SSD 구매를 고려 중이신가요? 프로토콜, 디스크 용량, 메모리 타입에 대해 자세히 알아보세요. AHCI와 NVMe 프로토콜, 다양한 SSD 디스크 용량, 그리고 MLC, TLC, QLC 등의 메모리 타입의 차이점을 이해하고, 나에게 맞는 SSD를 선택하는 데 필요한 정보를 제공합니다. SSD 구매 전 필요한 지식을 쌓아보세요!
지난 1편 SSD 제품분류, 디스크 타입, 인터페이스에 이어 이번에는 프로토콜, 디스크 용량, 메모리 타입에 대해 알아보겠습니다.
지난 1편은 아래 포스팅을 참고해보세요.
2020/08/14 - [라이프 잇 템] - SSD 구매하기전 알아두면 좋은 용어 1편(제품분류, 디스크 타입, 인터페이스)
SSD 구매하기전 알아두면 좋은 용어 1편(제품분류, 디스크 타입, 인터페이스)
SSD 구매하기전 알아두면 좋은 용어 SSD는 Solid State Drive의 약자로 직역하면 고형 상태 보조기억장치로, Solid-State는 고체상태와 소체(트랜지스터)를 뜻이다. SSD의 가장 큰 장점은 데이터 입/출력 속
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SSD 프로토콜
프로토콜(Protocal)은 컴퓨터나 원거리 통신 장비 사이에서 메시지를 주고받는 양식과 규칙의 체계입니다.
SSD의 프로토콜은 AHCI와 NVMe 가 있습니다.
일반적으로 SATA3를 지원하는 SSD는 AHCI, PCIe3.0x4를 지원하는 SSD는 NVMe라고 보면 됩니다.
NVMe SSD의 속도가 AHCI SSD 보다 훨씬 빠릅니다.
2017년 7월에 NVMe 그룹은 NVMe 1.3 버전의 사양을 발표했으나, 아직까지는 NVMe 1.2버전의 제품이 출시되고 있으며, 버전을 명확히 표기하지 않거나, 1.2 미만 버전의 제품은 버전 없이 NVMe로 분류하고 있습니다.
NVMe
NVMe는 SATA + AHCI 조합으로는 제 속도를 뽑아내기 어려운 SSD를 위한 규격입니다.
AHCI가 개발된 시점에는 HDD만 존재하여 천천히 회전하는 플래터를 큐잉할 정도의 성능만 가지고 있으면 됐었지만, 반도체를 이용하여 플래터 회전 없이 고속으로 접근 가능한 SSD의 속도를 AHCI가 발목을 잡는 시점이 왔고, 이에 대응하기 위하여 2008년 4월 인텔에 의하여 초안이 작성된 후 지금에 이르고 있습니다.
최초 발매된 이 규격의 저장장치는 삼성의 XS1715가 있으며 읽기 속도 3GB/s를 나타냅니다.
쉽게 설명해, SATA와 PCI Express를 자동차가 움직이기 위한 도로에 비유한다면 AHCI와 NVMe는 도로 위에 설치된 신호등 같은 존재라 할 수 있습니다.
데이터는 도로 위를 달리는 차량으로 종종 비유되어 SATA 방식이 2차선이라면 PCIe 3.0 x4 방식은 12차선 도로입니다.
빠른 스포츠카와 넓은 도로라 하더라도 신호체계가 바뀌지 않으면 제대로 된 속도를 낼 수 없습니다.
NVMe는 HDD 시절부터 사용되 온 신호등 체계인 AHCI보다 SSD에 최적화된 새로운 신호등 체계에 비유할 수 있습니다.
NVMe는 NAND 기반의 스토리지 장치를 위한 신호 규약이고 PCI Express 버스를 사용하는 SSD에만 적용되며, 커맨드 처리 시간이 짧아서 고속 데이터 전송과 대량의 데이터 요구를 동시에 처리할 수 있습니다.
600MB/s의 최고 전송 속도를 가지는 SATA3과 비교하면 일단 PCIe위에서 동작하므로 기가 이상의 대역폭이 가능합니다.
일반 사용자 용으로 발매된 인텔의 750은 2400MB/s, 삼성의 950 Pro는 2500MB/s의 최고 전송속도를 자랑합니다.
