NAND 플래시 101: SSD란?

SSD와 HDD의 차이점

작가 피손 | 2021년 4월 20일 | 모두, 낸드 플래시 101, 기술

솔리드 스테이트 드라이브(SSD)는 기존 하드 드라이브에 대한 최신 대안입니다. 그 디자인은 훨씬 더 빠르고 안정적이며 이러한 이점은 계속 증가하고 있습니다. SSD는 일반적으로 기존 하드 드라이브보다 비용이 많이 들지만 가격 격차는 계속 좁혀지고 있습니다.

SSD 작동 방식

SSD의 주요 특징은 기존 하드 드라이브와 완전히 다른 방식으로 작동한다는 것입니다. 이러한 구형 드라이브에는 자기 코팅이 된 디스크(또는 "플래터")가 포함되어 있습니다. 드라이브에는 디스크 위로 이동하고 플래터의 작은 개별 부분을 북쪽 또는 남쪽 자기장에 배열하여 이진 코드의 1과 0을 나타내는 헤드라는 조각도 있습니다. 원칙적으로 레이저가 평평한 공간과 구덩이를 구별하는 컴팩트 디스크와 거의 동일한 개념입니다.

대신 SSD는 USB 스틱과 카메라 메모리 카드에도 사용되는 NAND 플래시 기술을 사용합니다. 매우 단순화된 용어로 NAND 플래시는 데이터를 쓰기 위해 전자를 배치한 다음 데이터를 읽기 위해 전자를 감지하는 것을 포함합니다. 특정 위치에서 전자의 부재 또는 존재는 이진 데이터의 0 또는 1에 해당합니다. 이 프로세스에 사용되는 트랜지스터의 설계는 NAND 플래시가 장치가 꺼진 경우에도 데이터를 저장할 수 있음을 의미합니다.

장점과 단점

기존 하드 드라이브와 비교할 때 SSD의 주요 이점은 무엇입니까? 움직이는 부품이 없기 때문에 속도와 안정성이라는 두 가지 똑같이 중요한 이점이 있습니다. 데이터를 읽거나 쓰기 위해 드라이브의 헤드가 올바른 위치로 이동할 때까지 기다릴 필요가 없으므로 일반 작동과 장치 시작 시 모두 속도가 향상됩니다. 헤드 메커니즘이 마모되는 것에 대해 걱정할 필요도 없습니다.

움직이는 부품이 없다는 것은 SSD가 더 조용하고 전력을 덜 사용하며 기존 드라이브만큼 많은 열을 발생시키지 않는다는 의미이기도 합니다.

또 다른 이점은 SSD가 기존의 하드 드라이브보다 작고 가벼우며, 특히 얇은 덕분에 랩톱 및 노트북 컴퓨터에서 특히 유리합니다. 또한 더 많은 폼 팩터에서 사용할 수 있으므로 제조 시 대부분의 장치에 적합하고 나중에 업그레이드할 때도 많습니다.
SSD의 주요 단점은 기가바이트당 기가바이트라는 것인데, 여전히 기존 드라이브보다 비용이 더 많이 듭니다. 이 가이드의 뒷부분에서 설명하는 향상된 SSD 기술은 이러한 격차를 줄이는 데 도움이 됩니다.

또한 관점에 따라 장단점이 될 수 있는 핵심 요소가 하나 있습니다. 기존의 하드 드라이브는 말 그대로 삭제된 데이터를 지우지 않고 나중에 사용할 수 있도록 공간을 할당합니다. 즉, 삭제된 것으로 추정되는 파일이 부분적으로 또는 완전히 복구될 수 있으며 특히 삭제 직후에 복구될 수 있음을 의미할 수 있습니다.

반대로 최근에 삭제된 SSD 데이터는 관련 저장 공간을 재설정하는 전하에 의해 효과적으로 "삭제"되어 삭제된 데이터를 검색하는 것이 사실상 거의 불가능합니다. 다른 사람이 데이터를 검색하지 못하도록 막고 싶을 때는 좋지만 직접 검색해야 하는 경우에는 그렇지 않습니다.

