NVMe 대 SATA: 어떤 SSD 기술이 더 빠릅니까?
NVMe 드라이브: 현재 컴퓨터 저장 장치의 주류
최근 컴퓨터 저장 장치 시장에서 NVMe 드라이브의 점유율이 매우 높습니다. NVMe SSD(솔리드 스테이트 드라이브)는 구형 SSD보다 훨씬 빠를 뿐만 아니라 기존 3.5인치 및 2.5인치 드라이브에 비해서도 압도적인 속도 우위를 자랑합니다.
NVMe와 SATA III의 비교
예를 들어, 1TB 삼성 860 프로는 최대 순차 읽기 속도가 560MB/s인 2.5인치 SSD입니다. 반면, NVMe 기반의 960 Pro는 최고 속도가 3,500MB/s로, 6배 이상 빠릅니다.
이는 이전 세대 드라이브들이 SATA III라는 인터페이스를 통해 PC에 연결되었기 때문입니다. SATA III는 직렬 ATA 컴퓨터 버스 인터페이스의 세 번째 버전입니다. 반면, NVMe는 최신 SSD를 위한 호스트 컨트롤러 인터페이스입니다.
SATA III와 NVMe는 기존 드라이브와 최신 드라이브를 구분하는 데 흔히 사용되는 용어입니다. 그러나 NVMe는 SATA III와 동일한 유형의 기술은 아닙니다.
이 글에서는 'SATA III'와 'NVMe'라는 용어가 사용되는 이유와 기술적인 차이점을 살펴보겠습니다.
SATA III란 무엇인가?
SATA는 2000년에 이전의 병렬 ATA 표준을 대체하기 위해 도입되었습니다. SATA는 더 빠른 연결을 제공하여 기존 제품에 비해 성능을 크게 향상시켰습니다. SATA III는 8년 후 최대 전송 속도 600MB/s로 출시되었습니다.
SATA III 구성 요소는 특정 커넥터를 사용하여 노트북에 연결하거나, 특정 케이블을 사용하여 데스크톱 PC 마더보드에 연결됩니다.
드라이브가 SATA III를 통해 컴퓨터 시스템에 연결되면 작업의 절반이 완료된 것입니다. 드라이브가 시스템과 실제로 통신하려면 AHCI라는 호스트 컨트롤러 인터페이스가 필요합니다. AHCI는 SATA III 드라이브가 컴퓨터 시스템과 통신하는 데 사용되는 가장 일반적인 방법입니다.
SATA III와 AHCI는 오랫동안 SSD의 초기 개발 단계를 포함하여 훌륭한 성능을 보여주었습니다. 그러나 드라이브 제조업체인 Kingston의 대표는 AHCI가 SSD와 같이 대기 시간이 짧은 장치보다 대기 시간이 긴 회전 미디어에 최적화되어 있다고 설명했습니다.
SSD의 속도가 너무 빨라져서 결국 SATA III 연결 대역폭이 한계에 도달했습니다. SATA III 및 AHCI는 성능이 계속 향상되는 SSD에 충분한 대역폭을 제공할 수 없게 되었습니다.
드라이브 속도와 기능이 확장되면서 더 나은 대안에 대한 필요성이 제기되었고, 다행히도 PC에서 이미 사용 중인 기술이 있었습니다.
PCIe란 무엇인가?
PCIe는 또 다른 하드웨어 인터페이스입니다. 그래픽 카드를 데스크톱 PC에 삽입하는 방식으로 가장 잘 알려져 있지만 사운드 카드, Thunderbolt 확장 카드 및 M.2 드라이브(자세한 내용은 나중에 설명)에도 사용됩니다.
마더보드를 살펴보면 (위 그림 참조) PCIe 슬롯이 어디에 있는지 쉽게 알 수 있습니다. 대부분 x16, x8, x4 및 x1 변형으로 제공됩니다. 이 숫자는 슬롯의 데이터 전송 레인 수를 나타냅니다. 레인 수가 많을수록 한 번에 더 많은 데이터를 전송할 수 있으므로 그래픽 카드는 x16 슬롯을 사용합니다.
위 이미지의 x16 슬롯 바로 아래에 M.2 슬롯도 있습니다. M.2 슬롯은 최대 4개의 레인을 사용할 수 있으므로 x4입니다.
모든 컴퓨터의 주요 PCIe 슬롯은 최상의 성능을 위해 CPU에 직접 연결된 레인을 가지고 있습니다. 나머지 PCIe 슬롯은 칩셋에 연결됩니다. 이것은 또한 CPU에 상당히 빠른 연결을 지원하지만 직접 연결만큼 빠르지는 않습니다.
현재 PCIe 3.0(가장 일반적) 및 4.0이라는 두 가지 세대의 PCIe가 사용됩니다. 2019년 중반 현재 PCIe 4.0은 AMD의 Ryzen 3000 프로세서 및 X570 마더보드에서만 지원됩니다. 버전 4는 예상대로 더 빠릅니다.
그러나 대부분의 구성 요소는 아직 PCIe 3.0의 최대 대역폭을 완전히 사용하지 못하고 있습니다. 따라서 PCIe 4.0이 인상적이기는 하지만 아직 대부분의 컴퓨터에 필수적인 요소는 아닙니다.
