2018.08.08

“초고속 저장장치의 기대주” NVMe SSD에 대해 알아야 할 모든 것

Jon L. Jacobi | PCWorld

NVMe는 더 이상 있으면 좋고 없어도 그만인 스토리지 기술이 아니다. 새 PC를 구매하려고 알아보는 중이라면 가장 먼저 선택해야 할 기술이다. 비교적 최근 사양의 PC를 사용 중이라면 NVMe로 업그레이드해야 한다. 그 이유는 하나씩 살펴보자.



NVMe는 인텔, 삼성, 샌디스크, 델, 시게이트 등이 포함된 산업 컨소시엄이 SSD 전용으로 개발한 통신 표준/프로토콜이다. 디스크라고 하지만 PCIe 버스를 통해 작동하므로(이름에 ‘익스프레스’가 들어간 이유) 특성은 하드디스크가 아닌 본래의 모습, 즉 고속 메모리에 가깝다. 한 마디로 NVMe는 엄청나게 빠르다. 컴퓨터를 사용하면서 기다릴 일이 거의 없을 정도다.

NVMe: 어쨌든 문제는 저장장치
지난 10년 동안 CPU와 GPU 업체들이 쏟은 노력을 폄하할 의도는 없지만, 최신 최고 사양 PC가 구형 PC보다 훨씬 더 빠르게 느껴지는 주된 이유는 SSD가 제공하는 스토리지 성능의 비약적인 향상에 있다. 스토리지는 실제 성능과 체감 성능의 마지막 병목 지점이었지만 이제는 무시무시한 속도로 그 오명을 지우는 중이다.

예를 들어 지난 2년 사이 맥북 프로를 구매했다면 일상적인 작업을 하면서 기다린 경험이 거의 없을 것이다. 프로그램 열기, 파일 로드와 저장, 모두 즉각 완료되며 부팅과 종료도 몇 초면 된다.

맥북 프로에 내장된 NVMe SSD가 이전 세대에 사용된 SATA SSD에 비해 4배 더 빠르게 데이터를 읽고 쓰기 때문이다. 게다가 탐색 속도도 10배나 더 빠르다. SATA SSD가 이미 하드 드라이브에 비해 4~5배의 처리 속도와 10배 더 빠른 탐색을 제공한다는 점을 감안하면 얼마나 빠른지 짐작할 수 있다.

현재 세 가지 주류 스토리지 기술의 대략적인 최대 성능은 다음과 같다.

이런 지속 입출력이 자주 필요하지는 않지만, NVMe는 어떤 크기의 파일이라도 순식간에 전송한다. 일반적인 속도는 HDD = 200MBps, SATA SSD = 550MBps, NVMe SSD = 3GBps 정도이다.

CPU와 GPU의 발전이 무색할 정도의 속도 향상이다. 탐색 시간은 대략 HDD = 2~5ms, SATA SSD = 0.2ms, NVMe SSD = 0.02ms 정도이다.

하드 드라이브는 가격 대비 용량 측면에서 여전히 큰 이점을 제공하며, 자주 사용되지 않는 데이터를 저장하는 용도로 적합하다. 그러나 운영체제, 프로그램, 자주 사용하는 데이터에는 시스템이 지원한다면 NVMe SSD, 지원하지 않는다면 SATA SSD를 사용하는 것이 좋다.

SATA SSD vs. NVMe SSD
시장에 SATA SSD와 NVMe SSD가 아직 공존하는 데는 이유가 있다. 메모리 기반 SSD의 잠재력을 감안할 때 결국 새로운 버스와 프로토콜이 필요할 수밖에 없으리란 점은 초기부터 명확했다. 그러나 초창기 SSD는 비교적 속도가 느렸으므로 기존 SATA 스토리지 인프라를 사용하는 편이 훨씬 더 편리했다.

SATA 버스는 버전 3.3에 이르러 16Gbps까지 발전했지만 거의 모든 상용 제품은 여전히 6Gbps에 머물러 있다(오버헤드를 더해 대략 550MBps). 버전 3.3이라 해도 현재 SSD 기술, 특히 RAID 구성으로 낼 수 있는 속도에 비하면 한참 느리다.

