[Tech Day 2022] 스토리지 솔루션의 진화: 돌파구, 혁신, 그리고 지속 가능한 미래

삼성전자는 플래시 스토리지 산업에서 가장 강력한 솔루션 공급업체라는 명성을 오랫동안 유지하고 있다. 삼성전자가 이러한 명성을 얻은 이유로 엔터프라이즈와 데이터 센터에서부터, 고객, 브랜드, 모바일 및 차량용 스토리지는 물론, 레거시 기술, 신규 기술, 신흥 기술에 이르기까지 모든 것을 포괄하는 업계 최대 규모의 제품 라인업을 자랑한다는 점을 들 수 있다. 이런 사실 덕분에 삼성전자는 다양하고 흥미로운 프로젝트를 함께할 수 있는 탁월한 파트너이다. 우수한 사용자 경험 지원 모바일 및 브랜드-고객 스토리지 분야에서 삼성전자의 혁신은 소비자가 일상생활에서 즐길 수 있는 솔루션의 훌륭한 예시이다. 최근 삼성전자는 세계 최초로 UFS 4.0 양산을 시작했다. 삼성 파운드리의 5나노 로직 프로세스를 활용하는 UFS 4.0은 UFS 3.1 제품보다 46% 더 뛰어난 전력 효율을 지원하며 I/O 대역폭 및 벤치마크 성능이 2배 향상되었다. UFS 4.0은 모바일 애플리케이션에 SSD급의 성능을 효과적으로 전달하여 더 스마트하고 슬림하며 강력한 모바일 시대를 열어갈 것이다.

삼성전자에서 최근 출시한 PCIe Gen4 기반 브랜드 SSD인 990 Pro 역시 벤치마크 성능의 기준을 높이며 현재 시중에 판매되는 다른 제품보다 앞서 나가고 있다. 990 Pro는 압도적인 UX 성능으로 콘솔 게임에 새로운 차원의 힘을 더한다. 또한 3D 렌더링과 4K 동영상부터 고성능 그래픽 게임과 빅 데이터 분석에 이르기까지 모든 분야에서 높은 데이터 로드를 최적화하도록 새롭게 개발된 열 제어 성능을 갖추고 있다. 한편, PCIe Gen4을 지원하는 PM9C1a는 첨단 5나노 파운드리 공정을 적용해 자체 설계한 신규 컨트롤러와 7세대 V낸드를 탑재해 업계 최고 수준의 성능과 전력 효율을 구현했다. PM9C1a의 1W(와트)당 전력 효율은 기존 제품보다 최대 70% 가량 향상돼 PC에서 동일한 용량의 작업을 할 때 소비되는 전력이 낮으며, 노트북 PC의 절전모드에서는 소비전력이 10% 이상 줄어든다. 더불어 보안의 중요성이 높아지고 있는 시장 트렌드에 맞춰 국제 보안 표준 기구 TCG(Trusted Computing Group)의 암호 아이디(Cryptographic ID) 기술인 DICE(Device Identifier Composition Engine) 표준도 지원한다. 자동차 업계에서 혁신을 계속해 온 삼성전자의 역사는 eMMC와 함께 차량용 인포테인먼트(IVI) 솔루션을 도입한 시기로 거슬러 올라간다. 2019년에는 UFS 솔루션, 2020년에는 SSD, 그리고 2021년에는 Auto SSD로 알려진 고성능 대용량 스토리지 SSD를 뒤이어 출시했다. 이 솔루션은 2023년 출시 예정인 ASPICE Level 2를 기반으로 한 UFS 3.1 제품과 마찬가지로 시장 출시를 준비 중이다. 스토리지 인프라의 간소화 최근 캘리포니아 산호세에서 열린 메모리 테크 데이에서 삼성전자는 동종 최초의 PCIe Gen5 SSD인 PM1743에 대한 호환성 평가를 완료했다고 발표했다. 현재 양산 중인 PM1743은 단일 포트 및 듀얼 포트 작동을 지원하며 PCI Gen4보다 전력 단위당 적어도 40% 더 뛰어난 성능을 제공하도록 최적화되었다. 또한 이 드라이브는 제한된 공간과 전력을 처리하면서 속도와 냉각을 최적화하는 데 오랫동안 어려움을 겪어온 데이터 센터에 특화된 기능을 포함하고 있다.

