솔리드 스테이트 드라이브(SSD)는 반도체 기반 저장 장치로, 일반적으로 NAND 플래시 메모리를 사용하여 영구 데이터를 저장합니다. 솔리드 스테이트 기술은 고속 플래시 메모리로 스토리지를 혁신하고 있습니다.
각 NAND 플래시 메모리 칩은 그리드라고도 하는 블록 배열로 구성되며, 각 블록 안에는 페이지 또는 섹터라고 하는 메모리 셀 배열이 있습니다. 각 셀에 저장되는 비트 수는 다양할 수 있으며, 일반적으로 단일 비트 셀(즉, '싱글 레벨 셀' 또는 'SLC'), 2비트 및 3비트 셀(즉, '멀티 레벨 셀/MLC' 및 '트리플 레벨 셀/TLC') 또는 쿼드 비트 셀('QLC')로 분류됩니다. 각 셀 유형에는 장단점이 있습니다. SLC는 안정성, 빠른 속도 및 가격으로 잘 알려져 있는 반면 QLC는 더 저렴하다는 장점이 있습니다. 각 그리드는 256KB에서 4MB 사이를 저장할 수 있습니다. 중앙 처리 장치(CPU)는 메모리에 대한 모든 읽기 또는 쓰기 작업의 컨트롤러 역할을 합니다. 크기가 작고 전력 소모가 적어 노트북, 태블릿, 스마트폰에 이상적입니다.
SSD는 비휘발성 솔리드 스테이트 메모리를 사용하여 HDD를 모방하려고 하지만 기존 하드 드라이브나 플로피 디스크보다 훨씬 빠릅니다. HDD는 플래터의 회전과 읽기/쓰기 헤드의 움직임에서 발생하는 기계적 지연으로 인해 대기 시간과 액세스 시간이 발생할 수밖에 없습니다. SSD는 움직이는 부품이 없기 때문에 데이터에 액세스하고 저장하는 데 걸리는 시간과 대기 시간이 크게 줄어듭니다.
Gartner(ibm.com 외부 링크)에 따르면 솔리드 스테이트 드라이브는 구조화된 데이터 워크로드를 지원하는 스토리지 플랫폼으로 부상하고 있으며, 이는 NAND 플래시 및 스토리지 클래스 메모리(SCM) 기술의 혁신에 힘입은 바가 큽니다. Gartner는 2025년까지 모든 온프레미스 IT 스토리지 관리 및 지원 활동의 40% 이상이 관리형 서비스형 스토리지로 대체될 것으로 예상하며, 이는 2021년 5% 미만에서 증가한 수치입니다.
플래시 메모리라고도 하는 플래시 스토리지는 데이터를 쓰고 저장하는 데 플래시 메모리 칩을 사용하는 솔리드 스테이트 기술의 일종입니다. 플래시 스토리지 솔루션은 USB 드라이브부터 엔터프라이즈급 어레이까지 다양합니다. 올플래시 어레이는 스토리지 영역 네트워크(SAN) 레거시 기능의 제약 없이 성능을 극대화하고 속도를 높이도록 설계되었으며, 멀티 클라우드 환경 및 NVMe와 같은 스토리지 프로토콜에 더 적합합니다. 대부분의 최신 SSD는 플래시 기반이므로 플래시 스토리지는 솔리드 스테이트 시스템과 동의어로 사용되는 경향이 있습니다.
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이름에서 알 수 있듯이 내장 SSD는 컴퓨터 내부에 설치되어 마더보드에 직접 연결됩니다. 반면 외장 SSD는 외장 HDD처럼 USB 3.0 포트에 꽂아 사용하는 경우가 많으며, 외장 HDD와 비슷한 용도로 사용됩니다. 내장 SSD는 표준 SATA, IDE 및 m.2를 통해 연결됩니다. 외장 SSD는 USB, eSATA 및 Thunderbolt 연결을 활용합니다.
SSD 폼 팩터에는 크게 다음과 같은 두 가지 유형이 있습니다.
- mSATA III, SATA III, 기존 SDD: SATA SSD가 가장 일반적이지만, 하드 디스크 드라이브 대신 설치하도록 설계되었기 때문에 레거시 기술에 가깝습니다. 즉, 데스크톱 PC 등 사용 중인 디바이스에 따라 베이 어댑터나 인클로저가 필요할 수 있습니다. SATA SSD는 설치가 쉬워 SSD 도입을 촉진하는 데 기여했지만, PCIe 및 NVMe SSD가 도입되면서 단계적으로 퇴출되고 있습니다. 이에 비해 mSATA III, SATA III 및 기존 SSD는 속도에 제한이 있으며, 시중에 출시된 최신 버전의 SSD에 비해 처리량이 낮습니다.