샌디스크 익스트림 프로는 4개의 PCIe 레인을 사용하며, 이론상 최고 입출력 성능은 3GBps이다.

그 다음으로 등장한 방법은 역시 기존 기술이지만 대역폭이 훨씬 더 높은 버스 기술인 PCI 익스프레스, 즉 PCIe 활용이다. PCIe는 그래픽 및 기타 애드온 카드를 위한 기본 데이터 전송 계층이다. 3.x 세대 PCIe는 복수의 레인(대부분의 PC에서 최대 16개)을 제공하며, 각 레인은 1GBps(985MBps)에 가까운 속도로 작동한다.

PCIe는 썬더볼트 인터페이스의 기반이기도 하다. 썬더볼트는 게임용 외장 그래픽 카드, 그리고 내장 NVMe와 거의 대등한 속도를 내는 외장형 NVMe 스토리지에서 진가를 발휘하기 시작했다. 많은 사용자들이 이제 느끼고 있지만, 인텔이 썬더볼트를 버리지 않은 것은 현명한 판단이었다.

물론 PCIe 스토리지는 NVMe보다 몇 년 전에 나왔다. 그러나 이전 솔루션은 SATA, SCSI, AHCI와 같은 하드 드라이브가 스토리지 기술의 정점이었던 시절에 개발된 오래된 데이터 전송 프로토콜에 발목을 잡혔다. NVMe는 저지연 명령과 다수의 큐(최대 6만 4,000개)를 제공함으로써 스토리지의 발목을 잡았던 제약을 없앤다. 지속적인 원을 그리며 데이터가 기록되는 하드 드라이브와 달리 SSD에서는 마치 산탄처럼 데이터가 흩어져 저장되므로 특히 후자, 즉 다수의 큐가 큰 효과를 발휘한다.


SSD / PCIe / NVMe
2018.08.08

“초고속 저장장치의 기대주” NVMe SSD에 대해 알아야 할 모든 것

Jon L. Jacobi | PCWorld

NVMe는 더 이상 있으면 좋고 없어도 그만인 스토리지 기술이 아니다. 새 PC를 구매하려고 알아보는 중이라면 가장 먼저 선택해야 할 기술이다. 비교적 최근 사양의 PC를 사용 중이라면 NVMe로 업그레이드해야 한다. 그 이유는 하나씩 살펴보자.



NVMe는 인텔, 삼성, 샌디스크, 델, 시게이트 등이 포함된 산업 컨소시엄이 SSD 전용으로 개발한 통신 표준/프로토콜이다. 디스크라고 하지만 PCIe 버스를 통해 작동하므로(이름에 ‘익스프레스’가 들어간 이유) 특성은 하드디스크가 아닌 본래의 모습, 즉 고속 메모리에 가깝다. 한 마디로 NVMe는 엄청나게 빠르다. 컴퓨터를 사용하면서 기다릴 일이 거의 없을 정도다.

NVMe: 어쨌든 문제는 저장장치
지난 10년 동안 CPU와 GPU 업체들이 쏟은 노력을 폄하할 의도는 없지만, 최신 최고 사양 PC가 구형 PC보다 훨씬 더 빠르게 느껴지는 주된 이유는 SSD가 제공하는 스토리지 성능의 비약적인 향상에 있다. 스토리지는 실제 성능과 체감 성능의 마지막 병목 지점이었지만 이제는 무시무시한 속도로 그 오명을 지우는 중이다.

예를 들어 지난 2년 사이 맥북 프로를 구매했다면 일상적인 작업을 하면서 기다린 경험이 거의 없을 것이다. 프로그램 열기, 파일 로드와 저장, 모두 즉각 완료되며 부팅과 종료도 몇 초면 된다.

