄어든다. 그리고 어지간한 경우에는 사용설명서를 따로 크게 만들지 않고 아예 CD-ROM에 입력을 시켜버리면 되기 때문에 그에 수반되는 노력을 크게 줄일 수도 있다. 가장 흔한 예가 아래아 한글 2.5의 경우를 볼 수 있다. 디스켓 버전보다 CD-ROM 버전의 가격이 더 싼 것이다.

윈도우즈 NT나 OS/2 등과 같은 운영체계(OS)는 CD-ROM에 넣어서 판매되는 것이 보통인데 이것이 아닌 다른 소프트웨어 중에서도 많은 양의 데이타를 기록해야할 필요가 있는 경우에는 CD-ROM 을 사용하는 경우가 늘어가고 있다. 가령 Corel 사에서 나온 'Corel Draw'의 최근 버전은 CD-ROM 에 기록된채로 판매되고 있기도 하고 그 밖에 각종 이미지 데이타 등을 수록한 CD-ROM이 많이 출현하고 있다.

뭐니뭐니해도 CD-ROM의 잇점을 가장 크게 활용할 수 있는 분야는 역시 게임과 멀티미디어가 분명한 사실이다. CD 2 장짜리 게임을 흔히 볼 수 있음이 그를 증명한다. 멀티미디어에서는 비디오와 오디오 데이타의 크기가 워낙 크다보니 CD-ROM이 아니면 그것들을 저장하여 배포할만한 매체가 전혀 없다고 할 수 있다. CD-ROM이 없었으면 멀티미디어도 아직 없었다고 말할 수 있는 것이다.

12.4 CD-ROM 드라이브

CD-ROM은 무조건 장점만 가지고 있는 기록매체인가? 물론 아니다. 그 예로서 여러가지 문제점을 들 수도 있겠지만 우리에게 직접적으로 피부로 다가오는 가장 큰 단점은 속도, 즉 액세스 속도가 너무 느리다는 점이다. 독자들이 사용하고 있는 하드디스크의 액세스 속도는 얼마나 될까? 최근에 구입한 유명회사의 신형 하드디스크라면 거의 대부분이 10ms 가까이 될 것이다. 오래전에 구입했던 XT 용의 낡은 하드디스크라고 해도 60ms 안팎의 액세스 속도를 가진다. 그렇다면 일반적인 CD-ROM 드라이브가 CD-ROM의 정보를 읽을 때의 액세스 속도는 얼마나 될까? 아무리 빨라도 200ms 정도이다.

왜 이렇게 느릴까? 그것은 바로 다음과 같은 두가지 이유때문이다. 첫째로 CD-ROM에는 하드디스크에서와 같은 트랙의 개념이 없다. 하드 디스크는 디스크의 중심을 축으로 하여 여러개의 트랙들이 나란히 정렬되어 있음을 알 수 있다. 이런 구조에서는 만약 어떤 특정 트랙의 특정 섹터를 읽고자할 때 그 트랙의 위치는 항상 고정되어 있으므로 그 위치로 자기헤드를 이동시키고 그 트랙에서 원하는 섹터를 찾으면 된다. 이런 구조를 CAV(Constant Angular Velocity) 방식이라고 부른다.

하지만 CD-ROM에서는 트랙의 개념이 없고 처음 데이타가 시작되는 곳, 즉 트랙의 시작점에서에서 디스크의 중심에까지 그대로 그 트랙이 연결되는 나선형의 모양을 하고 있다. 수많은 섹터가 한 줄로 연결되어 있는 셈이다. 이런 구조는 CLV(Constant Linear Velocity)라고 부른다. 물론 오디오 CD로 음악을 들을 때에는 헤드가 트랙의 길을 그대로 따라가면 된다. 하지만 CD-ROM에 있어서는 그 수많은 섹터 가운데 어느 곳의 섹터의 내용을 읽게 될런지 모르는 일이다. 유저가 원하는 섹터를 읽으려고 한다면 그 길을 계속 따라가서 찾거나 광헤드를 처음부터 끝까지 이동시키면서 원하는 섹터를 찾아내야 한다. 어차피 CD마다 이러한 데이타 기록 내용을 달라지므로 섹터의 위치는 고정될 수 없는 것이다.

