삼성전자는 2.5인치 SSD의 신형 모델인 삼성 SSD 840 EVO 시리즈를 발표했습니다. 삼성 SS 840 시리즈의 후속작으로, 기존 모델처럼 메인스트림 시장에 자리 잡았습니다.

 

 

터보라이트 기술로 기록 속도가 크게 향상

 

삼성 SSD 840 EVO는 세계 최초 토글 DDR 2.0 3비트 MLC 낸드 플래시(TLC 낸드 플래시)를 쓴 삼성 SSD 840 시리즈의 후속작이며, 메인스트림을 위한 2.5인치 SSD입니다. 용량은 120GB/250GB/500GB/750GB/1TB의 5 종류.

 

토글 DDR 2.0 3비트 MLC 낸드 플래시를 사용한다는 점은 기존의 840과 같습니다. 하지만 840 에보는 낸드 플래시를 1x나노(발표회에선 19나노라고 언급)로 바꿨습니다.

 

컨트롤러는 MEX로 진화했습니다. ARM Cortex-R4 트리플코어라는 점은 기존 840에 탑재된 MDX와 같지만 동작 클럭이 300MHz에서 400MHz로 빨라져 처리 능력이 향상됐고, 최대 1GB까지 내장 캐시 메모리를 탑재할 수 있습니다. (750GB/1TB 모델은 1GB, 250GB/500GB 모델은 512MB, 120GB 모델은 256MB 탑재) 이런 하드웨어적인 부분 외에 펌웨어 강화를 통한 접근 속도, 특히 쓰기 속도가 대폭 향상됐다는 점이 제일 큰 특징입니다.

 

아래 표는 840 에보의 공식 스펙을 정리한 것입니다. 이것을 보면 840과 순차 읽기 성능은 거의 비슷하지만, 그 이외의 속도는 대부분 향상됐습니다. 또 상위 모델인 840 프로와 비교해도 상당수가 같거나 그 이상이라는 것을 알 수 있습니다.

 

840 EVO/840/840 PRO의 공식 속도

 840 EVO 840 840 PRO
용량 120GB 250GB 500GB/750GB/1TB 120GB 250GB 500GB 128GB 256GB/512GB
순차 읽기(MB/sec) 540 540 540 530 540 540 530 540
순차 쓰기(MB/sec) 410 520 520 130 250 330 390 520
랜덤 읽기(4KB/QD1)(IOPS) 10,000 10,000 10,000 7,900 7,900 7,900 9,800 9,900
랜덤 쓰기(4KB/QD1)(IOPS) 33,000 33,000 33,000 29,000 29,000 29,000 31,000 31,000
랜덤 읽기(4KB/QD32)(IOPS) 94,000 97,000 98,000 86,000 96,000 98,000 97,000 100,000
랜덤 쓰기(4KB/QD32)(IOPS) 35,000 66,000 90,000 32,000 62,000 70,000 90,000 90,000

 

840 시리즈의 연속 쓰기 성능이 떨어졌던 이유는 TLC 낸드 플래시를 썼기 때문입니다. TLC 낸드 플래시는 1개의 셀에 3비트의 데이터를 기록할 수 있지만, 전압 제어와 에러 정정 등의 처리가 복잡해 쓰기 속도가 느립니다. 랜덤 읽기는 SSD에 내장된 캐시 메모리로 커버할 수 있지만, 순차 쓰기는 캐시 메모리로 어떻게 될 문제가 아니며, TLC 낸드의 느린 쓰기 속도가 큰 영향을 미칩니다. 840 에보에서도 TLC 낸드를 쓰고 있지만 840 에보에선 터보라이트 테크놀러지라는 새 기능을 추가해 MLC 낸드를 사용하는 840 프로와 같은 수준의 순차 쓰기 속도를 실현하고 있습니다.

 

840 에보는 840 시리즈처럼 낸드 플래시 메모리의 모든 부분을 사용자가 쓸 수 있도록 하지 않고, 신뢰성 확보를 위해 일부를 예비 공간으로 두고 있습니다. 이 예비 공간은 사용자 영역에 불량 블럭이 발생했을 때 이를 대체하는 용도입니다.

 

840 에보는 이 예비 영역의 일부를 쓰기 전용 버퍼로 이용하기도 합니다. 그리고 버퍼로 활용하는 셀은 1비트 데이터만 기록하는 특수한 액세스 방법을 씁니다. 1셀에 3비트의 데이터를 기록할 수 있는 곳에 1비트의 데이터만 쓰니까 용량은 1/3이 되지만 SLC 낸드 플래시와 같은 방식으로 액세스하기 때문에 속도는 SLC 낸드 플래시와 비슷합니다. 이것이 터보라이트 테크놀러지의 구조입니다.

