SSD와 HDD의 차이점에 대해 알아보겠습니다.
SSD와 HDD는 보조기억장치에 속합니다. 보조기억장치는 램, CPU와 함께 컴퓨터의 전체 속도를 결정하는 요소 중 하나인데요.
SSD가 처음 탄생할 당시에는 초기 성능은 낮지만 HDD를 대체할 수 있을 정도로 성능이 향상될 것으로 예측했습니다. 실제로 기술이 발전하고 향상되면서 이미 성능은 HDD를 훨씬 능가하고 있고, 용량 수율도 향상되면서 가격도 꾸준히 하락하고 있어 예측이 현실화되고 있습니다.
한편, SSD의 스로틀링(Throttling) 문제와 데이터 보존(Data Retention) 문제는 여전히 난제로 남아 있어 완벽한 대체품은 아닙니다.
SSD와 HDD의 크기 비교
SSD는 일반적으로 HDD보다 크기가 작은 것이 일반적인데요. 최근 HDD는 크게 2.5인치와 3.5인치로 나뉘는데 플래시 메모리가 대중화되기 전에는 1.8인치나 1인치와 같은 매우 작은 HDD도 사용되었습니다. 하드디스크는 크기가 작아질수록 플래터가 작아지고 고속 모터 삽입이 어려워 상대적으로 속도가 느리고 용량과 내구성이 떨어집니다.
SSD는 케이스로만 2.5인치 모델에 존재합니다. 그리고 SSD는 노트북용 RAM보다 작은 정밀 공정을 통해 M.2 슬롯에 맞는 모델로 대거 출시되고 있으며, 그 결과 2.5인치 모델이든 M.2 모델이든 노트북에서 첫 선을 보였습니다. 또한 최근 M.2 SSD의 가격이 상당히 안정화되어 SATA SSD와 큰 차이가 없으며, 보급형 메인보드에서 기본적으로 M.2 슬롯을 지원하면서 M.2가 주류를 이루고 있습니다.
SSD와 HDD의 성능 차이
SSD와 HDD의 가장 큰 차이점은 전자적 매체와 기계적 매체로 설명할 수 있습니다. 하드 디스크는 기계 장치이며, 하드 디스크 컨트롤러가 특정 주소의 데이터를 읽으라고 하면, 하드 디스크는 "해당 주소가 포함된 트랙에 헤드를 moves" → "헤드가 해당 트랙 위에 도착합니다" → "해당 트랙의 LBA 번호를 읽으면서 오른쪽 섹터가 도착할 때까지 기다립니다"라고 말하며, 헤드가 이동한 거리는 약 10cm입니다.
그러나 SSD는 이 모든 것을 전기적 신호로 해결합니다. 또한 하드디스크의 데이터 액세스 포인트는 이론적으로 그리고 실제로는 무한대로 수천 개의 액세스 포인트를 가질 수 있습니다.
쉽게 말해 HDD는 데이터가 위치한 지점까지 직접 읽어주는 반면 SSD는 데이터가 위치한 지점까지 호출하여 확인한다. 또한 운영체제 운영에서는 곳곳에 있는 작은 파일들을 읽어야 하므로 SSD보다 뒤에 있을 수밖에 없다.
SSD의 수명
SSD는 초기에는 셀당 수명이 짧았습니다. 예를 들어 차량용 블랙박스에 사용되는 플래시 메모리는 수명이 극히 짧습니다. 특히 대용량 데이터를 정확하게 처리해야 하는 서버의 저장장치를 SSD로 100% 교체하기는 어렵습니다. 하지만 2022년 현재는 거의 신경 쓰지 않을 정도로 셀당 수명이 늘어났습니다. 짧은 플래시 메모리의 수명을 보완해 줄 웨어 레벨링 등의 기능을 통해 넷택 등 중국산 불량 SSD를 제외하고는 수명이 다한 SSD는 거의 없습니다.
최근에는 낸드플래시의 수명보다는 컨트롤러와 전원공급장치의 고장으로 데이터 손실 문제가 더욱 부각되고 있습니다. 컨트롤러나 전원공급장치가 여름철 갑작스런 정전, 장기 정전, 과열 등을 견디지 못하면 SSD는 아예 로드를 할 수 없게 되고, 결국 셀당 수명이 다한 후에도 데이터 자체에 접근할 수 없게 됩니다. 하지만 SSD가 잘 인식되어 셀당 수명이 다하면 읽기 용도로만 사용할 수 있습니다. 하지만 대부분의 SSD 고장에서는 셀당 수명이 다하기 전에 컨트롤러가 먼저 맛을 보는 것이 일반적입니다.
반면 HDD는 불량 섹터에 취약합니다. 적어도 SSD는 쓰기 작업이 전자적으로 이루어지기 때문에 충격에 강하고 불량 섹터를 가질 수 없습니다. 하지만 HDD는 물리적으로 저장된 장치이므로 쓰기 작업이 플래터에 계속 누적되면 플래터 내에서 불량 섹터가 발생할 가능성이 매우 높아집니다.
