posted by 희정냥★ 2012. 6. 20. 00:52

SSD(solid state driver)

 

1. SSD란?

1980년대에 등장한 SSD는 Solid State Disk 또는 Solid State Drive를 일컫는 말로써, NAND플래시 또는 DRAM 등 초고속 반도체 메모리를 저장 매체로 사용하는 대용량 저장 장치를 뜻한다. 여기서 말하는 초고속 반도체 메모리는 휴대폰, MP3, 메모리 카드, 디지털카메라 등에 사용되는 데이터 저장용 반도체 소자를 가리킨다. SSD는 기본적으로 메모리 카드와 동작 방식이 유사지만, HDD를 대체하기 위한 것이기 때문에 용량이 메모리 카드에 비해서 훨씬 크다. 보통 메모리 카드는 2G에서 8G 정도의 용량을 사용하지만, SSD는 32G에서 1TB(1,000GB) 정도의 대용량을 필요로 한다. 또한 기계적 장치인 HDD와는 달리 반도체를 이용해 정보를 저장한다. 임의 접근하여 탐색 시간 없이 고속으로 데이터를 입출력할 수 있으면서도 기계적 지연이나 실패율이 현저히 적다. 외부 충격으로 데이터가 손상되지 않으며 발열·소음과 전력 소모가 적고 소형화·경량화 할 수 있다는 것도 장점이다. 그러나 아직까지는 가격 경쟁력이 부족하여 고도의 안정성과 높은 데이터 처리 속도가 요구되는 군사, 항공우주, 선박과 같은 특수 분야에서 주로 사용되고 있다. 비싼 가격 문제가 해결된다면 HDD를 대신할 차세대 저장 장치가 될 것으로 전망된다.

 

 

2. SSD 장점

1) HDD에 비해 속도가 비약적으로 빠름.

이유는 HDD는 헤드를 물리적으로 움직이면서 쓰기 읽기를 하지만

SSD는 물리적인 헤드가 아니라 메모리칩과 컨트롤러로 작동하므로 속도가 빠르다.

 

2) 저발열 저전력 무소음 경량

발열은 거의 없다고 보면 되고 물리적 작동없이 순수 메모리칩들이기 때문에 소음이 있을 수 없다.

그리고 하드에 비해 전기소모도 적으므로 모바일 컴퓨팅에겐 유리한 세팅이다.

하드보다 가벼우므로 ssd세팅시 조금이라도 더 노트북이 가벼워진다.

 

3) 일반인들에겐 반영구적인 수명

물리적인 하드는 보통 일반인기준 4~5년이 지나면 소음이 심해지고 노화가 되며 속도도 조금 떨어진다.

이유는 섹터들이나 하드들이 노후되기 때문이다.

하지만 ssd는 메모리칩이라 거의 꾸준한 성능을 내고 쓰기 횟수가 정해져있긴 하지만

일반인이 신경쓸 정도로 작은수치는 아니며 계산데로라면 수십년써도 되는 그럼 수명이다.

 

4) 충격에 강하다

메모리칩이고 헤드 등 이런 유동적 장치가 없기에 충격에 강하다.

usb가 충격에 강한것과 같다.


5) 조각모음이 필요없다

헤드가 직접 자료를 찾아가는 방식이 아닌 즉각적으로 메모리칩에서 자료가 바로바로 반응하는 타입이다.

 

 

3. SSD 방식

- SLC(Single Level Cell)

메모리 최소 저장공간인 Cell 에 전하 유무(0,1)로 정보를 표현한다.

(1개의 기억소자(셀)에 1비트만 기억가능)

트랜지스터의 게이트에 한가지 전압 레벨로 셀당 1 bit 를 저장하는 기술이다.

기억소자의 열화나 노이즈에 대한 내성이 강함.

비트당 단가가 비싸다.

다이(Die) 크기가 크다

평균 수명 : Write 횟수 약 10만회

 

- MLC(Multi Level Cell)

메모리 최소 저장공간인 Cell 에 전하의 유무(00,11)와 전하량(01,10)에 따라 정보를 표현한다.

Flash Memory chip 에서 Cell 당 다수의 bit 를 저장하는 기술.

트랜지스터의 게이트를 다수의 전압 레벨로 변화시켜 셀당 다수의 비트를 저장하는 기술이다.

셀당 레셀 수에 따라 저장능력은 증가하지만 다이(Die) 크기는 별로 커지지 않는다.

다중셀로 갈수록 전압레벨을 변화하는 기술이 어렵다.

 SLC제품에 비해 저렴한 대용량 제품을 제조할 수 있는 장점이 있다.

기억소자의 열화나 노이즈에 의해 전하량이 불안정하면 잘못된 값으로 읽혀 SLC형에 비해 신뢰성이 떨어지는 단점이 있다.

