새로운 것이 항상 더 나은 것은 아닙니다. 최근 SSD 제조업체는 드라이브에 더 많은 저장 공간을 집어넣는 차원에서 속도와 안정성을 절충하기 시작했습니다. NVMe 및 PCIe와 같은 프로토콜은 점점 더 빨라지고 있지만 일부 SSD는 뒤로 가고 있습니다.
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QLC 플래시가 문제입니다
여기 문제가 있습니다. SSD를 만드는 것은 비용이 많이 들고 “2000GB” 기계식 하드 드라이브를 50달러 미만으로 구입할 수 있는데 512GB SSD에 200달러를 지불하고 싶어하는 사람은 거의 없습니다. 더 큰 용량이 판매됩니다.
SSD 제조업체는 비용을 낮추면서 스토리지 용량을 늘리고 있지만 이는 성능과 내구성에 좋지 않습니다. 대형 SSD는 점점 더 저렴해질 수 있지만 SSD 기술의 각 도약에는 장단점이 있습니다. 우리는 현재 메모리 셀당 4비트 정보를 저장할 수 있는 QLC(Quad Level Cell) SSD의 부상을 보고 있습니다. QLC는 표준 SSD를 완전히 대체하지 않았지만 이를 사용하는 몇 개의 드라이브가 시장에 출시되었으며 문제가 있습니다.
특히 SSD 제조업체는 동일한 크기의 NAND 플래시 칩(SSD의 실제 데이터 저장 부분)에 더 많은 공간을 넣을 수 있는 방법을 찾아야 합니다. 전통적으로 이것은 프로세스 노드 축소로 수행되어 플래시 내부의 트랜지스터를 더 작게 만듭니다. 그러나 무어의 법칙이 느려지면 더 창의적이어야 합니다.
독창적인 솔루션은 다중 레벨 NAND 플래시입니다. NAND 플래시는 특정 전압 레벨을 셀에 장기간 저장할 수 있습니다. 기존 NAND 플래시는 켜짐과 꺼짐의 두 가지 레벨을 저장합니다. 이것을 SLC 플래시라고 하며, 정말 빠릅니다. 그러나 NAND는 본질적으로 아날로그 전압을 저장하기 때문에 다음과 같이 약간 다른 전압 레벨로 여러 비트를 나타낼 수 있습니다.
문제는 여기에 표시된 것처럼 기하급수적으로 확장된다는 것입니다. SLC 플래시는 전압 또는 전압 부족만 필요합니다. MLC 플래시에는 4가지 전압 레벨이 필요합니다. TLC는 8개가 필요합니다. 그리고 작년에 QLC 플래시가 시장에 진입하여 16개의 개별 전압 레벨이 필요했습니다.
이것은 많은 문제를 야기합니다. 더 많은 전압 레벨을 추가할수록 비트를 구분하기가 점점 더 어려워집니다. 따라서 QLC 플래시는 TLC보다 25% 더 밀도가 높지만 상당히 느립니다. 읽기 속도는 그다지 영향을 받지 않지만 쓰기 속도는 급강하합니다. 최신 NVMe 프로토콜을 사용하는 대부분의 SSD는 지속적인 읽기 및 쓰기(즉, 대용량 파일 로드 또는 복사)를 위해 약 1500MB/s를 유지합니다. 그러나 QLC 플래시는 다음 사이에서만 관리합니다. 지속적인 쓰기의 경우 80-160MB/s, 괜찮은 하드 드라이브보다 나쁩니다.
QLC SSD는 훨씬 더 빨리 분해됩니다.
모든 SSD는 일반적으로 하드 드라이브에 비해 쓰기 내구성이 좋지 않습니다. SSD의 셀에 쓸 때마다 천천히 마모됩니다. 셀을 지우면 전자가 제거되어야 하지만 일부는 항상 주변에 달라붙어 시간이 지남에 따라 “0” 셀이 “1”에 가까워집니다. 이것은 시간이 지남에 따라 더 많은 양의 전압을 적용하여 컨트롤러에 의해 보상되며, 이는 여유 전압 공간이 많을 때 좋습니다. 하지만 QLC는 그렇지 않습니다.
SLC는 평균 100,000 프로그램/지우기 주기의 쓰기 내구성 (쓰기 작업). MLC는 35,000에서 10,000 사이입니다. TLC는 약 5,000개 있습니다. 그러나 QLC에는 겨우 1,000개가 있습니다. 이로 인해 QLC는 부팅 드라이브와 같이 매우 자주 기록되는 자주 액세스하는 드라이브에 적합하지 않습니다.
결론 – 운영 체제의 시스템 드라이브에 사용하기 위해 QLC 드라이브를 구입하지 마십시오. 몇 년 안에 성능이 저하되지 않을 것이라고 확신하기에는 너무 신뢰할 수 없습니다. 회전하는 하드 드라이브의 교체용으로 대형 QLC 드라이브를 사용하고 기본 OS 드라이브로 고속 SLC, MLC 또는 TLC 드라이브를 사용하는 것이 좋습니다. 이것은 옵션이 없는 랩톱에서 문제일 수 있지만 QLC는 여전히 매우 새롭고 아직 랩톱에 적용되지 않았습니다.
효율적인 캐싱은 이러한 문제를 숨깁니다.