CD-ROM에서는 데이타의 저장량을 최대로 만들기 위해서 섹터의 길이를 전체적으로 통일시켰다. 그래서 600 메가바이트 이상의 대용량을 만들 수 있었지만 반면에 CD-ROM을 읽어들이기위한 구조가 복잡해지는 단점도 수반되었다. 즉, 디스크의 바깥쪽에 있는 데이타를 읽을 때와 안쪽에 있는 데이타를 읽을 때 디스크의 회전속도는 달라져야하는 것이다. 실제의 경우 최소 분당 200 회전 (디스크 외곽)에서 535 회전(디스크 안쪽)까지의 속도를 가진다. 광헤드가 안쪽과 바깥쪽 사이로 오가며 원하는 섹터를 찾을 때에도 디스크의 회전속도를 바꿔가면서 그 과정을 수행해야하므로 당연히 시간이 지연되는 것이 당연하다. 이런 이유 때문에 CD-ROM 드라이브의 액세스 속도가 크게 떨어지는 것이다.

한편 CD-ROM 드라이브는 액세스 속도 외에도 데이타 전송속도도 꽤 느리다. 기본형 드라이브의 경우에 초당 150KB의 수준밖에는 안되고 이제 보급기에 들어선 2 배속이래도 300KB 정도일 뿐이다. 이렇게 되는 이유는 위에서 설명한 바와 같이 액세스 속도가 느리기 때문이기도 하지만 보다 근본적인 이유는 또한 CD-ROM의 회전속도가 분당 200 - 535번 정도 밖에 안되기 때문이기도 하다. 하드 디스크가 분당 최소 3600번 이상 회전한다는 것을 생각하면 그 이유를 이해할 수 있을 것이다.

12.5 CD-ROM 드라이브의 구입

이글을 읽고 있는 독자여러분이 CD-ROM 드라이브를 구입하고자 한다면 다음의 몇가지 사항을 고려하는 것이 좋을 것이다. 가장 중요한 성능 면의 요소라면 데이타 전송속도를 들 수 있다. 표준형이라면 평균 전송 속도가 최소한 150KBps, 즉 초당 150 바이트를 전송할 수 있어야 하고 2배속이라면 300KB의 속도를 가진다. 물론 이 속도는 빠르면 빠를수록 좋은 것이지만 보통의 경우에 있어서 전송속도가 빠를수록 드라이브의 가격도 함께 올라가는 점을 염두에 두어야 한다.

또한 내장형인지 외장형인지의 여부도 고려해야 한다. 자신의 PC가 5.25인치 용의 FDD나 HDD를 설치할만한 여유공간을 충분히 가지고 있다면 내장형 CD-ROM 드라이브를 선택하는 것이 간편하겠지만 그렇지 않을 경우라면 외장형을 사용하도록 한다. 만약 사운드 블래스터 프로나 옥소리 프로와 같이 CD-ROM 드라이브용의 인터페이스가 포함된 카드 종류를 이미 가지고 있다면 그걸 사용하는 것이 좋다. 하지만 이 경우에는 특별한 종류의 CD-ROM 드라이브만 연결할 수 있음을 미리 생각해야 한다.

다음은 인터페이스 방법이 문제이다. AT-Bus 방식와 SCSI 방식의 두 가지가 있는데 가격을 보면 역시 AT-Bus 방식이 훨씬 더 저렴하다. 사실상 두 가지 방식 사이에서는 전송속도나 액세스 속도들의 성능 차이는 없고 단지 SCSI 방식은 확장성이 좋다는 장점이 가지는 점이 부각된다.