또한, 1개의 큐에 32개의 명령 만을 저장할 수 있는 AHCI와는 다르게 64K개의 큐에 각 큐당 64K개의 명령어를 저장할 수 있어 랜덤 읽기/쓰기 속도 또한 SATA에 비교하여 월등히 빠릅니다.
더불어 PCIe를 통하여 CPU에 직결되는 구조인 만큼 지연시간이 SATA의 절반 이하로 줄어들었습니다.
기존의 보드에서도 사용할 수는 있지만, 현재 발매된 드라이브들이 이용하는 PCIe 3.0 4레인을 풀로 뽑아내는 보드가 아니라면 원래 속도가 안 나오기 때문에 X99/Z170이상 보드에서의 사용이 권장되며, 부팅 디스크로의 지원은 Z97/X99/Z170등 부팅 기능 지원 메인보드 에서만 가능합니다.
SSD 디스크 용량
SSD의 디스크 용량은 하드디스크와 달리 내부에 들어가 있는 낸드 플래시 메모리의 개별 용량과 개수로 구분됩니다.
이에 따라 32, 64, 128, 256GB 등으로 올라가고, SSD의 특성상 예비 셀을 놓기 위해 120GB나 250GB 등으로 제품을 출시하는 경우도 있습니다.
최근에는 3D낸드 기술로 인하여 낸드 플래시 메모리 1개당 용량이 늘어났습니다.
따라서 예를 들어 2D낸드였다면 64GB 낸드 플래시 메모리 2개를 사용하여 128GB SSD를 만들었다면, 3D낸드로는 128GB 낸드 플래시 메모리 1개만 사용하여 128GB SSD를 만들 수 있습니다.
SSD를 비롯하여 저장장치의 용량을 확인할 때에는 유의해야 할 사항이 있습니다.
일반적으로 저장장치는 10진수로 계산한 용량을 표기하여 제품을 판매합니다.
하지만 PC에서는 2진수로 계산하기 때문에, 실제 PC에 표기되는 용량은 제품에 표기된 용량보다 작습니다.
이 차이는 고용량일수록 커지게 되므로, 용량 선택 시 2진수로 계산해보는 것도 좋은 방법입니다.
예: 제품에는 1TB로 표기, 실제로 PC에서 인식하는 용량은 약 931GB
SSD 메모리 타입
SSD 내부의 낸드 플래시 메모리 분류입니다.
셀에 몇 개의 비트를 저장하는 것으로 분류하는 하드웨어 분류와 컨트롤러와의 연결 방식에 따른 두 가지 분류를 사용합니다.
1. 하드웨어 분류
| SLC | MLC | TLC | QLC | |
| 셀당 비트 수 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 읽기속도 | 빠름 | 보통 | 보통 | |
| 쓰기속도 | 빠름 | 보통 | 느림 | |
| 수명 | 김 | 보통 | 짧음 | |
| 특징 | 비싼 가격 | SLC캐싱 구간까지는 MLC 수준의 성능이지만, 데이터의 양이 커지면 성능 저하 발생 | ||
SLC 방식은 고가이므로, 서버용 등 특정한 상황에서 사용됩니다.
따라서 SLC 보다 저렴하지만, 안정적인 성능을 발휘하는 MLC 방식이 많이 사용되었지만, 현재는 상대적으로 더욱 저렴한 가격과 개선된 성능으로 TLC 방식이 보급화되었습니다.
최근에는 QLC 방식까지 개발되었습니다.
2. 컨트롤러와의 연결 방식 분류
| 토글 | 동기식 | 비동기식 | |
| 속도 | 토글이 가장 빠르나 차이 미미 | ||
| 수명 | 토글이 가장 길지만 차이 미미 | ||
| 안정성 | 동기식이 가장 좋으나 차이 미미 | ||
| 최신규격 | 토글 2.0 | ONFI 3.0 | ONFI 1.x |
토글식, 동기식, 비동기식 방식의 경우 실제 성능의 차이는 미미한 수준입니다.
일반적으로 삼성, 도시바, 샌디스크에서 생산된 낸드가 토글 방식이며, 인텔, 마이크론, SK하이닉스에서 생산된 낸드가 동기/비동기식입니다.
최근에는 이를 표기하지 않은 제품이 많습니다. 이 경우 '기타'로 표기하고 있습니다.
일부 제품의 경우 생산 시기에 따라 저장 방식을 달리 한 제품도 있으며 제조사에서 저장방식을 일반에 공개하지 않은 경우도 있습니다.