안정성 차이
물리적 구성 요소를 사용하는 HDD는 일반적으로 SSD보다 성능이 떨어집니다. 하지만 SSD는 HDD에 비해 고온에 취약합니다. 한여름 더위에는 HDD가 다소 쉽게 성능을 발휘하지만 SSD는 스로틀링으로 인해 읽기와 쓰기 속도가 느려지는 경우가 많습니다.
그리고 나중에 보게 되겠지만 SSD는 고온에서 데이터 보유량을 줄입니다. 2.5인치 인클로저를 사용하는 SSD는 일반적으로 밀도가 낮고 가열이 덜하며 온도 변화에 덜 민감한 반면 NVMe 표준의 SSD는 밀도가 더 높으며 성능이 더 높지만 온도 변화에 더 민감합니다. RPM이 높은 서버가 아니라면, 또는 주변 온도가 너무 뜨겁거나 차가운 경우 HDD는 온도 문제가 발생할 가능성이 적습니다.
데이터 보존력 차이
SSD는 HDD보다 데이터의 휘발성이 더 큰 문제가 있습니다. 플래시 메모리는 정전기에 취약하여 데이터가 자연 증발할 수 있습니다. 최근의 온도 상승으로 데이터의 자연 증발 문제가 제기되고 있습니다. 상온에서는 데이터가 1년 이상 전력 없이 유지될 가능성이 높기 때문에 문제가 되지 않지만 35도 이상부터 몇 달 간격으로, 특히 50도 이상 고온에서는 데이터 저장 기간이 급격히 줄어들고 데이터가 손실될 가능성이 높아져서 며칠에서 몇 주에 걸쳐 발생할 수 있습니다.
대신 데이터 흔적을 지우거나 잃어버리기 쉽다는 지적도 있습니다. 민감한 정보를 담고 있는 HDD는 정보를 완전히 파괴하기 위해 데이터를 먼저 디가우저로 파괴한 후 용광로에 던지거나 드라이브를 파쇄하는 등 처리가 번거롭습니다. SSD는 정전기와 같은 전자적 충격만으로 데이터를 쉽게 지워버리고, 인터리빙을 위해 데이터를 여러 메모리에 분산 저장하기 때문에 일부 데이터를 삭제하면 나머지 메모리에서 데이터를 꺼내 다시 조립하는 것이 거의 불가능합니다. 또한 SATA SSD 이외의 케이스 없이 칩이 노출되기 때문에 물리적으로 파괴하기 쉽습니다. 따라서 SSD는 보안이 중요한 분야와 포렌식이 어려운 범죄 조직이 주로 선호합니다.
결국 충전을 유지하기 위해 일정 기간마다 전원을 인가하거나 백업 후 일정 기간을 설정하여 매번 데이터의 이상 여부를 확인해야 합니다. 가장 좋은 방법은 DiskFresh로 전체 섹션을 다시 작성하는 것입니다. 이 방법은 SSD를 포함한 모든 플래시 메모리뿐만 아니라 840 EVO에 적용됩니다. 그러나 너무 자주 수행할 필요는 없으며 일반 환경에서는 1년에 한 번이 적절합니다.
SSD간 성능 차이
15000RPM으로 동작하는 일부 고속 HDD의 경우 최대 전송 속도가 200MB/s 이상이지만, SATA3 규격인 6.0Gbps(= 600MB/s)를 초과하는 HDD 제품은 없습니다. 이러한 이유로 2023년 현재 SATA 인터페이스(또는 서버용 SAS 인터페이스) 이외의 전송 단자를 사용하는 HDD 제품은 없습니다.
반면 SSD가 등장한 지 얼마 되지 않아 많은 제품이 SATA3의 실제 제한 속도인 550MB/s를 달성했습니다. 이로 인해 SATA3보다 전송 속도가 빠른 고사양이 필요하게 되었습니다. 이에 따라 SSD는 M.2 단자의 NVMe 표준을 사용하여 PCI Express에 직접 연결하여 전송 속도의 한계를 높일 수 있습니다. 예를 들어 삼성전자 최상위 990 프로 2TB 제품의 경우 카탈로그에 수록된 사양이 "순차 읽기: 7,450MB/s, 순차 쓰기: 6,900MB/s"로 SATA3의 10배 이상의 성능을 발휘합니다.
마치며
이상으로 SSD와 HDD의 차이점에 대해 알아보았습니다.
SSD와 HDD는 각각의 장단점을 가지고 있습니다. SSD는 빠른 속도와 높은 내구성을 제공하는 만큼 부팅 시간과 프로그램 로딩 시간이 중요한 분들에게 적합하며, HDD는 더 저렴한 가격에 대용량 저장 공간을 제공하는 만큼 대량의 데이터를 저장해야하는 분들에게 적합하니 필요에 따라 선택하시기 바랍니다.
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