그밖에 드라이브의 내부로 먼지가 침투하여 고장이 나는 일을 방지할 수 있도록 먼지방지 기능이 있는지의 여부도 중요하다. 그리고 미래를 위해서 CD-ROM/XA 규격을 지원하는지, PhotoCD를 읽을 수 있는지도 확인이 필요하다.

CD-ROM 드라이브가 캐디(Caddy)를 사용하는 것인지 아닌지를 살펴보는 것이 좋다. 캐디란 것은 소니가 개발하여 지금은 거의 표준이 되다시피한 CD-ROM의 보호대로서 이것을 사용하면 CD-ROM이 먼지나 모래등에 노출되어 긁히는 등의 사고를 방지할 수도 있고 사용도 편리한 잇점이 생긴다. 하지만 가격이 싼 드라이브일수록 캐디를 사용하지 않는 경우가 많다. 물론 캐디를 한 개만 가지고 있으면서 CD-ROM 디스크들을 여기에 갈아끼운다면 별로 캐디를 사용하는 잇점이 없게 되므로 디스크 한 장마다 캐디 한장씩을 마련하는 것이 바람직하다. 이때는 자연히 캐디 구입을 위한 추가 비용이 들게되지만 CD-ROM 디스크 자체의 가격에 비하면 별로 문제는 안 될 것이다.

한편 일반 오디오 CD로부터 음악을 들을 수 있는 기능이 있어야함은 당연한 조건이다. 보통의 CD-ROM 드라이브라면 다 이런 기능이 있어서 따로 오디오 잭과 음량조절 볼륨 손잡이가 마련되어 있다. 이 오디오 잭의 출력을 앰프에 연결하면 오디오 CD로부터 음악을 들을 수 있다. 만약 자신이 사운드 블래스터와 같은 사운드 카드를 가지고 있다면 CD-ROM 드라이브의 뒷쪽에 있는 오디오 커넥터의 출력을 사운드 카드에 연결하여 사운드 카드로부터 만들어지는 다른 음향과 함께 혼합 할 수도 있을 것이다.

12.5 CD의 종류

■CD-DA

필립스와 소니가 1976년 발표한 오디오 CD이며, 1982년에 레드북으로 정의 되었다. 규격서의 색때문에 '레드 드라이브'로 불리기도 한다. 12cm CD와 8cm CD로 분류되며, 보통은 12cm의 CD가 보편적으로 사용하는 컴팩트 디스크이며, 여기에는 74분 가량의 오디오 데이터가 들어간다.

■CD-G

CD-DA를 확장하여 음악 데이터 외에 문자나 정지화상을 넣어 음악과 함께 재생할 수 있도록 만든 CD이다. 현재 주로 노래방에서 많이 사용하고 있으며, 현대에서 발표한 CD-VISION과 같이 가정용으로 나온 것도 있다.

■CD-ROM

CD-ROM은 컴퓨터용 데이터를 CD에 저장하기 위해 만들어진 컴퓨터용 CD이다. 필립스와 소니에 의해 만들어졌으며, 1984년 옐로우북으로 정의되었다. 이는 또한 컴퓨터에서 사용하기 때문에 자동 오류 검사와 자동 오류 정정 코드가 사용된다. 여기에 수록할 수 있는 데이터의 양은 640 메가 바이트로서 400페이지 책을 600권 정도 모아놓은 양이 된다. 수록 가능한 용량이 많기 때문에 파일 사이즈가 큰 그래픽이나 사운드 파일을 많이 넣을 수 있고, 또한 읽기 전용 디바이스이기 때문에 컴퓨터 소프트웨어 개발자들이 CD-ROM으로 프로그램을 발표하고 있다. CD-ROM의 데이터 저장 형식은 DOS와 호환성이 있는 파일 할당과 디렉토리 표준인 'High Sierra' 형식이 1985년에 규정되었으며 이후 여러 가지가 향상 추가된 IOS 9660 표준이 결정되었다. 현재 모든 CD-ROM의 데이터 포맷은 ISO 9660이며 그렇기 때문에 어떤 CD-ROM 드라이브간에 CD-ROM의 데이터를 읽을 수 있다. 즉, SUN에서 사용하는 CD-ROM 드라이브에서도 ISO 9660 CD-ROM을 읽을수 있으며 퍼스널 컴퓨터에서도 ISO 9660 CD-ROM의 데이터를 읽을 수 있다.

