속도ㆍ수명 업그레이드…차세대 SSD 주목
데이터 저장ㆍ관리ㆍ활용도 높아지며 플래시메모리 관심
처리능력ㆍ대역폭 천차만별… 성능ㆍ경제성 고려 선택을
데이터 저장ㆍ관리ㆍ활용도 높아지며 플래시메모리 관심
처리능력ㆍ대역폭 천차만별… 성능ㆍ경제성 고려 선택을
최근 기업들은 정보를 중심으로 움직이기에 응용프로그램과 모바일 장치, 클라우드 등으로 인해 방대한 양의 데이터가 생성되고 있습니다. 데이터의 저장과 관리, 활용에 대한 고민이 늘어가는 가운데 기업들은 보다 빠른 데이터 처리의 방법을 고민하게 됐고, 그 결과 플래시 메모리를 활용한 스토리지에 대한 관심이 높아지고 있습니다.
그러나 플래시 도입은 쉽지 않습니다. 단순히 속도만 염두에 두고 장비를 도입하기에는 고려해야 할 다른 요소가 너무나 많은 것입니다. 갈수록 진화하는 비즈니스 요구와 스토리지의 성능, 효율성, 경제성 등이 그 요소입니다.
그렇다면 플래시 도입 시 고려해야 할 가장 중요한 점은 무엇일까요? 물론 기업의 IT 환경과 달성하고자 하는 목표에 따라 기준은 달라지겠지만 솔리드스테이트드라이브(SSD)가 하드디스크드라이브(HDD)와 차별화된 부분은 바로 성능입니다. SSD는 HDD와 달리 기계식 접근방법을 따르지 않기 때문에, 평균 데이터 입출력속도(IO) 성능이 HDD 보다 10배 이상 빠릅니다. 또 1995년 현재의 폼팩터 형태를 갖춘 SSD 출시 이후, 기가바이트(GB)당 단가가 2016년에는 현재의 반값까지 떨어질 것으로 예상되면서 가격경쟁력까지 갖출 수 있다는 게 업계의 주장입니다.
그럼에도 불구하고 SSD가 대중화되는 데 시간이 오래 걸리는 이유는 몇가지 한계 때문이었습니다.
스핀들 모터(spindle motors), 엑츄에이터 암(actuator arms), 서보 메커니즘(servo mechanisms), 스핀 코팅 디스크 (spin coated disks) 등 여러 가지 부품으로 구성된 HDD와 달리 SSD는 메모리와 컨트롤러로 구성된 간단한 장치입니다. HDD는 어떤 공급업체의 제품을 선택하든 일단 비트 당 밀도 및 회전 속도가 거의 변하지 않습니다. 그러나 SSD의 경우 기본 하드웨어는 플래시 칩을 탑재한 `듀얼 인터페이스 메모리 모듈(DIMM)'입니다. 나머지는 모두 소프트웨어와 소프트웨어를 실행시키는 프로세서, 버스 등으로 구성돼 있습니다. 이에 따라 SSD는 공급업체에 따라 제품에 담을 수 있는 처리 능력과 대역폭이 서로 다르며, 그에 따른 성능 역시 차이가 나고 있습니다.
기존 낸드 플래시를 활용한 SSD의 경우 `쓰기 절벽 (Write Cliff)`이라고 하는 성능 저하 현상이 문제가 돼왔습니다. SSD는 포맷된 페이지로만 쓰기가 가능해 페이지를 업데이트할 때 읽기ㆍ수정ㆍ쓰기 작업이 필요합니다. 그리고 페이지가 부족할 때는 데이터 입출력이 차단되고, 차단된 페이지를 복구하거나 포맷하기 위한 일련의 정리 작업이 실행됩니다. 이 때 성능이 마치 절벽처럼 떨어진다고 해서 쓰기 절벽 문제로 불리며, 이러한 SSD의 한계 때문에 SSD의 용량이 400GB로 제한되기도 합니다.
낸드 플래시 기반의 SSD는 수명 (내구성)에도 한계가 있습니다. 플래시 메모리의 메커니즘은 쓰기 횟수와 포맷 수에 따라 수명이 정해집니다. 플래시의 읽기 및 쓰기는 블록 내의 페이지에서 수행됩니다. 레코드를 한번 쓰는 방식인 HDD 쓰기와 달리 SSD 쓰기 작업은 새로운 블록에 대한 유효 페이지 수요에 따라 조절되며, 유효하지 않은 페이지를 다시 사용하게 하기 위해서는 구 블록에 대한 리포맷 작업을 해야 합니다.