이 경우 판매자에게 저장 방식을 문의하셔야 합니다.
TLC(토글)
TLC (토글) 메모리는 Triple-Level Cell 제품으로 토글형 방식을 사용한 제품을 말합니다.
정식 이름은 토글-모드 더블 데이터 레이트 낸드 플래시 (Toggle-Mode Double Data Rate NAND Flash)이며 인텔이 주도한 ONFI 방식이 자신들의 기술에 제약이 되자 도시바-샌디스크-삼성이 연합해 만든 방식입니다.
TLC 메모리의 경우 성능 하락 및 수명 저하의 우려가 있어 SSD로는 잘 사용되지 않았으나, 최근에는 이러한 점을 개선해 제품이 판매되고 있습니다.
현재 판매되고 있는 TLC 방식의 메모리는 순차쓰기 방식에서 속도가 느리지만(소프트웨어 설치나 대용량 파일 저장) 실제 체감 성능에 중요한 부분을 차지하는 4K 랜덤 읽기 속도는 다른 방식과 거의 같고, 수명 또한 일반적인 용도로 사용하는데는 충분하기 때문에 상대적으로 가격이 저렴한 TLC 방식의 SSD를 구매하는 것도 좋습니다.
TLC(기타)
TLC(기타)는 Triple-Level Cell 제품이며 토글형 방식을 제외한 방식을 말합니다.
동기식, 비동기식이 주를 이루며, 일부 연결 방식을 확인할 수 없는 제품도 TLC(기타)로 분류됩니다.
MLC(토글)
MLC (토글) 메모리는 Multi-Level Cell 방식 중에서도 데이터 전송속도를 높이기 위해 만들어진 메모리 방식입니다.
정식 이름은 토글-모드 더블 데이터 레이트 낸드 플래시 (Toggle-Mode Double Data Rate NAND Flash)이며 도시바에서 처음으로 만들었습니다.
일반적으로 삼성전자, 도시바에서 생산된 낸드가 토글방식입니다.
다른 방식으로는 동기식, 비동기식이 있는데 이는 인텔, 마이크론, SK하이닉스에서 생산하는 방식입니다.
토글, 동기식, 비동기식에 따른 성능의 차이는 체감하기 어려운 부분이기 때문에 일반적인 유저라면 크게 중요하지 않습니다.
토글방식의 낸드 플래시의 전송속도는 133Mb/s이며, MLC보다 빠른 SLC 낸드 플래시 메모리가 40Mb/s라는 점을 감안한다면 약 3배 정도 빠르다고 볼 수 있습니다.
MLC(동기식)
MLC(동기식)이란 NAND 플래시 메모리와 이를 제어하는 SSD 컨트롤러 사이의 연결 방식의 한 종류입니다.
MLC(동기식)은 동기식 낸드플래시 메모리를 말하며, ONFI(Open NAND Flash Interface Working Group)라는 낸드 플래시 메모리의 기술 표준을 정하는 그룹에서 제정한 전송 방식 중 하나입니다.
대표적으로는 인텔, 마이크론, SK하이닉스가 있습니다.
다른 방식으로는 비동기식과 토글방식이 있는데, 토글, 동기식, 비동기식에 따른 성능 등의 차이는 체감하기 어려운 부분이기 때문에 일반적인 유저라면 크게 중요하지 않습니다.
동기식은 ONFI 버전 2.0 규격 이상부터 적용된 기술 방식이며 낸드 플래시 메모리 인터페이스와 SSD 컨트롤러 사이에서 명령을 처리할 때 데이터의 신뢰성을 검증하는 작업(에러체크, 배드블럭 관리 등)을 매 명령마다 처리하고 다음 명령으로 넘어가는 방식입니다.
MLC(기타)
MLC(기타)이란 토글, 동기식, 비동기식 등의 방식이 확인되지 않은 메모리 타입을 말합니다.
토글, 동기식, 비동기식에 따른 성능의 차이는 미미하므로 일반적인 소비자라면 중요하지는 않습니다.
또한, 낸드는 제조사 사정에 의해 변경될 수 있으므로 반드시 구매하려는 시기에, 구매하려는 제품에 대한 정보를 확인하여야 합니다.
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| 마이크론 Crucial P3 M.2 2280 NVMe SSD | SK하이닉스 GOLD P31 NVMe SSD | 씨게이트 Game Drive M.2 SSD for PS5 |
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