SATA 및 NVMe™ SSD 비교: 비즈니스에 적합한 인터페이스는?

엔터프라이즈 스토리지 하위 시스템은 하나의 서버와 데스크톱에 있든, 1,000개의 서버와 1만 개의 데스크톱에 있든 상관없이 IT 인프라의 핵심적인 부분이다. 하드 드라이브, SSD, 소비자용 드라이브, 엔터프라이즈 스토리지 컴포넌트 등, 선택지가 매우 많기 때문에 비즈니스에서는 필요에 맞는 적합한 제품을 찾을 수 있을 것이다. 그러나 스토리지 기기가 어떤 버스와 프로토콜을 사용하고 있고, 당신의 장비를 언제, 어떤 유형의 기기로 무장해야 할까? 스토리지 인터페이스는 데이터가 상주하는 실제 드라이브를 시스템의 메인 프로세싱 버스에 연결한다. 인터페이스는 드라이브에서 프로세서와 메모리로 데이터가 이동하기 위해 이용하는 고속도로라고 생각하면 된다. 오늘날 대부분의 PC 생산 시스템에는 크게 두 가지 버스 인터페이스가 있다. 바로 SATA와 PCI Express®, 즉 PCIe®이다. 각각 역사가 있고 고유한 디자인이 있으며 배치되는 상황이 다르다. 버스 인터페이스: 역사 소개 SATA(Serial Advanced Technology Attachment)는 하드 디스크가 회전하는 플래터에 의존하던 시절에 설계된 컴퓨터 버스 인터페이스이다. 따라서 특정 시점에 전송할 수 있는 데이터의 양에 물리적 한계치가 상대적으로 낮았다. 2000년대 초반이나 그 이전의 컴퓨터, 특히 서버를 보면 프로세서가 얼마나 강력하든 상관없이 성능의 병목은 주로 하드 드라이브에서 발생했다. SATA 프로토콜은 이렇게 상대적으로 느린 매체를 최대한 빠르게 사용해서 스토리지 전송이 이루어지도록 설계된 것이지만 여전히 회전 방식의 매체를 위한 것이었다. 가장 최신 버전인 SATA 3.0은 SSD가 주류가 되기 훨씬 전인 2008년에 출시되었다. 그리고는 SSD가 등장했다. SSD는 회전하는 플래터에서 개별 섹터를 찾을 필요가 없었고 데이터 가져오기와 전송이 매우 빨랐다. SSD는 회전 방식 매체에 비해 훨씬 빠른 데이터 전송 속도를 지속적으로 유지할 수 있었으므로 SATA 데이터 전송의 한계는 현실이 되었다. 새로운 SSD 인터페이스가 필요해진 것이다. 그래서 등장한 것이 NVMe™ 프로토콜이다. NVMe™(Non-Volatile Memory express)는 속도를 가장 우선시하여 설계되었다. NVME™은 SCSI와 ATA 같은 일반적인 명령 세트를 사용하지 않았다. 대신 자체 명령 및 프로토콜을 사용하여 SSD 같이 빠른 스토리지 기기나 매우 빠른 캐시 메모리와 호스트 시스템 간에 PCIe® 주변장치 버스를 통해 데이터를 전송한다. 속도 및 역량은 사용자가 선택하는 드라이브와 컨트롤러 조합에 달려 있지만 실제 실행에 근거한 대략적인 성능 차이를 살펴보자면, NVMe™ 드라이브는 일반적으로 SATA 기반 SSD에 비해 약 5배 더 빠르며 SATA 기반의 전통적인 하드 디스크 드라이브(HDD)에 비하면 약 50배가 빠르다. NVMe™은 고속 SSD의 시대에 만들어졌으며 하위 호환을 지원하지 않는다. 미래를 위해 설계된 스토리지 프로토콜이다. IDC에 따르면 SSD 출하량이 2021년까지 연평균 15.1%의 성장률로 증가할 것이라고 한다. SSD가 계속해서 널리 사용되면서 NVMe™의 중요성 또한 더욱 커질 것이다. 장단점: SATA 및 NVMe™ 비교 워크로드에 적합한 솔루션이냐, 성능이나 비용에 실망하게 되느냐는 어떤 스토리지 인터페이스 버스를 선택하는지에 달려 있다. 아래에 SATA 및 NVMe™의 장단점을 유용하게 비교해 두었다. SATA의 장점 ◾ SATA는 오랜 기간 하드웨어 기기와 폼팩터를 지원했으므로 2000년대 초반부터 현재까지 다양한 하드웨어와 매우 잘 호환된다. ◾ SATA 기기는 널리 사용되고 회전 방식 매체보다 성능이 낮기 때문에 상대적으로 저렴하다. ◾ SATA는 전송 속도보다는 높은 용량에 저렴한 가격이 최우선 순위에 해당하는 워크로드에 적절하다. 예를 들면 데이터 아카이브, 자주 사용하지 않는 파일이나 디지털 컴포넌트의 보관, 백업과 복구 솔루션 보관 등의 워크로드이다. SATA의 단점 ◾ 모든 프로토콜 중에 가장 느린 스토리지 전송 프로토콜이며 미래가 아닌 과거의 스토리지 기기를 위해 설계된 것이다. ◾ 여전히 SATA 커넥터와 명령 세트를 사용하는 M.2 기기가 있으며 NVMe™에 비해 성능이 훨씬 느리다. 기기를 선택할 때 형식으로 인해 혼란이 야기될 수 있다. ◾ SATA와 SATA 관련 기기는 빠른 전송과 낮은 지연 시간에 의존하는 바쁘게 돌아가는 데이터 집약적 환경에서는 옳지 않은 선택이다. NVMe™의 장점 ◾ 스토리지 매체에서 호스트 프로세서로 데이터를 가져오는 데 걸리는 시간이 획기적으로 줄어들어 데이터 집약적인 애플리케이션과 워크로드에서는 NVMe™가 훨씬 좋은 선택이다. ◾ NVMe™ 프로토콜은 지연 시간이 훨씬 낮기 때문에 더 나은 성능으로 전송을 유지할 수 있고 데이터 전송이 더 안정적이다. ◾ 많은 NVMe™ 기기에서 사용되는 M.2 형식은 섬 드라이브(thumb drive) 같은 아주 작은 폼팩터에서 많은 용량을 제공할 수 있기 때문에 물리적인 공간이나 기기 총중량에 한계가 있는 상황에서 빠른 성능과 많은 스토리지를 필요로 하는 시스템에 제격이다. NVMe™의 단점 ◾ NVMe™는 상대적으로 성능이 높지만 용량을 기준으로 회전 방식 드라이브보다 더 비싼 SSD에 의존한다. ◾ 소비자용 PC의 경우 NVMe™는 일반적으로 M.2 형식의 기기에 의존하기 때문에 다른 솔루션에 비해 드라이브 선택에 제한이 있다. (2.5인치 폼팩터 드라이브인 U.2 드라이브는 데이터 센터 공간에 매우 적합하다.) ◾ 오래된 시스템에서는 기존 NVMe™ 지원이 충분하지 않기 때문에, 서비스 가능한 구형 기계라도 스토리지 시스템 업그레이드가 어려울 수 있다. ◾ NVMe™ 기기는 대량의 데이터를 저장하는 데는 비용 효율적 선택이 아니다. 게시자: Jonathan Hassell Jonathan Hassell은 관리, 보안, 모바일 등 엔터프라이즈 정보 기술 전문 작가로, 수상 경력이 있다. Computerworld, CIO.com, Network World 등 수많은 간행물에 기고한 바 있다. 기사 원문 보기