이 시점에서 QLC가 다른 플래시 유형보다 객관적으로 느리고 훨씬 빠르게 고장나는 데도 왜 QLC가 중요한지 물을 수 있습니다. 분명히 다운그레이드를 마케팅할 수는 없지만 SDD 제조업체는 문제를 숨길 수 있는 방법인 캐싱을 찾았습니다.
QLC SSD는 드라이브의 일부를 캐시에 할당합니다. 이 캐시는 QLC여야 한다는 사실을 무시하고 대신 SLC 플래시처럼 작동합니다. 캐시는 차지하는 실제 드라이브 공간보다 75% 작지만 훨씬 빠릅니다.
캐시의 데이터는 다른 고급형 SSD와 같은 속도로 쓸 수 있으며 컨트롤러에서 천천히 플러시되고 QLC 셀로 분류됩니다. 그러나 해당 캐시가 가득 차면 컨트롤러가 느린 QLC 셀에 직접 기록해야 하므로 긴 쓰기 동안 성능이 크게 저하됩니다.
Tom’s Hardware의 벤치마크를 살펴보십시오. Crucial P1 500GB 리뷰, 이 문제를 아주 명확하게 보여주는 소비자 QLC SSD:
Crucial P1을 나타내는 빨간색 선은 일부 고급 제품에 비해 약간 느리지만 견고한 NVMe 속도로 작동합니다. 하지만 약 75GB 정도의 쓰기 후에는 캐시가 가득 차서 QLC 플래시의 실제 속도를 확인할 수 있습니다. 이 라인은 지속 쓰기를 위한 대부분의 하드 드라이브보다 느린 약 80MB/s로 급감합니다.
TLC 드라이브인 ADATA XPG SX8200은 드롭오프 후 원시 TLC 플래시가 여전히 더 빠르다는 점을 제외하고는 동일한 특성을 표시합니다. 대부분의 다른 드라이브에서도 이 캐싱 방법을 사용합니다. 이 방법은 가장 일반적으로 사용되는 드라이브에 대한 빠르고 작은 쓰기 속도를 높입니다. 그러나 지속 쓰기가 가장 눈에 띌 것입니다. 작은 파일 복사에 0.15초가 걸리는지 0.21초가 걸리는지 알 수 없지만 큰 파일에 10분이 추가로 걸리는 경우에는 알 수 있습니다.
이것을 극단적인 경우 시나리오로 쉽게 쓸 수 있지만 해당 캐시가 75GB로 영원히 유지되지는 않습니다. 드라이브를 가득 채우면 캐시가 작아집니다. 에 따르면 아난드텍의 테스트, Intel SSD 660p 라인업의 경우 512GB 모델의 캐시는 128GB의 공간이 남아도 드라이브가 거의 가득 찼을 때 6GB로 줄어듭니다.
즉, SSD를 가득 채운 다음 Steam에서 20-30GB 게임을 설치하려고 하면 처음 6GB가 드라이브에 매우 빠르게 기록되고 그 다음에는 동일한 80MB/s 속도가 표시되기 시작합니다. 나머지 파일.
물론 이 예에서는 다운로드 속도로 인해 제한을 받을 수 있지만 업데이트(기존 파일을 다운로드한 다음 교체해야 하며 공간이 두 배 필요)의 경우 문제가 훨씬 더 분명합니다. 다운로드를 마치면 설치될 때까지 영원히 기다려야 합니다.
QLC를 피해야 합니까?
512GB(생산 비용이 저렴해지면 그 이하)의 QLC 드라이브는 의미가 없으므로 반드시 피해야 합니다. 훨씬 빨리 채우고 캐시가 가득 차면 캐시가 작아져 상당히 느려집니다. 또한 현재 대안보다 훨씬 저렴하지 않습니다.
단점에도 불구하고 QLC 플래시는 고용량 드라이브를 볼 때 그다지 문제가 되지 않습니다. 660p의 2TB 모델은 가득 찼을 때 최소 24GB의 캐시를 제공합니다. 그것은 여전히 QLC 플래시이지만 대부분의 시간에 정말 빠르게 작동하는 저렴한 2TB SSD에 대해 허용 가능한 절충안입니다.
엄청난 용량을 감안할 때 QLC 기반 SSD는 회전하는 하드 드라이브를 대체할 수 있습니다. 자주 액세스하지 않지만 액세스할 때 정말 빠르게 하고 싶은 것에 최적이며 적절한 크기의 SLC 캐시를 사용하면 드라이브를 채울 때까지 대부분의 지속적인 쓰기 작업이 합리적으로 빠릅니다.
안정성 문제로 인해 부팅 드라이브로 사용하거나 매우 자주 기록되는 항목에 사용하지 않아야 합니다.
제조의 다른 측면, 즉 더 많은 플래시 칩을 처리할 수 있는 더 나은 컨트롤러, 프로세스 노드가 성숙함에 따라 더 저렴한 플래시 칩 및 기타 기술을 모두 처리할 수 있는 더 나은 컨트롤러와 같이 여전히 많은 발전이 있습니다. QLC 플래시는 곧 표준이 되지 않습니다. 현재로서는 또 다른 옵션일 뿐입니다. SSD를 구입할 때 기술 사양을 확인하고 SSD를 만드는 데 사용된 플래시 유형에 주의를 기울이십시오.