컴퓨터 저장장치 SSD의 역사

컴퓨터 저장장치 SSD의 역사를 알아보고 현재 어디까지 발전되어 있는지 알아보겠습니다.

SSD 

SSD라는 제품은 컴퓨터 데스크톱 하드디스크 보조기억장치의 뒤를 잇는 제품으로서 정식명칭은 Solid State Drive라고 부르고 있고 줄여서 SSD라고 부르고 있습니다. 간혹 IT지식이 부족한 사람들은 SSD가 무엇인지 모르는 경우도 있으며 SSD 하드디스크, SSD하드와 같이 하드디스크와 그 뜻을 함께 표기하는 경우도 있는데 하드디스크와 SSD는 서로 완전하게 다른 제품이기 때문에 IT지식을 어느정도 가지고 있는 사람들이라면 당연히 서로간의 혼동하는 일은 없어야 할 것입니다.

하드디스크(HDD)를 대체하기 위해 개발된 SSD는 자기디스크로 이루어진 하드디스크와는 달리 메모리 구조 정확히 말하자면 플래시 메모리의 묶음으로 이루어져 있습니다. 일반적으로 사용되는 SATA용 SSD를 분해해보면 속이 텅 비어있고 SSD 겉면만 크게 해놓은 경우가 대부분인데 규격을 맞추기 위해 그렇게 해놓았을 뿐 실제 노트북에 들어가게 되는 SSD의 경우 규격을 맞출 필요가 없으므로 플래시메모리 SSD가 장착되게 됩니다.

SSD는 메모리 기반으로 이루어진 제품이기 때문에 하드디스크에 존재하는 모터가 존재하지 않습니다. 그러므로 하드디스크에서 발생되는 일명 드륵드륵 거리는 소음이 전혀 발생되지 않으며 플래터가 회전하여 열을 발생시키는 하드디스크와는 달리 발열 및 소모전력도 적어 일반적인 컴퓨터에 장착되는 하드디스크와는 큰 차이점을 보이고 있습니다.

SSD의 가장 큰 장점은 아무래도 전송속도가 아닐까 싶습니다. 파일전송속도가 하드디스크의 3~4배 이상 될 정도로 엄청납니다. 현재 널리 사용되고 있는 SATA3 하드디스크의 전송속도는 실사용속도가 최대 100Mb/s를 넘지 못하지만 SSD의 전송속도는 이를 가볍게 뛰어 넘습니다. 물론 SSD간의 전송속도를 따질 경우 약 250Mb/s 정도로 상승하는 것을 직접 눈으로 본 적이 있으나 이 속도를 구현하기 위해서는 SSD에서 하드디스크로 파일을 옮기는 작업을 할시에는 나오지 않는 속도이며 오로지 SSD끼리 파일을 주고 받을때 가능한 속도입니다. 어떻게 보면 SATA3 하드디스크라고 해서 늘 최대 전송속도를 내지 못하는 것과 마찬가지로 SSD 역시 500Mb/s가량 전송가능한 최대전송속도를 구현해내지 못합니다. 그래도 하드디스크에 있어서 SSD의 파일전송속도가 훨씬 빠르다는 것은 부정할 수 없는 사실입니다.

파일 전송속도 뿐만 아니라 파일을 읽는 속도마저 하드디스크와 SSD간의 차이는 가히 말하자면 넘사벽이라고 할 수 있을 정도로 차이가 분명하게 보입니다. 컴퓨터 체감 속도를 엄청나게 끌어올린 제품이 바로 SSD라고 할 수 있는데 이것저것 설치해놓은 일반 하드디스크 부팅시간을 30초라고 잡았을 경우 동일스펙의 동일파일로 SSD부팅시간을 측정했을 경우 10초정도에 부팅이 이루어지게 됩니다. 예전에 40기가정도의 윈도우 및 오피스 외 각종 프로그램이 설치되어 셋팅이 끝난 디스크 이미지를 하드디스크와 SSD에 동일하게 옮겨심어 지금은 거의 사용되지 않고있는 저사양 PC 울프데일 E8400에서 실험을 해본 적이 있었습니다. 결과는 어땠을까요? 하드디스크의 부팅시간이 1분이 걸렸던 반면 SSD 부팅시간은 20초전에 부팅이 완료되었던 경험이 있었습니다. 

