첫 번째 시리즈의 주인공은 비휘발성 저장매체의 대표 주자, HDD (Hard Disk Drive)와 SSD (Solid State Drive)입니다. ‘하드’라는 이름으로 더 익숙한 HDD는 오랫동안 PC의 대용량 저장매체로 사용되었지만, 최근에는 SSD로 빠르게 대체되며 저장매체의 패러다임이 바뀌고 있는데요. 같은 듯 다른 HDD와 SSD는 어떤 차이점이 있을까요?

HDD가 LP판이라면, SSD는 MP3!

여러분은 음악을 들을 때 어떤 기기를 사용하시나요? 요즘은 스마트폰을 이용하는 것이 가장 일반적이지만, 음악을 듣는 기술은 LP판부터 카세트, MP3를 거쳐 발전해왔습니다. 이 중 HDD는 LP판, SSD는 MP3에 비유해볼 수 있죠.

LP판을 자세히 살펴보면 미세한 홈이 파인 것을 볼 수 있는데요. 이 LP판을 턴테이블에 올린 뒤 회전시키면, 바늘이 홈을 읽어 음악을 재생합니다.

HDD도 동일한 원리입니다. HDD는 자성을 띠는 원형 디스크인 플래터(Platter)와 이 플래터 위를 쉴새 없이 움직이는 헤드(Head)로 구성되어 있는데요. 돌아가는 LP판의 홈을 바늘이 읽는 것처럼, HDD의 헤드는 회전하는 플래터의 데이터를 읽고 씁니다.

SSD는 MP3 방식으로 이해하면 쉽습니다. 물리적인 회전을 이용했던 LP판과 달리 MP3는 디지털 방식으로 음악을 들을 수 있는데요. SSD 역시 메모리 반도체를 사용하며 HDD의 물리적 한계를 넘어서게 되죠.

이제 두 저장매체의 차이점을 좀 더 자세히 살펴볼까요?

회전해서 데이터를 저장하는 HDD(Hard Disk Drive)

혹시 PC를 부팅할 때 원판이 돌아가는 소리를 들어보신 적 있나요? 이 소리는 바로 HDD의 데이터 저장매체인 플래터(platter)가 고속으로 회전하는 소리입니다. 물리적으로 돌아가는 모터 방식이기에 소음이 발생하는 것이죠. 때문에 소비 전력도 높고 발열 문제가 수반된다는 특징이 있습니다.

HDD는 데이터 처리 속도도 상대적으로 느립니다. 아무래도 플래터가 돌아가는 속도에 한계가 있고, 데이터를 처리하기 위해 데이터가 저장된 위치로 헤드를 옮기는 시간도 걸리기 때문이죠. 충격에 의해 헤드 같은 내부 장치가 손상될 수 있어 내구성도 약합니다.

메모리 반도체에 데이터를 저장하는 SSD(Solid State Drive)

SSD는 데이터 저장 장치로 메모리 반도체(낸드플래시)를 채택하며 HDD의 한계를 넘어섭니다. 가장 큰 차이점은 데이터 읽기/쓰기 속도를 압도적으로 높였다는 점인데요. 모터가 없으니 소음도 발생하지 않고, 소비전력과 발열도 적습니다. 또한 내부에 움직이는 부품이 없기 때문에 외부 충격으로 손상될 가능성이 낮아 데이터를 안전하게 유지할 수 있죠.

SSD는 메모리 반도체 기술력이 높아질수록 성능도 좋아지기 때문에 발전 가능성이 무궁무진한데요. 삼성전자는 독자적인 기술력으로 SSD 기술을 선도하고 있습니다. 특히 지난 7월 출시한 ‘870 QVO’는 소비자용 SATA 인터페이스 기반 SSD 중에서는 업계 최초로 무려 8TB까지 용량을 확대한 바 있죠. 이러한 추세라면 SSD가 HDD를 완전히 대체하는 날이 머지 않은 것 같습니다.

지금까지 HDD와 SSD의 개념과 차이점에 대해 살펴보았습니다. 앞으로도 어려운 반도체 이야기를 누구나 쏙쏙 이해할 수 있도록 소개할 예정이니 많은 관심 부탁드립니다!

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업계 최대 용량 8TB 모델 포함, 소비자용 SATA SSD 4종 출시

이번 ‘870 QVO 시리즈’는 8TB(테라바이트)모델과 4TB/2TB/1TB까지 총 4가지 모델로, 6월 30일 한국, 미국을 시작으로 독일, 중국 등 글로벌 40개국에 순차적으로 출시됩니다.

4비트(QLC) 낸드플래시는 1개의 셀(Cell) 당 4비트의 데이터를 저장할 수 있어 합리적인 가격에 고용량 스토리지를 구현할 수 있습니다.