이러한 SSD의 한계를 해결해 줄 것으로 기대를 모으는 것이 `플래시 모듈 드라이브(FMD)'입니다. FMD는 플래시 전용 컨트롤러와 고밀도 패키징 작업을 거쳐 탄생한 MLC(멀티 레벨 셀) 기술 구현이 핵심입니다.
MLC은 하나의 기록 소자에 여러 데이터를 보유하는 것이며, SLC란 하나의 기록소자에 1비트의 데이터만 저장하는 방식을 뜻합니다. MLC는 많은 양의 데이터를 저장할 수 있어 비트당 단가는 싸지만, 구조가 워낙 복잡해 SLC 이상의 성능을 구현하는 것이 어렵다는 게 중론입니다. 하지만 FMD의 경우 플래시 전용 컨트롤러를 사용하고, 고밀도 패키징 작업을 거쳐 MLC 구조를 채택하면서도 SLC 성능을 낼 수 있다는 게 업계 주장입니다.
또 FMD는 플래시 메모리의 수명을 연장시키기도 합니다. 플래시 메모리는 구조적으로 메모리 셀에 전자를 채우고 비우는 과정에서 미세하게 셀을 손상을 시킵니다. 그 과정에서 셀의 수명이 단축되는데 이를 방지하기 위해 각 셀마다 사용빈도를 체크해서 모든 셀에 균등하게 데이터가 저장되도록 해주는 `웨어 레벨링(Wear Leveling)'을 기술이 적용되고 있습니다. 이는 전체적인 셀의 수명을 연장시켜서 SSD의 기술로 부각되고 있습니다.
이러한 성능과 효율성 외에 FMD는 경제성 측면에서도 우수합니다. 쓰기 데이터 자체를 줄여주는 실시간 압축기능으로 데이터를 94%까지 압축시켜 주기 때문입니다. 예를 들어 128MB 크기의 데이터가 플래시 메모리에 저장이 될 때 압축이 되면서 데이터의 포인터 맵과 데이터 체크 코드만 저장되고 크기는 8MB로 줄어들게 되는 것입니다. 이를 통해 쓰기 성능을 일관되게 향상시킬 수 있다는 게 업계의 분석입니다.
정용철기자 jungyc@
자료제공=효성인포메이션시스템
그러나 플래시 도입은 쉽지 않습니다. 단순히 속도만 염두에 두고 장비를 도입하기에는 고려해야 할 다른 요소가 너무나 많은 것입니다. 갈수록 진화하는 비즈니스 요구와 스토리지의 성능, 효율성, 경제성 등이 그 요소입니다.
그렇다면 플래시 도입 시 고려해야 할 가장 중요한 점은 무엇일까요? 물론 기업의 IT 환경과 달성하고자 하는 목표에 따라 기준은 달라지겠지만 솔리드스테이트드라이브(SSD)가 하드디스크드라이브(HDD)와 차별화된 부분은 바로 성능입니다. SSD는 HDD와 달리 기계식 접근방법을 따르지 않기 때문에, 평균 데이터 입출력속도(IO) 성능이 HDD 보다 10배 이상 빠릅니다. 또 1995년 현재의 폼팩터 형태를 갖춘 SSD 출시 이후, 기가바이트(GB)당 단가가 2016년에는 현재의 반값까지 떨어질 것으로 예상되면서 가격경쟁력까지 갖출 수 있다는 게 업계의 주장입니다.
그럼에도 불구하고 SSD가 대중화되는 데 시간이 오래 걸리는 이유는 몇가지 한계 때문이었습니다.
