SSD

인텔의 SATA 규격 SSD

Solid State Drive

보조 기억장치 중 하나이며 앞으로 하드디스크를 대체하기 위해 개발되었다. 하드디스크는 자기 디스크로 이루어지지만 SSD는 플래시 메모리로 이루어진다. 즉 쉽게 말해서 우리가 사용하는 메모리 카드를 여러개 뭉쳐서 때려 박은 SSD라고 볼 수 있다. 그리고 하드디스크는 자기 디스크를 돌려야 하는 기계적인 방식으로 작동되어 소음이 나지만 SSD는 전기적인 것이라 소음이 없다.

속도는 하드디스크에 비해서 몇 배로 많이 빠르고 가격도 용량 대비 꽤 나간다. 하지만 SSD도 점점 가격이 하락 중이라 언젠가 HDD를 따라 잡을 수도 있다.그런데 그 언젠가가 언젠지는 모른다. 아니 영영 안 올 수도?

구조와 기능

메모리

플래시 메모리로 생산한다. 메모리는 쓰기 횟수 제한이 있기 때문에 여분의 셀이 있고 적어도 컴퓨터를 다시 바꿀 때까지는 SSD가 먼저 가버리진 않을 것이다.

• SLC : 속도는 빠르지만 단가가 비싸다.
• MLC : 적당하다.
• TLC : 속도와 신뢰성이 다소 떨어지지만 단가가 매우 저렴하다.
• QLC : 속도가 TLC보다 더 떨어지지만 단가도 더 싸다.

하드와 달리 SSD는 메모리의 수명 한계로 인해 수명이 정해져 있다. SSD의 수명은 TBW(TeraByte Written)이라는 숫자로 말하는 데, 해당 SSD에 순기록할 수 있는 용량을 테라바이트 단위로 표기한 것이다. SSD를 사용하면 TBW를 천천히 소진하게 되며, TBW를 완전히 소진하면 기록이 중지되고 읽기 전용 디스크가 된다. 낸드의 수가 많을수록 유리하므로 용량이 클수록 TBW도 크게 나온다. 과거에 나왔던 SLC나 MLC 제품은 240GB급 제품이 TLC 1TB급 TBW를 가지고 있다.

컨트롤러

그리고 도로에 신호등이 있듯 SSD에도 플래시 메모리를 관리하는 컨트롤러가 있다. 컨트롤러의 성능에 따라 SLC메모리가 TLC만도 못한 놈이 될 수도 있고 TLC메모리가 SLC같은 효율을 보여줄 수도 있다.

컨트롤러는 삼성, 마벨러스, 샌드포스 등에서 생산한다. 삼성은 자기네 제품에만 컨트롤러를 쓰므로 보통 마벨러스나 샌드포스를 사용하게 된다.

• 디램리스 컨트롤러

  DRAM 버퍼를 쓰지 않는 SSD 컨트롤러. 메모리 쓰기 성능이 부족한 TLC에는 대부분 버퍼가 있는 데, 버퍼는 돌발상황 발생시 쉽게 데이터를 잃는다. 그래서 성능 감소를 감수하고 신뢰성을 선택한 컨트롤러이다. 디램리스일 경우 3/4 정도 채우면 쓰기 성능이 낮아지므로 낮은 가격을 십분 활용하여 고용량의 제품을 선택하는 것이 좋고, 되도록이면 부팅용 저장장치로 쓰는 것은 피해야 한다.

인터페이스

SSD의 속도가 점점 빨라짐에 따라 그걸 받쳐주는 인터페이스도 점점 빠르게 개발되기 시작했다.

• SATA : 출시당시에는 SATA2를 지원했으나, 속도 부족으로 SATA3가 나오면서 대부분의 제품들이 그쪽으로 갈아탔다. 차세대 인터페이스에 대항하기 위해 SATA Express 등을 개발했다.
  • 풀사이즈 SATA : 일반적인 2.5인치 하드를 대체하는 라인이다.
  • mSATA : 얇고 작은 부품이 필요할 때 쓰는 규격이다.
• M.2: SATA3와 NVMe를 지원한다. mSATA의 자리를 빠르게 대체하고 있다.
  • NVMe: PCI-Express 레인을 이용하는 인터페이스로, 기존 SATA의 3~4배 성능을 낸다. 대신에 높은 성능만큼 발열이 심해 고온에서 쓰로틀링 현상이 있으며 호환성을 심하게 탄다.

장단점

장점

• 고속: HDD보다 훨씬 빠르다. SATA3 HDD의 경우 읽기/쓰기 속도가 150MB/s가 안되나, SSD는 최소 2배 이상의 속도를 내고 있다. NVMe 인터페이스는 초당 3GB/s(3000MB/s)가 넘어가기도 한다.
• 무소음: 하드 디스크는 자기 디스크를 돌리며 헤드를 움직여야 하기에 모터의 진동과 소음이 동반되지만, SSD는 기본적으로 소음을 내는 부품이 없다.
• 소형, 경량화: 하드디스크는 2.5인치 규격이 90g을 넘어가지만, m.2 규격의 SSD는 15g 이하의 무게를 가지며, 크기도 더 작다.
• 높은 내구도: 하드디스크는 떨어뜨리면 구동부가 망가질 수 있으나, SSD는 구동부가 없으니, 단순히 떨어뜨리는 것으로는 고장나지 않는다.

단점

• 가격: 하드디스크 대비 단위 용량당 가격이 높은 편이다. 가격이 낮아지고 있으나, 여전히 HDD 대비 높은편.
• 자료 복구의 어려움: 하드디스크는 파일을 삭제하면 인덱스(목록)에서만 지울 뿐 따로 보안 작업을 하지 않으면 찌거기를 건질 수 있다.하지만 SSD는 파일을 여러 낸드에 분산 시켜서 저장하기 때문에 조각 맞추기도 어려을 뿐만 아니라 수시로 벌어지는 Trim 작업에 찌거기가 날아가서 파일을 건지기 힘들다. 하드디스크는 자기 디스크로 속도 때문에 섹터를 일일이 0으로 채우지 않고 그냥 인덱스에서 지워버린다. 그 위에 그냥 데이터를 덮어쓰는데 때문에 복구가 가능하다고 한다.
• 프리징: 입출력 지연으로 컴퓨터가 주기적으로 단시간 얼어버리는 것. 2010년대 중반 이후로는 거의 보기 힘드나 구형 제품이나 저가 컨트롤러를 사용한 제품에서 간혹 볼 수 있다.

낸드 제조사

• 삼성
• 키옥시아(구 도시바 메모리 반도체 사업부)
• WDC
• Sk hynix
• 마이크론
• 인텔

중국산 SSD의 약진

2020년 이후 기술 격차가 많이 좁혀지고 있다. 수명, 읽기/쓰기 속도가 꽤 괜찮은 편이고 가성비 포지션을 차지하게 될 것으로 보인다.