삼성전자는 지난 2018년 업계 최초로 4비트(QLC) 낸드플래시에 기반한 ‘860 QVO’시리즈를 출시했습니다. 이 제품은 합리적인 가격에 성능까지 업계 최고 수준을 달성해 소비자용 고용량 SSD 시장을 빠르게 확대했습니다.

고용량, 고성능 컴퓨팅 환경 원하는 소비자에게 최적의 솔루션 제공

이번 ‘870 QVO 시리즈’는 용량을 두 배로 높였을 뿐만 아니라 속도도 SATA 인터페이스 한계에 근접할 정도로 향상시켜 고용량•고성능 컴퓨팅 환경을 원하는 소비자에게 최적의 솔루션을 제공합니다.

인텔리전트 터보 라이트(Intelligent Turbo Write) 기술로 연속읽기, 쓰기 속도를 각각 560MB/s와 530MB/s로 향상시켰으며, 임의 읽기 속도 또한 98K IOPS(Input/Output Operations Per Second)로 기존대비 13% 높여 더욱 빠른 부팅과 멀티태스킹, 게이밍에 최적화된 컴퓨팅 환경 구현이 가능합니다.

8TB 모델의 경우 최대 2,880TB의 총 쓰기 용량(TBW, Total Bytes Written)을 제공하고 보증기간은 최대 3년입니다.

또한 새롭게 업그레이드된 ‘Magician 6’ 소프트웨어는 직관적인 사용자 인터페이스로 사용편의성을 높였고 암호화된 제품을 초기화 하거나 에러를 사전에 검출하고 수정하는 등 다양한 기능이 추가 됐습니다.

삼성전자 메모리사업부 브랜드제품 Biz팀 맹경무 상무는 “870 QVO는 기존 제품 대비 성능과 안정성을 크게 높여 SSD시장을 더 넓힐 것으로 기대된다”며, “870 QVO는 HDD사용자는 물론 고용량, 고성능을 원하는 SSD 사용자에게도 탁월한 선택이 될 것”이라 밝혔습니다.

‘870 QVO’의 가격은 1TB, 2TB, 4TB, 8TB 4가지 모델 각각 $129.99, $249.99, $499.99 및 $899.99입니다.

□ 제품 스펙

□ 참고 자료

-낸드플래시(NAND FLASH) 구분
컴퓨터에서 2진수(0 또는 1) 한 자리를 비트(bit, binary digit)라고 부르며, 데이터 저장 최소 단위인 셀(Cell) 하나에 몇 개의 비트(bit)를 저장할 수 있는지에 따라 1비트, 2비트, 3비트, 4비트 낸드로 구분한다.

비트 수가 증가 할수록 동일한 셀에 더 많은 양의 데이터를 저장할 수 있어 저장 용량을 1비트 대비 2배 3배, 4배로 늘려생산성과 저장 효율성이 높아진다.

예를 들어, 한글 1글자(2Byte = 16bit)를 저장하기 위해서는1비트 낸드는 16개, 2/3/4비트 낸드는 각각 8/6/4개의 셀을 필요로 한다. 그러나 셀에서 구분해내야 하는 데이터의 경우의 수가 2의 배수씩 늘어나면서 전하의 양을 더욱 세밀하게 제어해야 하므로 기술적 난이도가 급속도로 높아진다.

-SATA(Serial ATA) SSD
데이터 전송을 위해 만든 컴퓨터 스토리지 기기 연결 방식의 한 종류인 직렬 전송(Serial ATA) 인터페이스를 적용한 낸드플래시 기반의 대용량 저장장치

-테라바이트 (TB, Tera-Byte)
데이터 양을 표현하는 단위로 2의 40승을 나타낸다. 바이트로 환산시 약 1조 바이트, 1024 기가 바이트(GB)로도 쓰인다.

-인텔리전트 터보라이트(Intelligent Turbo Write)
데이터 쓰기 및 임의 읽기 성능의 최고속도 유지 시간을 증가시키는 기술

□ 삼성전자 SSD 출시 연혁

-2006년 70나노급 4Gb 1비트(SLC) 낸드 기반 32GB SSD 출시
-2010년 30나노급 32Gb 2비트(MLC) 낸드 기반 512GB SSD 출시
-2012년 20나노급 64Gb 3비트(TLC) 낸드 기반 500GB SSD 출시
-2014년 2세대 32단 128Gb 3비트(TLC) 기반 1TB SSD 출시
-2018년 4세대 64단 1Tb 4비트(QLC) 낸드 기반 4TB SSD 출시
-2019년 6세대 1xx단 256Gb 3비트(TLC) 낸드 기반 250GB SSD 출시
-2020년 5세대 9x단 1Tb 4비트(QLC) 낸드 기반 8TB SSD 출시

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