■CD-ROM/XA

CD-ROM/XA도 역시 필립스와 소니사 그리고 마이크로 소프트사에 의해 1989년에 제안되었으며 1991년 최종적인 시스템이 확정되었다. 이 CD-ROM/XA는 CD-ROM의 확장판이나 현재 아직 많이 사용하지 않는 시스템이다.

■CD-I

CD-I는 1988년 필립스와 소니사에 의해 제안되었으며, 그린북으로 정의되었다. CD-I는 CD-DA와 같이 가정에서 쉽게 사용할 수 있는 가전 제품으로 만들기 위해 제안되었다. CD-I의 기본 운영체제는 CD-RTOS를 사용하며, 모토롤라의 68070의 CPU를 사용한다. 오디오의 출력이나 비디오의 출력을 동시에 제어할 수 있도록 지원한다. TV 수준의 화면 출력 능력과 CD수준의 사운드로 인하여 가정에서 아이들 교육용으로 많이 사용하고 있다. 그러나 CD-ROM과 컴퓨터의 보편화로 인하여 CD-I 기술이 크게 빛을 보지는 못하는 것 같다.

■CD-R

위의 CD들은 모두 읽을 수만 있는 데에 반하여 CD-R은 제한적이지만 한번의 WRITE가 가능하여 개인적으로 대량의 데이터를 저장하는 장치로 많이 제작한다. 특히 요즘에는 CD-ROM 타이틀을 개발하는데 있어서 CD-ROM을 완성해보기 전에 테스트용으로 만들어 보는 것으로 많이 사용하며, 중소기업에서 대용량 백업 장치로서 사용하기도 한다. 비교적 저장용량대 가격비가 테이프보다 싸기 때문에 앞으로는 개인도 자신의 데이터 백업용으로 많이 사용할 것이다.

■DVI(Digital Video Interactive)

CD-ROM 디스크에 기록한 데이터를 규정한 것으로 1987년 GE/RCA가 발표한 규격으로 화상 데이터를 1매에 5KB로 압축한 것으로, 한 시간분의 전화면, 풀모션의 자연 애니메이션 기록이 가능하다. 통상의 비디오 신호(NTSC)는 1초에 30매의 영상이 가능하고 CD는 1초에 150KB의 데이터 전송이 가능하기 때문에 화상 1매당 데이터량을 5KB 이하로 압축할 수 있으면, TV수준의 화상을 디지탈 화상으로 실현할 수 있는 셈이다 (CD-I에서는 풀사이즈의 애니메이션은 불가능하다). 디스크로부터 화상 데이터와 음성 데이터를 동시에 재생할 수 없다. 그래서 DVI에서는 음성 데이터를 맨 먼저 메모리에 로드시키고 다음에 연속으로 화상 데이터를 읽기 시작하는 것으로 전화면의 음성이 들리는 애니메이션의 재생을 실현하는 방법이다.

■CD-VI

인텔과 IBM의 DVI의 등장에 대응하여 필립스에서 급히 발표한 것이 CD-VI이다. CDV(CD Video) 규격은 5분간의 아날로그 영상과 20분간의 CD-DA(디지탈, 음성, 컴팩트디스크) 사운드가 기록 가능하지만, 이 CD-DA부분이 CDI 포맷으로 데이터를 기록하여 이용해 보자는 것이 CD-VI(아직은 CD-IV)의 제안이다.

■CD-X

CD-I 시스템에 DVI 칩을 짜 넣어서 CDI의 풍부한 음악 기능과 DV의 풀모션, 풀사이즈의 애니메이션을 실현하자는 것으로 양 규정의 장점만 을 사용하는 방법