[SSD 구매 팁] 4K 랜덤 읽기 쓰기 능력이 중요하다

SSD를 사기전 고려해야할 점이 몇가지 있다

• 휴대성이나 여러 컴퓨터간 자료 전송이 목적인 경우엔 USB 3.1 Gen 2를 지원하는 외장SSD를 사면 된다
  
• 데스크탑 또는 노트북에 설치해서 사용하는 경우,
  1) M.2 슬롯용 SSD가 필요한 경우
  1-1) M.2 슬롯이 지원하는 인터페이스가 PCIe 3.0(Gen 3)인지, 4.0(Gen 4)인지 확인 한 뒤
  1-2) 해당 인터페이스를 지원하는 SSD를 사면 된다
  
  2) SATA3 슬롯용 SSD가 필요한 경우
  2-1) 2.5″ SSD 중, 사용기를 참고하여 실제 성능이 잘 나온다고 하는 제품을 알아본다.

[연관 글 : 저장장치의 종류와 속도 정리 (NVMe M.2, USB, SATA 각 타입별 SSD, HDD의 속도 정리)]

보통은 이렇게 구매하면 되는데, 마지막으로 한 가지 더 고려해봐야 할 것이 있다.
바로 4K 랜덤 읽기, 쓰기이다 (4K는 화질을 이야기 하는 것이 아니다)

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저장장치에서 말하는 4K 랜덤 읽기/쓰기 속도는 작고 분산된 데이터를 얼마나 빠르게 처리할 수 있는지를 보여주는 지표이다

1. 4K
   • 데이터를 4KB 크기 블록 단위로 읽거나 쓰는 작업을 의미한다.
   • 이는 운영체제와 저장장치에서 자주 사용되는 기본 데이터 단위 크기 중 하나이다.
2. 랜덤(Random)
   • 데이터를 순차적으로 읽거나 쓰는 것이 아니라, 저장 장치의 임의의 위치에서 데이터를 처리하는 작업을 말한다.
   • 예를 들어, 여러 작은 파일을 여기저기 흩어져 있는 상태에서 읽거나 쓸 때 랜덤 I/O가 발생한다.

크기는 크지 않지만, 많은 파일을 읽고 쓰는 속도를 좌우하는 것이 바로 4K 랜덤 읽기 쓰기 능력!
일반적으로 운영체제의 작동이나 프로그램 실행, 데이터베이스 같은 작업에서 빈번하게 발생한다

영상파일처럼 파일 하나에 몇 Gb씩 하는 초대용량 파일을 전송하는 것은 NVMe 방식이 절대적으로 빠르다.
그러나 그런 영상파일을 제외하면, 우리가 일상적으로 처리하는 대부분 파일들은 수 십 MB 이하의 파일들이고 이를 빨리 처리하는데 쓰이는 능력이 바로 4K 랜덤 읽기 쓰기 능력이라는 것이다.

그래서 무조건 NVMe M.2 SSD를 고집할 것이 아니라 사용 환경에 맞는 선택이 필요하다

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SATA3 SSD와 NVMe PCIe Gen3,4 SSD의 차이는?

SATA3 SSD와 NVMe PCIe Gen3 SSD의 4K 랜덤 읽기/쓰기 속도 차이는 이론상 2~4배 이상의 차이가 나는 것으로 판단된다.

• SATA3 SSD는 4K 랜덤 작업에서 30~50MB/s 수준의 속도를 보이며, 고급 모델은 100MB/s에 가까운 성능을 낼 수 있다.
• NVMe PCIe Gen3/4 SSD는 평균적으로 300~500MB/s 정도의 성능을 기록하며, 일부 고성능 모델은 600MB/s를 초과하기도 한다.

다만, 이론적인 대역폭 차이(6Gbps와 32Gbps)만큼의 성능 격차는 4K 랜덤 읽기 쓰기 작업에서 나타나지 않는다.
이는 NVMe SSD도 작은 파일 처리 시 NAND 플래시 메모리의 구조적 제약과 I/O 병목 현상의 영향을 받기 때문이다.

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[SATA와 NVMe의 4K 랜덤 읽기 쓰기 속도 차이]

실제 사용기에 따르면, SATA3 SSD와 NVMe M.2 SSD간 4K 랜덤 읽기 쓰기의 성능 차가 그리 크지 않다는 의견이 많다.

결과적으로, NVMe PCIe Gen3/4 SSD는 SATA3 SSD보다 4K 랜덤 읽기/쓰기 성능에서 큰 우위를 보이지만, 실제로는 병목 현상도 있고, 이론적인 대역폭만큼의 엄청나게 큰 차이는 나지 않는다.

사람들의 사용기 처럼 실제 체감 성능 차이는 작업 환경과 사용 용도에 따라 다르게 나타날 수 있으며, 사용자에 따라서는 성능 차이를 거의 체감할 수 없는 경우도 많다.

예컨대,

• 100GB 짜리 파일을 전송할 때, SATA3 SSD로 전송 시 200초 걸리던 로딩시간이 NVMe M.2 SSD의 경우엔 35초 정도로 비약적으로 단축된다고 해도

• 게임과 같이 많은 파일을 로딩해야 하는 프로그램을 실행시킬 경우 SATA3 SSD로 30초 걸리던 로딩시간이 NVMe M.2 SSD의 25초 정도로 단축되므로, 순차 전송의 속도향상 대비 드라마틱한 변화는 없다.

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결론

1. 수 MB 크기의 사진 파일 하나를 옮길 때:
   • 파일 크기가 크고 순차적인 전송이 가능하므로 순차 읽기/쓰기 성능이 더 중요하다.
     → NVMe PCIe 4 M.2 SSD가 절대적으로 유리하다
     
2. 여러 개의 작은 사진 파일을 옮길 때:
   • 파일들이 여러 위치에 흩어져 있을 가능성이 높고, 이럴 때는 4K 랜덤 성능이 더 중요 해진다. 여러 파일을 임의의 위치에서 빠르게 읽고 써야 하기 때문이다.
     → NVMe PCIe M.2가 유리하지만, 개인 성향에 따라 SATA3 SSD로도 충분할 수 있다

어떤 작업을 위해 SSD를 사용할지, 본인의 사용환경에 맞게끔 순차 전송속도와 4K 랜덤 읽기 쓰기 속도를 고려하여 구매하면 조금 더 가성비 좋은 결정을 할 수 있을 것이라 생각한다

다만, 지금처럼 NVMe SSD와 SATA SSD간 가격차가 거의 없고 M.2 슬롯 여유가 있다면, 아묻따 NVMe PCIe SSD임에는 틀림 없다! 끝.