인터페이스 및 폼 팩터

서로 다른 SSD 모델을 분류하는 주요 방법은 호스트 장치(예: 컴퓨터)와 데이터를 교환하는 데 사용하는 인터페이스를 기준으로 합니다. 두 가지 주요 선택 사항은 다음과 같습니다.

SATA III: 이것은 기존의 하드 드라이브에서 사용되는 것과 동일한 인터페이스입니다. 즉, 컴퓨터와의 호환성은 향상되지만 최대 전송 속도는 느려집니다.

PCIe: 이것은 그래픽 카드에 사용되는 것과 동일한 인터페이스입니다. SATA보다 훨씬 빠른 속도를 제공하지만 실용적인 이점이 모든 사용 사례에 대한 추가 비용을 정당화하지 못할 수도 있습니다.

일부 SSD는 NVMe를 사용합니다. 이것은 인터페이스가 아니라 PCIe를 통해 데이터를 전송하기 위한 시스템. 전송 속도를 높일 뿐만 아니라 대기 시간도 줄여 전송이 더 빨리 시작됩니다.

SSD의 가장 일반적인 디자인은 일반적으로 SATA를 사용하는 2.5인치 모델과 일반적으로 PCIe를 사용하는 더 길고 좁은 추가 카드입니다.

세 번째 디자인인 M.2는 다른 두 개보다 작지만 SATA 및 PCIe와 모두 호환됩니다. 따라서 휴대용 컴퓨터 및 장치에 특히 유용합니다.

다단계 셀

첫 번째 SSD에는 분명한 한계가 있었습니다. 각 "셀"은 0 또는 1 중 1비트의 데이터만 저장할 수 있으므로 드라이브의 물리적 크기를 늘리지 않고도 용량을 늘릴 수 있는 방법은 제한적입니다.

최신 모델은 다단계 셀 기술을 사용합니다. 여기에는 동일한 셀을 통해 서로 다른 전압에서 두 개의 서로 다른 전류를 통과시키는 것이 포함됩니다. 즉, 셀은 이제 00, 01, 10 및 11을 나타내는 전자 위치의 네 가지 다른 조합 중 하나에 있을 수 있으므로 2비트의 데이터를 저장할 수 있습니다.

그 후 이 기술은 트리플 레벨 셀(셀당 데이터 3비트)로 발전했으며 이제는 쿼드 레벨 셀(셀당 데이터 4비트)로 발전했습니다. 이는 동일한 크기의 SSD에서 스토리지 용량의 2배, 3배 또는 4배를 의미합니다.

그러나 이점에는 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 간단히 말해서 통과할 전압이 많을수록 마모가 심해 수명이 짧아집니다. 한편, 단일 셀에서 더 많은 전자 포지셔닝 조합이 가능할수록 컴퓨터가 오류를 확인하는 데 더 많은 시간이 필요하므로 성능이 어느 정도 느려집니다. 그 효과는 디스크에 많은 쓰기 작업이 필요하거나 대기 시간이 핵심 요소인 설정에서 가장 두드러집니다.

유지

오랜 하드 드라이브 사용자는 디스크 조각 모음의 중요성을 기억할 수 있습니다. 간단히 말해 드라이브의 파일을 물리적으로 재정렬하여 낭비되는 공간을 제거하여 드라이브 헤드가 이동해야 하는 평균 거리를 줄이고 성능을 높이는 것을 의미합니다.

SSD를 사용하면 이러한 조각 모음이 불필요할 뿐만 아니라 잠재적으로 유해한. 움직이는 부분이 없기 때문에 데이터의 물리적 배열은 아무런 차이가 없습니다. 파일을 이동하면 불필요한 마모가 발생합니다. 더 나쁜 것은 컴퓨터가 일부 셀이 다른 셀보다 더 자주 기록되는 범위를 줄이기 위해 의도적으로 파일 위치를 설정하는 드라이브 평준화 기술을 방해할 수 있다는 것입니다. 드라이브 평준화의 목표는 단일 셀이 마모되기 전에 시간을 늘리는 것입니다.

대신 Windows와 같은 운영 체제는 SSD라는 설정 및 명령을 사용합니다. 손질. 이렇게 하면 삭제해야 하는 데이터를 추적하고 이를 보다 효율적으로 수행하여 불필요한 쓰기 및 지우기를 줄일 수 있습니다.