SSD의 다른 장점이라면 크기의 차이라고 할 수 있습니다. 하드디스크의 구조를 간단하게 설명하면 모터와 헤드 그리고 플래터 정도로 이루어져 있는데 크기도 크고 하드디스크의 용량이 상승하는 동안 플래터 역시 크기가 줄어들어 동일 용량대비 2.5인치 하드디스크도 존재하고 있습니다. 하지만 SSD는 2.5인치는 커녕 규격을 맞추기 위해 SSD 겉면에 철판을 둘러쌓아 SSD제품을 열게 될 경우 반이상 빈공간이 차지하고 있음을 알 수 있습니다. 

결국 점점 플래시메모리의 수요가 늘어나고 용량이 커지게 되자 가격도 하락하고 하드디스크에 비해 점유율이 늘어나는 것을 볼 수 있게 됩니다. 요즘 컴퓨터 구매시 SSD는 필수로 장착되고 있는데 그렇다고 해서 하드디스크가 완전히 쓰이지 않는 것은 아닙니다. 2017년 현재까지도 SSD는 하드디스크 대비 가격이 고가인데 하드디스크 4TB는 20만원 아래로 충분히 구할 수 있지만 같은 용량의 SSD는 구매조차 불가능하며 만약 구매가 가능하다 하더라도 하드디스크의 5배 혹은 그 이상의 가격을 가질 가능성이 높기 때문에 현재상황에서는 컴퓨터 조립 또는 구매시 SSD를 메인 드라이브로 사용하며 하드디스크를 자료저장용 보조드라이브로 사용하는 추세입니다. 대략적으로 짧으면 3년 길면 5년안에 SSD 용량대비 가격이 더욱 낮아져 하드디스크의 보조드라이브 방식은 완전히 사라질 것으로 예상하고 있습니다.

SSD의 역사

SSD라고 해봐야 거창한 것은 아닙니다. 이미 플래시메모리를 기반으로 이루어진 SSD는 1990년대당시 이미 존재하고 있었습니다. 말 그대로 플래시메모리는 그때도 개발되고 있었으니까요. 하지만 그 당시는 SSD의 존재를 자료저장용이 아닌 일부 연구목적으로 사용하고 있었기 때문에 SSD가 있었다는 것이 중요할뿐 사람들 머리에서 사라지게 됩니다.

결국 하드디스크를 대체하는 SSD가 본격 상용화되기 시작한 시기는 2000년대 후반에서부터 시작하여 2010년대 이후라고 할 수 있습니다. 애플 맥북에어부터 순차적으로 하드디스크 제거가 이루어지기 시작하더니 삼성전자는 하드디스크 사업부를 매각하게 됩니다. 또한 2011년 태국 홍수 사건으로 인해 하드디스크 가격이 전 세계적으로 치솟게 되자 하드디스크 가격대비 SSD가 반사이익을 얻게 됩니다. 결국 현재기준으로 SSD 보급화가 이루어져 돈을 아무리 절약한다 하더라도 120GB가량 되는 SSD는 하드디스크 구매시 필수로 장착하게 되며 돈을 좀 더 사용하더라도 SSD 256GB 및 500GB제품까지 무난하게 구매가 가능한 상황까지 오게 됩니다.

SSD에서 말하는 세가지 저장방식

SSD에서 말하는 저장방식은 크게 세 종류로 나누어 지는데 SLC,MLC,TLC 방식의 SSD가 있습니다. 세가지 저장방식 외에도 QLC타입의 저장방식도 존재하나 여기서는 SSD의 대표적인 세가지 저장방식만을 가지고 이야기를 해보도록 하겠습니다.

