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HDD & SSD, 그리고 차세대 메모리

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글쓴이 최고관리자 등록일 13-05-06 20:05
조회 828
    삼성전자는 지난 2011년, SSD 개발에 주력하기 위해 일반 하드디스크 사업을 씨게이트에 매각했다. 처음에는 삼성전자의 이런 결정에 의아해 한 사람들도 많았고 삼성이 하드디스크 시장에서 두 손을 다 들었다는 기사도 나왔다. 하지만 불과 1~2년 뒤 삼성전자의 결정은 시기적절한 때에 이뤄진 현명한 결정이었다는 평가를 받고 있다.
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    삼성전자는 현재 고급형 SSD시장에서 선두를 달리고 있다. 이런 흐름을 뒤늦게 인식한 씨게이트도 SSHD에 주력하기 위해 지난 3월에 노트북용 7200rpm 하드디스크 생산 중단을 선언했다. 저가형 모델을 위해 5400rpm 제품은 계속 생산하지만 저가형 모델이 아닌 다른 제품들은 SSHD에 더 시장성이 있고 가능성이 있다 여겼기 때문이다. 스토리지 시장에서 SSD가 HDD보다 더 핫한 제품으로 자리 잡고 있다. SSD가 스토리지 시장을 점령해서 일반 HDD가 시중에서 사라질 것이라는 얘기가 나온지도 꽤 오래됐다. 이미 과연 가까운 미래에 그 일이 실제로 일어날 것인가?
    ▲ GB당 SSD가격 (출처: www.mmo-champion.com)
    2010년에 GB당 4.5달러 하던 가격이 작년 10월에 와서 60센트 선으로 떨어졌다. 우선 최근 몇 년 간 SSD 가격이 신속히 내려가는 속도를 보면 그 대중화의 가능성을 엿볼 수 있다. GB당 가격이 꾸준하게 떨어지고 있는 상황을 보면, 2009년에 30GB짜리 SSD가 140달러 정도였는데 지금은 170달러면 256GB 수준의 SSD를 살 수 있다. 아마도 2년 정도 지나면 512GB의 SSD를 그 정도 가격에 살 수 있지 않을까 싶다. 아직도 일반 하드디스크에 비해 SSD의 GB당 가격은 10배 정도 비싸다. 하지만 그 폭은 점차 더 줄어들 것이고 그 차이가 미미해졌을 때는 이미 시장에서 일반 하드디스크를 보기는 어려워질 것이다.
    SSHD는 SSD와 일반 하드디스크의 세대교체 중간의 다리라고들 일컫는다. 그도 그럴 것이 일반 하드디스크에 4~8GB 정도 사이즈의 낸드(NAND) 플래시가 달려있기 때문이다. 두 기종의 특징을 모두 가지고 있는 SSHD는 속도는 SSD에 미치지는 못하지만 일반 하드디스크보다는 훨씬 빠른 속도를 자랑한다. 가격도 불과 하드디스크보다 10~20달러 정도 비싸다. 많은 소비자들은 이 대목에 만족해한다. 하지만 아직은 일반 하드디스크보다 짧은 수명과 느린 4k 미만 다량의 데이터 쓰기 속도는 개선되어야 할 부분이다.
    ▲ 씨게이트가 선보인 8GB NAND 플래시와 어울어진 SSHD 시리즈. SSD보다는 훨씬 싸고 일반 하드디스크보다는 조금 더 비싼 것을 볼 수 있다.
    SSD가 일반 하드디스크를 대체하기 위해서는 가격 말고도 아직까지 몇 가지 개선되어야 할 점들이 있다. 현재 거의 모든 SSD가 낸드 플래시에 의존하고 있는데 이는 수많은 장점을 가지고 있지만 수명이 짧다는 치명적인 단점을 갖고 있기 때문이다.