삼성전자의 8채널 NVMe PCIe Gen 5 SSD는 이러한 요소들의 균형을 유지하면서 Gen4보다 1.8배 더 빠른 성능을 제공한다. 17% 더 높은 전력 효율을 제공할 뿐만 아니라 OCP를 준수하고 모든 주요 폼팩터를 지원하기 때문에 다양한 데이터 센터 구성에 원활하게 통합될 수 있다. 삼성전자는 2012년에 SM1625를 출시한 이래로 혁신적인 SAS 제품을 계속해서 소개했으며, 2021년에는 동종 최초의 PM1653 24G SAS SSD를 양산하며 정점에 도달했다. 이전 모델과 비교하면 2배의 대역폭과 31% 더 뛰어난 전력 효율을 제공하는 PM1653은 처리량을 극대화하면서 스토리지 인프라를 간소화할 준비가 되어 있다. 데이터 센터 운영에 필요한 SSD의 숫자가 증가함에 따라 이를 관리하는 데 필요한 기술이 점점 더 중요해지고 있다. 삼성전자는 서버 운영의 이러한 측면에 안정성을 더하기 위해 데이터 관리 작업을 간소화하게 될 원격 측정 서비스를 제공할 계획을 발표했다. 데이터 센터를 운영하는 고객은 이 서비스와 사전 정의된 원격 측정 데이터 세트를 사용하여 문제를 보다 효과적으로 발견 및 해결하고 고성능을 유지할 수 있다. 이 서비스를 삼성전자에서 향후 SSD 제품에 적용하기 위해 개발 중인 별도의 관리 중심 컨트롤러와 결합하면 다양한 데이터 센터 환경에서 보다 효율적으로 서버를 운영할 수 있게 될 것이다. 초고용량 구현을 향한 여정 삼성전자는 2016년에 16TB SSD를 출시한 이래로 V-NAND 기술의 선구적인 발전과 더불어 대용량 SSD 개발을 주도해 왔다. 이러한 혁신은 삼성전자에서 2017년 플래시 메모리 서밋(2017 Flash Memory Summit)에서 소개한 32TB SSD, 2019년의 64TB SSD 및 2021년의 QLC 기반 128TB 프로토타입 SSD로 이어졌다. 2020년 삼성전자는 PCIe Gen3 BM1733a를 개발하여 QLC 기반 대용량 제품에 대한 수요 증가에 대응했다. 내년에는 현재 버전보다 2배 더 넓은 대역폭과 70% 더 뛰어난 전력 효율을 지원하는 PCIe Gen4 SSD를 개발할 계획이다.

한편, SSD 폼팩터는 대용량 SSD가 하나의 서버에 저장할 수 있는 데이터의 양을 증가시키면서 계속해서 다양화되고 있다. 하나의 2U 서버에 1PB의 데이터를 저장할 수 있는 삼성전자의 PM1743과 같은 솔루션을 통해 데이터 스토리지와 프로세싱의 새로운 시대가 시작되는 것을 우리는 이미 목격하고 있다. 결국 스토리지 아키텍처는 엑사바이트(EB), 심지어는 제타바이트(ZB)로 확장될 것이며, 대용량 SSD는 PB급 스토리지 박스가 초고밀도 스토리지 시스템을 위한 개별 구성 요소로 기능하도록 지원할 것이다. 삼성전자에서 제안한 PB SSD 솔루션은 QLC를 포함한 다양한 미디어 옵션을 사용하여 공간 효율을 높이고 최적화된 기기 관리에 더 많은 가치를 제공하여 데이터 센터의 스토리지 TCO를 줄이는 데 기여할 것이다.

스토리지 솔루션의 지속 가능한 미래 지구 온난화가 환경에 심각한 위협이 되고 있는 상황에서 IT 업계 전체가 탄소 발자국을 줄이기 위해 필요한 조치를 취하는 것 또한 중요하다. 현재 IT 업계는 전 세계 전기 사용량의 10%를 차지하고 있으며 이 수치의 10%는 데이터 센터에서 소비하는 양이다. 이 문제를 해결하려면 업계에서 효율적인 냉각 방식과 청정 에너지 사용, 순환 경제를 채택해야 한다. 서버 운영에는 특히 전력이 많이 들기 때문에 에너지 효율적인 서버를 설계하는 것을 최우선 과제로 삼아야 한다. 서버의 전력 소비를 줄일 수 있는 한 가지 방법은 데이터 중심 컴퓨팅을 통해 불필요한 데이터 이동을 최소화하는 것이다. 여기에는 장치, 인터페이스, 아키텍처라는 세 가지 핵심 요소가 수반된다. 데이터가 빠른 속도로 증가함에 따라 삼성전자의 2세대 SmartSSD와 같은 새로운 장치를 사용하면 해당 위치에 더 가깝게 효율적으로 처리할 수 있다. 삼성전자의 메모리 시맨틱 SSD를 포함한 CXL 등 바이트 주소 지정이 가능한 인터페이스 기술을 사용하여 불필요한 데이터를 필터링하고 도메인별 아키텍처를 통해 저전력으로 높은 처리량을 지원할 수 있다. 또한 삼성전자는 에너지 효율적인 솔루션을 개발하기 위해 다양한 파트너와 협력하고 있다. 현재 개발 중인 SmartSSD 기반 완전동형암호(FHE) 액셀러레이터는 기술을 보다 실용적으로 만드는 데 도움이 될 것이며, 한국의 데이터 보안 스타트업인 Cryptolab의 FHE 라이브러리에 대한 지원을 포함한다. 삼성전자는 또한 MS-SSD를 활용해 병목 현상을 제거하는 효율적인 AI 추천 시스템을 개발하기 위해 Esperanto와 협력하고 있다. 삼성전자는 스토리지 산업의 발전을 위해 최선을 다하고 있으며 혁신의 장애물을 극복하기 위해 여러 파트너와 지속적으로 협력할 것이다.