각 저장방식을 풀어서 이야기하자면 SLC는 SIngle Level Cell이라고 하여 셀당 1비트를 저장하는 방식을 말하게 됩니다. MLC는 Multi Level Cell 방식으로서 셀당 2비트를 저장하는 방식입니다. 셀당 1비트를 저장하는 SLC 방식보다 MLC방식이 저장용량도 늘릴 수 있으며 가격도 낮출 수 있지만 SLC보다 속도가 느리다는 단점이 있습니다. MLC가 셀당 2비트를 저장하는 방식이라면 TLC는 Triple Level Cell이라고 하여 셀당 3비트를 저장하는 방식을 사용하고 있습니다. 당연히 MLC 방식에 비해 가격이 저렴하지만 속도가 낮다는 단점이 존재하는데 SSD 내부 컨트롤러를 좋은 제품으로 사용하여 속도차이를 극복 할 수 있었습니다. SLC에서 하나만 달면 되는 컨트롤러를 MLC에는 두개를 달고 TLC에는 세개를 달고 성능을 높이는 식으로 개선되어 왔습니다.

SLC 방식이라고 해서 처음 나왔을 당시부터 속도가 빠르고 좋았던 것은 아니었습니다. 초기의 SSD는 당연히 SLC 방식으로 출시되었는데 기술력이 부족한 탓에 하드디스크와 크게 다르지 않은 속도가 나오고 가격은 용량대비 100만원이 넘어가는 수준이었기 때문에 사용자들에게 외면을 받았습니다. 

결국 여러업체들이 컴퓨터 보조저장장치 SSD 사업에 뛰어들게 되며 SLC에서 MLC로 그리고 TLC로의 제품을 생산하기에 이르게 됩니다. 가장 대표적인 곳이 대한민국의 삼성전자인데 2012년 TLC기반의 삼성 SSD 840을 출시하였으나 그당시만 해도 기술력이 그다지 좋지 못해 내부사정인 탓인지는 몰라도 TLC 제품이 MLC제품 가격을 역전해버리는 상황을 맞이하게 됩니다. 결국 TLC의 설계한계 때문인지는 모르겠으나 120GB제품과 250GB제품의 성능 차이가 크게 되었으며 주 고객층은 SSD 250GB 구매가 아닌 SSD 120GB를 선택하게 되었습니다. 물론 현재 기준으로는 250GB SSD라 하더라도 큰 무리 없이 구매가 가능하기 때문에 컴퓨터 구매시 512GB SSD를 선택하는 사람들도 자주 발견되고 있습니다.

SSD의 TLC방식은 좋지 않다?

SSD의 TLC방식이라 하면 가장 가격이 낮은대신 용량이 높은 제품이라 할 수 있습니다. 하지만 아직까지도 TLC 제품을 좋지 않게 보는 경향이 있습니다. 당연히 구조상이나 내구 또는 성능상에 차이가 있는 것은 맞습니다만 MLC 맹신론자들은 무조건 TLC SSD가 좋지 못하다고 하고 있습니다. 하지만 시대가 발전함에 따라 TLC SSD 역시 MLC SSD에 걸맞는 성능 및 속도를 제공하고 있으며 TLC의 수명이 다 되어 SSD가 고장나는 상황이 발생하기보다는 컴퓨터 교체가 이루어지는 시기가 더 빠름에 따라 TLC SSD는 점차 대중적인 시장 점유율을 이루어내게 됩니다.

삼성전자에서 기존 방식의 SSD를 생산하다 3D 낸드플래시 방식의 기술을 사용하자 TLC의 문제였던 수명이 줄어드는 문제를 해결 할 수 있게 되었습니다. 3D 낸드 방식은 좌우로 퍼뜨리는 것이 아닌 상단으로 쌓아올리는 방식이라고 생각하시면 좋을 듯 합니다.

어찌되었든 SSD의 컴퓨터 저장장치 핵심인 용량당 단가를 현재의 하드디스크 수준으로 낮추기 위해서는 적지 않은 시일이 소요될 것으로 예상합니다. 하지만 그 시간동안 컴퓨터를 사용하지 않을 수는 없기에 앞으로도 일정기간동안은 250GB SSD 제품이 주 사용대상이 될 것으로 예상하고 있습니다.