    하루에 20GB의 쓰기나 지우기를 매일 반복하는 사용자의 경우 요즘 나오는 SSD의 수명은 5~6년 정도 된다. 하지만 20GB 상당의 데이터를 하루도 빠짐 없이 매일 쓰고 지우는 일반 유저는 그리 많지 않다. 따라서 일반 유저들이 컴퓨터 전체를 교체하거나 업그레이드 하는 시기까지는 문제 없이 사용할 수 있는 기술 수준에 도달했다 해도 과언이 아니다.
    하지만 문제는 기업용 서버나 영상, 공학용 컴퓨터에 있다. 이들은 하루에도 수 백 GB에서 TB에 이르는 데이터를 매일 쓰고 지우고 한다. 이들에게 상대적으로 SSD는 아직 외면 받고 있는 실정이다. 낸드 플래시는 그 물질 자체의 성질 때문에 이 부분을 개선할 수 없는 상황이고 다른 물질로 대체해야하는 상황에 이르렀다. SSD 용량을 더 크게 만들려면 자꾸 다수의 칩을 더해야 하는데 칩을 더하면 더할수록 고장률은 더 늘어나기 나름이다. 칩의 수를 줄이기 위해서는 고용량의 칩을 사용해야 하는데 고용량의 칩을 사용하면 가격인상을 피할 수 없는 딜레마에 빠져 있다.
    몇 년 전부터 이러한 낸드 플래시의 한계를 인식하고 몇 몇 기업들이 새로운 메모리를 개발하기 위해 연구에 착수했다. PCM(phase-change memory)과 MRAM(Magnetoresistive RAM) 그리고 RRAM(Resistive RAM) 등이다. 고가형 SSD에 사용되는 SLC 낸드 플래시의 쓰기 수명이 보통 10만 번이고 저가형에 사용되는 MLC는 3천번에서 많아 봐야 만 번 정도인데, PCM 방식의 플래시를 사용하면 수명이 천만번으로 늘어난다고 한다. 현재의 수명 보다 100배 정도 늘어나는 것이고 10년을 현재 사용되는 SSD의 수명으로 생각했다면 1000년을 사용할 수 있게 되는 것이다. 이것이 일반 사용자에게는 별로 와 닿지 않을 수도 있으나 서버 운영자나 고용량 영상 작업을 많이 하는 업종에 있는 사람들에게는 희소식이 아닐 수 없다. 하지만 위의 세 가지 기술은 아직 연구단계이며 이 기술을 사용한 플래시를 시중에 볼 수 있는 시점은 지금으로부터 10년 정도로 보고 있다.
    가까운 미래에 사용될 기술을 꼽으라면 3D 낸드를 들 수 있다. 메모리 셀 어레이를 수평이 아닌 수직으로 쌓아올리는 3D 적층 기술은 삼성과 하이닉스 그리고 도시바에서 중점적으로 개발하고 있다. 세 회사가 모두 셀 어레이를 수직으로 쌓는 같은 개념으로 접근했지만 모두 다른 방식으로 개발하고 있다.
    3D 낸드는 빠르면 올해 말에 시장에 등장할 예정이고 같은 공간에 집적도를 높인 기술로 플래시 생산 단가를 획기적으로 줄일 수 있다. 따라서 SLC의 가격 인하도 기대할 수 있게 된다.
    ▲ 세 기업의 각기 다른 방식의 3D 낸드(출처: IMW 2011)
    순식간에 멸종될 것 같았던 하드디스크는 낸드 플래시 수명의 문제로 인해 한동안은 입지를 가져갈 것으로 보인다. 아직까지도 서버용 스토리지는 일반 하드드라이브가 대세인 상황이다. 10년 뒤, 수명 걱정이 없는 PCM과 MRAM, 그리고 RRAM을 사용한 플래시가 낸드 플래시를 대체하게 될 시대가 오면 아마도 그 때에는 일반 하드디스크는 이베이나 벼룩시장 등에서나 구경할 수 있지 않을까 싶다.

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