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2012년 11월 4일 일요일

공정 미세화와 SSD 의 수명 문제





(인텔과 마이크론 (IMFT) 에서 만든 25 nm NAND)


 현재의 SSD 의 대세는 낸드 플래쉬  (NAND flash) 메모리 입니다. 낸드 플래쉬 메모리는 여러가지 좋은 특징들을 많이 가지고 있지만 한가지 중대한 단점이 있습니다. 그것은 바로 HDD 나 자기 테이프에서는 가능한 덮어쓰기 (Overwrite) 가 불가능하며 반드시 이전 내용을 지운 후 새로 기록을 해야 한다는 것입니다. 이것이 왜 단점이냐면 지울 수 있는 횟수가 정해져 있기 때문이죠. 이는 다시 말해서 쓰기 (Write) 횟수가 제한되어 있다는 의미입니다.


 HDD 와는 달리 낸드 플래쉬 기반 SSD 는 지우고 쓰기를 반복하다보면 결국 더 이상 지우고 쓰기가 안되어 수명이 끝나게 됩니다. 따라서 SSD 에는 가급적 파일을 새로 쓰고 지우기를 하지 말아야 하죠. 다만 미세하지 않은 공정의 낸드 플래쉬는 쓰기 가능 횟수가 5 - 10 만번에 달할 만큼 많기 때문에 솔직히 이 문제를 별로 걱정하지 않아도 됩니다. 그보다 다른 이유로 못쓰게 되는 일이 많을 것이기 때문이죠. 일반 사용자가 쓰기 횟수 제한 까지 도달하는 데는 사용자마다 환경의 차이를 고려해도 사실 10 년 이상 걸립니다. 


 하지만 공정이 미세화 될 수록 쓰기 가능 횟수는 수천번까지 떨어지는 것으로 되어 있습니다. 최근 20 nm 공정의 NAND 를 사용한 SSD 들이 등장하면서 이 문제가 다시 등장했는데 사용자가 SSD 에 새로운 파일을 계속 쓸 경우 (어차피 새로 쓰기 위해서는 이전 파일을 지워야 하므로 동일한 이야기) 얼마나 빨리 SSD 가 수명을 다할 것인가에 대한 내용이 이슈가 되고 있습니다. 


 최근 탐스 하드웨어는 인텔의 20 nm NAND 를 이용한 SSD 335 를 리뷰 하면서 이 문제를 다시 거론했습니다. 이들에 의하면 25 nm flash 에 비해 20 nm flash 메모리는 30% 에 불과한 수명 (endurance) 를 가진 것으로 추정했습니다. 


 탐스 하드웨어의 추정에 의하면 인텔의 25 nm NAND flash 는 약 5000 회 정도의 P/E cycle (program - erase cycle : 즉 지울 수 있는 횟수) 을 가지고 있는 반면 20 nm NAND flash 는 대략 1500 회에 불과한 P/E cycle 을 지니고 있는 것으로 보인다고 합니다. 따라서 실제로 320 GB 의 용량을 지난 인텔의 SSD 320 300 GB 제품은 media wear-out indicator (MWI : 메모리가 닳은 정도로 생각할 수 있는 수치) 가 1% 에 도달하려면 16.38 TB 의 데이터를 써야 하지만 실제 256 GB 용량의 SSD 335 240 GB 제품의 경우에는 3.6 TB 만 사용해도 MWI 1% 에 도달할 수 있습니다. 


 이와 같은 수명은 용량과도 관계가 있는데 일반적인 헤비 유저가 하루 7 - 10 GB 를 쓰기에 할당한다고 생각할 경우 60 GB 같은 작은 용량은 금방 쓰기 한계에 도달하지만 240 GB 같은 비교적 여유 있는 용량이라면 쓰기 한계에 도달하는 시간이 용량의 차이만큼 오래 걸릴 것이라는 점입니다. 


 따라서 SSD 벤더들은 점점 대용량의 제품을 출시하는데 주력하고 있으며 여기에 아예 출시 당시에 실제 표기 용량 보다 더 많은 용량을 탑재해서 쓰면서 용량이 줄어드는 문제에 대비하고 있습니다. 따라서 20 nm NAND flash 사용자라 할 지라도 하루 10 GB 정도 쓰는 헤비 유저 (대부분 OS 만 설치해서는 그렇게 쓰긴 힘듭니다) 까지 3 년이란 보증 기간내 문제가 생기지 않을 것으로 탐스 하드웨어는 결론 내렸습니다.


 이론적으로는 그렇지만 움직이는 부위가 없는 SSD 는 관리를 잘하면 수명이 매우 길기 때문에 불필요하게 자주 파일을 쓰는 일을 자제하고 주로 쓰고 지우기를 별로 안할 것 같은 프로그램 (예를 들어 항상 깔아놓고 사용하는 오피스 같은 프로그램. 어떤 프로그램인지는 사용자마다 다를 듯) 을 SSD 에 깔고 나머지는 HDD 에 깔아놓으면 수명을 극대화 할 수 있습니다. 또 요즘은 SSD 기본 관리 프로그램에서 수명을 체크할 수 있기 때문에 가끔씩 확인해서 혹시 자주 쓰고 지우기가 되지는 않는지 확인할 필요도 있겠습니다.


 앞으로 공정 미세화 및 수명이 줄어드는 문제를 고려하면 결국 NAND flash 를 대체할 새로운 저장 매체가 미래의 SSD 에 필요할 것으로 생각됩니다. 



 참고    





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