맥북 프로에 내장된 NVMe SSD가 이전 세대에 사용된 SATA SSD에 비해 4배 더 빠르게 데이터를 읽고 쓰기 때문이다. 게다가 탐색 속도도 10배나 더 빠르다. SATA SSD가 이미 하드 드라이브에 비해 4~5배의 처리 속도와 10배 더 빠른 탐색을 제공한다는 점을 감안하면 얼마나 빠른지 짐작할 수 있다.

현재 세 가지 주류 스토리지 기술의 대략적인 최대 성능은 다음과 같다.

이런 지속 입출력이 자주 필요하지는 않지만, NVMe는 어떤 크기의 파일이라도 순식간에 전송한다. 일반적인 속도는 HDD = 200MBps, SATA SSD = 550MBps, NVMe SSD = 3GBps 정도이다.

CPU와 GPU의 발전이 무색할 정도의 속도 향상이다. 탐색 시간은 대략 HDD = 2~5ms, SATA SSD = 0.2ms, NVMe SSD = 0.02ms 정도이다.

하드 드라이브는 가격 대비 용량 측면에서 여전히 큰 이점을 제공하며, 자주 사용되지 않는 데이터를 저장하는 용도로 적합하다. 그러나 운영체제, 프로그램, 자주 사용하는 데이터에는 시스템이 지원한다면 NVMe SSD, 지원하지 않는다면 SATA SSD를 사용하는 것이 좋다.

SATA SSD vs. NVMe SSD
시장에 SATA SSD와 NVMe SSD가 아직 공존하는 데는 이유가 있다. 메모리 기반 SSD의 잠재력을 감안할 때 결국 새로운 버스와 프로토콜이 필요할 수밖에 없으리란 점은 초기부터 명확했다. 그러나 초창기 SSD는 비교적 속도가 느렸으므로 기존 SATA 스토리지 인프라를 사용하는 편이 훨씬 더 편리했다.

SATA 버스는 버전 3.3에 이르러 16Gbps까지 발전했지만 거의 모든 상용 제품은 여전히 6Gbps에 머물러 있다(오버헤드를 더해 대략 550MBps). 버전 3.3이라 해도 현재 SSD 기술, 특히 RAID 구성으로 낼 수 있는 속도에 비하면 한참 느리다.

샌디스크 익스트림 프로는 4개의 PCIe 레인을 사용하며, 이론상 최고 입출력 성능은 3GBps이다.

그 다음으로 등장한 방법은 역시 기존 기술이지만 대역폭이 훨씬 더 높은 버스 기술인 PCI 익스프레스, 즉 PCIe 활용이다. PCIe는 그래픽 및 기타 애드온 카드를 위한 기본 데이터 전송 계층이다. 3.x 세대 PCIe는 복수의 레인(대부분의 PC에서 최대 16개)을 제공하며, 각 레인은 1GBps(985MBps)에 가까운 속도로 작동한다.

PCIe는 썬더볼트 인터페이스의 기반이기도 하다. 썬더볼트는 게임용 외장 그래픽 카드, 그리고 내장 NVMe와 거의 대등한 속도를 내는 외장형 NVMe 스토리지에서 진가를 발휘하기 시작했다. 많은 사용자들이 이제 느끼고 있지만, 인텔이 썬더볼트를 버리지 않은 것은 현명한 판단이었다.

물론 PCIe 스토리지는 NVMe보다 몇 년 전에 나왔다. 그러나 이전 솔루션은 SATA, SCSI, AHCI와 같은 하드 드라이브가 스토리지 기술의 정점이었던 시절에 개발된 오래된 데이터 전송 프로토콜에 발목을 잡혔다. NVMe는 저지연 명령과 다수의 큐(최대 6만 4,000개)를 제공함으로써 스토리지의 발목을 잡았던 제약을 없앤다. 지속적인 원을 그리며 데이터가 기록되는 하드 드라이브와 달리 SSD에서는 마치 산탄처럼 데이터가 흩어져 저장되므로 특히 후자, 즉 다수의 큐가 큰 효과를 발휘한다.


SSD / PCIe / NVMe
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