평균 수명 : Write 횟수 약 2~3만회

 

 


 

 

4. SSD 구조

 

 

 

5. SSD 성능 최적화 방법

1) 바이오스 설정에서 AHCI 방식 선택

 

AHCI란?

고급 호스트 컨트롤러 인터페이스(Advanced Host Controller Interface, AHCI)는 소프트웨어가, 병렬 구조의 ATA(PATA)에서 제공되는 않는 기능(핫 플러깅 등)을 제공하도록 설계된 호스트 버스 어댑터와 같은 시리얼 ATA (SATA) 장치들과 신호를 주고 받을 수 있도록 만든 하드웨어 구조를 뜻한다. 이 규격은 시스템 메모리와 장치 사이의 데이터 전송을 목적으로 컴퓨터 하드웨어 제조업체들을 위한 시스템 메모리 구조를 자세하게 명시해 놓고 있다. 현재의 규격 버전은 2008년 6월 v1.3이다.[1]

많은 SATA 컨트롤러들은 AHCI만 따로, 또는 RAID 지원과 결합하여 사용할 수 있다. 인텔은 자사 메인보드에 AHCI/SATA 모드보다 AHCI와 더불어 RAID 모드를 선택할 것을 권하고 있다.[2]

AHCI는 마이크로소프트 윈도 비스타, 7과, 커널 2.6.19의 리눅스 운영 체제에서 완전히 지원된다. AHCI 지원은 윈도 XP 미디어 센터 에디션부터 지원한다. (별도의 드라이버 설치를 하지 않는 한 유일하게 지원하는 XP 버전이다) 더 오래된 운영 체제들이 AHCI를 지원하게 하려면 호스트 버스 어댑터 제조업체가 제공하는 드라이버를 사용해야 한다.


 

2) 조각모음 해제

 

3) 복원기능 해제

 

4) 페이징 파일 용량 줄이기

 

5) 최대절전모드 해제

 

6) 전원옵션 설정에서 고성능으로 변경

 

7) 색인 기능 비활성화

 

 

6. 트림

 

트림이란?

SSD에 기록되어진 데이터중 불필요한 데이터를 삭제해 주는 기술이다.

 

SSD 는 내부에 데이터가 일정수준까지 채워지게 되면 성능 저하 현상이 발생하게 되는데 그 원인은 낸드플레시의 특성상 바로 오버라이트(덮어쓰기) 되지 않는 특성과 SSD 컨트롤러에 관리하지 않아도 되는 불필요한 쓰레기 데이터로 인해서 부하가 발생하기 되기 때문이다. 따라서 SSD가 입출력 작업을 하는 경우 되도록 많은 양의 클린상태(기록되어 있지 않은)의 셀을 확보하고 내부에 불필요한 쓰레기 데이터를 SSD컨트롤러가 관리하지 않도록 관리해 줄 필요성이 있게 된다.

 

하지만 기존 OS(VISTA이전 세대)의 경우 HDD만을 예상하고 있었기 때문에 OS차원에서 데이터 삭제 명령을 하더라도 실제로 저장 매체에서 해당 데이터가 삭제되는 것이 아닌 저장위치기록만 삭제 되기 때문에 데이터 영역에 불필요한 데이터가 그대로 남아 있는 상태가 지속이 된다. 물론 바로 오버라이트가 가능한 HDD의 경우에는 이러한 것이 문제가 되지 않지만 그와는 달리 SSD에 그대로 적용할 경우 위에서 살펴 본 SSD의 특성에 기인해서 성능저하가 발생할 가능성이 생기게 되기 때문에 SSD 적합하도록 OS 상에서 데이터 삭제 명령시 실제 데이터 영역의 데이터까지 삭제하도록 명령이 내려지도록 고안된 것이 트림커맨드 기술이라고 할 수 있다. 이 기술을 통해서 SSD의 성능 저하를 완화 시키는 역할을 하게 된다.

 

요약하자면 HDD가 기존 데이터에 덮어쓰기가 되는것과 달리 SSD는 데이터를 기록하기 위해서 빈셀이 없으면 기존 셀을 지우고 기록하게 된다. 따라서 데이터 영역이 모두 채워져 있으면 쓰기속도 저하로 이어지게 되는데 이러한 상태를 최대한 완하 시키기 위해서 바로 바로 셀을 비워 주는 트림커맨드라는 기술을 도입해서 성능저하를 완화 시키는 것이다.


셀을 실제로 지우는 시간만큼의 시간만이 더 걸릴 뿐이며 읽기 속도와 SSD의 수명에는 지장이 없다.

 

트림 설정 확인 방법 : cmd 창에서 "fsutil behavior query DisableDeleteNotify" 를 입력.

 

 

7. 참고 링크

http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=300469&mobile&categoryId=388

http://blog.naver.com/sfoods?Redirect=Log&logNo=147735773

http://navercast.naver.com/contents.nhn?contents_id=5081

http://blog.naver.com/mercurian21?Redirect=Log&logNo=30023702646

 

 

 

 

 

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