- PCIe 및 NVMe SSD: U.2 및 M.2 SSD와 같은 최신 폼 팩터는 삼성, Intel, Seagate 등 NVM 익스프레스 작업 그룹에 속한 기업들이 공동으로 개발한 비휘발성 메모리 익스프레스(NVMe)라는 인터페이스 프로토콜을 사용합니다. NVMe는 PCI Express 또는 PCIe라고도 하는 주변 장치 구성 요소 상호 연결 익스프레스와 함께 작동하여 빠른 데이터 전송 속도를 제공하며, 읽기 속도가 3000MB/s 이상에 이릅니다. 이러한 유형의 SSD는 대기 시간이 짧기 때문에 게이머와 Playstation에 이상적이며, 일반적으로 과열을 방지하기 위한 방열판이 함께 제공됩니다.
IBM의 하드 드라이브 역사는 1950년대 IBM 650 RAMAC 하드 드라이브로 거슬러 올라갑니다. 하드 디스크 드라이브(HDD)는 회전하는 자기 디스크와 기계식 쓰기 헤드를 사용하여 데이터를 조작합니다. 가장 일반적인 폼 팩터는 2.5인치 및 3.5인치 드라이브로, 각각 노트북과 데스크톱에 사용됩니다. 대부분의 HDD는 직렬 ATA라고도 하는 SATA 인터페이스를 활용하지만, 특수 용도를 위해 직렬 연결 SCSI(SAS) 또는 파이버 채널 연결을 사용할 수도 있습니다.
솔리드 스테이트 드라이브(SSD)는 HDD와 달리 속도를 저하시키는 움직이는 부품이 없기 때문에 처리량이 높다는 점에서 매우 매력적입니다. 그러나 솔리드 스테이트 사용자는 스토리지 용량에 타협하는 경향이 있습니다. 고용량 SSD가 있기는 하지만, 사용자는 HDD에 비해 더 높은 가격을 지불해야 합니다.
많은 조직에서 속도를 위한 플래시와 용량을 위한 하드 드라이브를 혼합하는 하이브리드 방식을 채택하고 있습니다. 기업은 균형 잡힌 인프라를 통해 다양한 스토리지 요구사항에 적합한 기술을 활용하고, 전적으로 플래시로 전환하지 않으면서도 기존 HDD에서 경제적으로 전환할 수 있습니다.
- 고성능: 솔리드 스테이트 드라이브는 플래시 기반 메모리 시스템으로 인해 하드 드라이브에 비해 속도가 더 빠르기 때문에 앱 실행, Windows 또는 Mac OS 부팅, 파일 전송에 이상적입니다. 그러나 스토리지 용량이 감소함에 따라 솔리드 스테이트 드라이브의 속도가 점점 더 느려질 수 있습니다.
- 사용 편의성: SDD는 설치가 간편하고 움직이는 부품이 없습니다. 또한 크기와 무게가 작아 휴대성이 뛰어나 Mac Book이나 iPad와 같은 인기 있는 모바일 디바이스에 매우 적합합니다.
- 내구성 및 신뢰성: HDD는 높은 분당 회전수(RPM)와 기계적 마모로 인한 열 문제로 인해 시간이 지남에 따라 성능이 저하되고 진동, 낙하, 충격에 취약해집니다.
- 제한된 쓰기 횟수: SSD의 가장 큰 단점은 수명 기간 동안 쓰기 횟수가 제한되어 있다는 점입니다. 그러나 웨어 레벨링 및 오버프로비저닝과 같은 기술을 통해 엔터프라이즈급 SSD를 수년간 지속적으로 사용할 수 있습니다.
-비용: SSD의 스토리지 단위당 비용(예: 기가바이트(GB) 또는 테라바이트(TB))은 HDD보다 비싸지만 에너지 사용량은 더 낮습니다. HDD와 달리 SSD는 정지 상태에서 디스크를 회전시키기 위해 전력을 소모하지 않으므로 SSD 제품 설계로 기업의 에너지 비용을 절감할 수 있습니다.