스핀들 모터(spindle motors), 엑츄에이터 암(actuator arms), 서보 메커니즘(servo mechanisms), 스핀 코팅 디스크 (spin coated disks) 등 여러 가지 부품으로 구성된 HDD와 달리 SSD는 메모리와 컨트롤러로 구성된 간단한 장치입니다. HDD는 어떤 공급업체의 제품을 선택하든 일단 비트 당 밀도 및 회전 속도가 거의 변하지 않습니다. 그러나 SSD의 경우 기본 하드웨어는 플래시 칩을 탑재한 `듀얼 인터페이스 메모리 모듈(DIMM)'입니다. 나머지는 모두 소프트웨어와 소프트웨어를 실행시키는 프로세서, 버스 등으로 구성돼 있습니다. 이에 따라 SSD는 공급업체에 따라 제품에 담을 수 있는 처리 능력과 대역폭이 서로 다르며, 그에 따른 성능 역시 차이가 나고 있습니다.
기존 낸드 플래시를 활용한 SSD의 경우 `쓰기 절벽 (Write Cliff)`이라고 하는 성능 저하 현상이 문제가 돼왔습니다. SSD는 포맷된 페이지로만 쓰기가 가능해 페이지를 업데이트할 때 읽기ㆍ수정ㆍ쓰기 작업이 필요합니다. 그리고 페이지가 부족할 때는 데이터 입출력이 차단되고, 차단된 페이지를 복구하거나 포맷하기 위한 일련의 정리 작업이 실행됩니다. 이 때 성능이 마치 절벽처럼 떨어진다고 해서 쓰기 절벽 문제로 불리며, 이러한 SSD의 한계 때문에 SSD의 용량이 400GB로 제한되기도 합니다.
낸드 플래시 기반의 SSD는 수명 (내구성)에도 한계가 있습니다. 플래시 메모리의 메커니즘은 쓰기 횟수와 포맷 수에 따라 수명이 정해집니다. 플래시의 읽기 및 쓰기는 블록 내의 페이지에서 수행됩니다. 레코드를 한번 쓰는 방식인 HDD 쓰기와 달리 SSD 쓰기 작업은 새로운 블록에 대한 유효 페이지 수요에 따라 조절되며, 유효하지 않은 페이지를 다시 사용하게 하기 위해서는 구 블록에 대한 리포맷 작업을 해야 합니다.
이러한 SSD의 한계를 해결해 줄 것으로 기대를 모으는 것이 `플래시 모듈 드라이브(FMD)'입니다. FMD는 플래시 전용 컨트롤러와 고밀도 패키징 작업을 거쳐 탄생한 MLC(멀티 레벨 셀) 기술 구현이 핵심입니다.
MLC은 하나의 기록 소자에 여러 데이터를 보유하는 것이며, SLC란 하나의 기록소자에 1비트의 데이터만 저장하는 방식을 뜻합니다. MLC는 많은 양의 데이터를 저장할 수 있어 비트당 단가는 싸지만, 구조가 워낙 복잡해 SLC 이상의 성능을 구현하는 것이 어렵다는 게 중론입니다. 하지만 FMD의 경우 플래시 전용 컨트롤러를 사용하고, 고밀도 패키징 작업을 거쳐 MLC 구조를 채택하면서도 SLC 성능을 낼 수 있다는 게 업계 주장입니다.
또 FMD는 플래시 메모리의 수명을 연장시키기도 합니다. 플래시 메모리는 구조적으로 메모리 셀에 전자를 채우고 비우는 과정에서 미세하게 셀을 손상을 시킵니다. 그 과정에서 셀의 수명이 단축되는데 이를 방지하기 위해 각 셀마다 사용빈도를 체크해서 모든 셀에 균등하게 데이터가 저장되도록 해주는 `웨어 레벨링(Wear Leveling)'을 기술이 적용되고 있습니다. 이는 전체적인 셀의 수명을 연장시켜서 SSD의 기술로 부각되고 있습니다.
이러한 성능과 효율성 외에 FMD는 경제성 측면에서도 우수합니다. 쓰기 데이터 자체를 줄여주는 실시간 압축기능으로 데이터를 94%까지 압축시켜 주기 때문입니다. 예를 들어 128MB 크기의 데이터가 플래시 메모리에 저장이 될 때 압축이 되면서 데이터의 포인터 맵과 데이터 체크 코드만 저장되고 크기는 8MB로 줄어들게 되는 것입니다. 이를 통해 쓰기 성능을 일관되게 향상시킬 수 있다는 게 업계의 분석입니다.
정용철기자 jungyc@
자료제공=효성인포메이션시스템
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