PCIe를 통한 NVMe
PCIe는 SATA III와 마찬가지로 개별 구성 요소를 컴퓨터 시스템에 연결하는 데 사용됩니다. SATA III가 하드 드라이브 또는 SSD가 컴퓨터 시스템과 통신하기 전에 AHCI가 필요한 것처럼 PCIe 기반 드라이브는 NVMe라는 호스트 컨트롤러에 의존합니다.
그렇다면 왜 SATA III 대 PCIe 드라이브 또는 AHCI 대 NVMe에 대해서는 이야기하지 않을까요?
이유는 간단합니다. 우리는 항상 SATA, SATA II 및 SATA III와 같은 SATA 기반 드라이브를 언급했습니다.
드라이브 제조업체가 PCIe 드라이브를 만들기 시작했을 때 PCIe SSD에 대해 이야기한 짧은 기간이 있었습니다.
그러나 업계에는 SATA 드라이브와 같은 표준이 없었습니다. 대신, 웨스턴 디지털에서 설명한 것처럼, 각 회사는 AHCI를 사용하고 해당 드라이브를 실행하기 위해 자체 드라이버와 펌웨어를 구축해야 했습니다.
이것은 번거로운 과정이었고 AHCI는 여전히 충분하지 않았습니다. Kingston이 설명했듯이, SATA보다 빠른 드라이브를 채택하는 것도 더 어려웠습니다. 왜냐하면 플러그 앤 플레이 경험이 아닌 특수 드라이버도 설치해야 했기 때문입니다.
결국 업계는 NVMe를 표준으로 채택하여 AHCI를 대체했습니다. 새로운 표준이 훨씬 더 성능이 뛰어났기 때문에 NVMe에 대해 이야기하기 시작하는 것이 합리적이었습니다. 그리고 나머지는 역사라고 할 수 있습니다.
NVMe는 최신 PCIe 기반 SSD를 염두에 두고 제작되었습니다. NVMe 드라이브는 SATA III 기반 기계식 하드 드라이브 또는 SSD보다 훨씬 더 많은 명령을 한 번에 수용할 수 있습니다. 이는 낮은 지연 시간과 결합되어 NVMe 드라이브를 더욱 빠르고 효율적으로 만듭니다.
NVMe 드라이브의 형태
오늘날 NVMe 기반 드라이브를 구입하려면 M.2 규격의 드라이브가 필요합니다. M.2는 드라이브의 폼 팩터 또는 모양을 설명합니다. M.2 드라이브는 일반적으로 최대 약 1TB의 저장 공간을 제공하지만 엄지와 검지 사이에 들어갈 만큼 작은 크기입니다.
M.2 드라이브는 최대 4개의 데이터 전송 레인을 지원하는 특수 M.2 PCIe 슬롯에 연결됩니다. 이러한 드라이브는 일반적으로 NVMe 기반이지만 SATA III를 사용하는 M.2 드라이브도 있습니다. 따라서 제품 구매 시 포장을 주의 깊게 확인해야 합니다.
SATA III 기반 M.2 드라이브는 최근에는 흔하지 않지만 여전히 존재합니다. 몇 가지 인기 있는 예로는 WD 블루 3D 낸드와 삼성 860 에보가 있습니다.
SATA III 드라이브는 더 이상 쓸모가 없을까?
NVMe는 매우 훌륭한 기술이지만 SATA III 드라이브를 완전히 포기할 필요는 없습니다. SATA III의 한계에도 불구하고 여전히 보조 저장 장치로 좋은 선택입니다.
예를 들어, 새 PC를 조립하는 경우 부팅 드라이브와 기본 저장 장치로 M.2 NVM 드라이브를 사용하는 것이 좋습니다. 그런 다음 더 저렴한 하드 드라이브 또는 더 큰 용량의 2.5인치 SSD를 보조 저장 장치로 추가할 수 있습니다.
모든 스토리지를 PCIe를 통해 사용하는 것이 이상적이지만 현재 NVMe 드라이브는 약 2TB 용량으로 제한되어 있습니다. 더 높은 용량은 가격이 매우 비쌉니다. 저렴한 1TB, M.2 NVMe 드라이브는 일반적으로 약 100달러 정도에 구매할 수 있습니다 (2TB 고성능 SATA III 하드 드라이브와 비슷한 가격).
물론, 가격은 더 높은 용량의 M.2 드라이브가 출시됨에 따라 변동될 수 있습니다. Kingston은 2021년 초에 4TB 및 8TB 용량의 M.2 드라이브를 볼 수 있을 것으로 예상한다고 언급했습니다.
그때까지는 M.2 드라이브와 보조 SSD 및 하드 드라이브의 조합이 최적의 선택일 것입니다.
이러한 원칙은 노트북에도 적용됩니다. 새로운 장비를 구입하는 경우 NVMe 플래시 스토리지와 SATA III 하드 드라이브 또는 SSD를 위한 예비 2.5인치 베이가 있는 장비를 찾는 것이 좋습니다.
그러나 모든 NVMe 드라이브가 동일한 성능을 제공하는 것은 아닙니다. 구매하기 전에 대상 드라이브에 대한 리뷰를 읽는 것은 매우 중요합니다.
새로운 데스크톱 PC 또는 노트북을 구매했다면 NVMe를 지원하는 M.2 슬롯이 있는지 확인해보십시오. PC를 업그레이드하는 데 충분한 가치가 있을 것입니다!