 

쓰기 버퍼의 용량은 제품 용량에 따라 다릅니다. 120GB/250GB 모델은 3GB(실제 용량 9GB), 500GB 모델은 6GB(실제 용량 18GB), 750GB 모델은 9GB(실제 용량 27GB), 1TB 모델은 12GB(실제 용량 36GB)으로, 용량이 커질수록 쓰기 버퍼도 커집니다. 쓰기 버퍼는 용량이 한정되어 있어, 연속해서 데이터를 기록하면 쓰기 버펀을 소진하게 됩니다. 이 때는 버퍼가 아닌 사용자 영역에 직접 데이터를 기록하며, 쓰기 속도는 그만큼 줄어들게 됩니다. 이후 쓰기 버퍼에서 데이터를 사용자 영역으로 전송해 여유 공간이 생기면 다시 쓰기 버퍼를 활용하고 속도도 높입니다. 삼성은 일반적인 상황에서 쓰기 버퍼의 용량을 전부 소진하는 경우는 드물어, 속도가 줄어드는 현상을 보긴 좀처럼 힘들 것이라 보고 있습니다.

 

터보라이트 테크놀러지를 이용할 수 없는 상황에서 순차 쓰기 속도

 120GB 250GB 500GB/750GB/1TB
순차 쓰기(MB/sec) 140 270 420

 

터보라이트 테크놀러지는 쓰기 버퍼 영역의 낸드 플래시 메모리가 불량을 일으키면 쓰지 못하게 됩니다. 하지만 삼성은 쓰기 버퍼 영역의 셀은 SLC 낸드 플래시처럼 액세스를 하기 때문에, 셀의 다시 쓰기 수명은 SLC 낸드 플래시와 같은 100000번이라 설명하며, 불량이 날 가능성은 높지 않다고 설명합니다.

 

 

3가지 종류의 패키지

 

840 에보 시리즈는 3가지 종류의 패키지가 있습니다. 우선 SSD만 있는 베이직 키트가 120GB에서 1TB까지 5종류의 용량으로 나와 있습니다. 패키지 내용물은 SSD 본체, 매뉴얼과 전용 소프트웨어가 있는 CD.

 

다음은 노트북 키트입니다. 본체 높이를 9.5mm로 맞춰주는 스페이서와 SATA-USB 3.0 변환 어댑터가 있습니다. SATA-USB 3.0 변환 어댑터는 기존 모델에 번들된 SATA-USB 2.0 변환 어댑터보다 3배 빨라, 100GB의 데이터를 약 24분 안에 복사할 수 있습니다. 용량은 250GB와 500GB의 두개 뿐.

 

마지막은 데스크탑 키트입니다. 3.5인치 베이에 장착하기 위한 마운터, SATA 케이블, SATA-USB 2.0 변환 어댑터가 있습니다. 용량은 120GB와 250GB의 두개.

 

보증 기간은 3년으로 기존의 840과 같습니다.

 

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SSD만 제공하는 베이직 키트. 검은색의 단순한 패키지입니다.

 

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베이직 키트는 SSD 본체와 매뉴얼/소프트웨어를 담은 CD가 번들됩니다.

 

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노트북의 하드디스크를 교체하는 용도인 노트북 키트. SSD 본체와 CD, 본체의 높이를 9.5mm로 맞추는 스페이서, SATA-USB 3.0 변환 어댑터가 번들됩니다.

 

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노트북 키트에 번들된 SATA-USB 3.0 변환 어댑터. SATA-USB 2.0 변환 어댑터보다 약 3배 빠른 데이터 전송이 가능

 

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노트북의 USB 3.0 포트에 연결해 데이터를 전송

 

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데스크탑 키트. SSD, CD, 3.5인치 베이 마운터, SATA 케이블, SATA-USB 2.0 변환 어댑터가 번들

 

 

매우 작은 내부 기판

 

804 에보의 본체 크기는 2.5인치, 두께는 7mm, 인터페이스는 SATA 6Gbps입니다.

 

본체 디자인은 기존 모델과 비슷하지만 짙은 메탈릭 실버를 바탕으로 로고와 사각형 무늬가 검은색입니다. 또 측면 다이아몬트 컷은 기존 제품과 같으니 절단 후 메탈릭 도장이 되어 있어 눈에 잘 들어오지 않습니다. 기존 모델은 사각 부분이 오렌지 색이었지만, 앞으로 오렌지는 하이엔드 모델에만 들어가는 색상이 되면서 840 에보는 검은색을 씁니다.

 

내부 기판은 기존 모델과 비교하면 약간 작아졌습니다. 기판에는 MEX 컨트롤러와 캐싱용 LPDDR2 메모리, TLC 낸드 플래시 메모리 칩이 탑재되어 있습니다. 컨트롤러의 제품 번호는 S4LN045X01-8030, 이번에 사용한 840 에보 750GB 모델은 1GB의 캐시 메모리를 탑재하는데, 삼성 LPDDR2 메모리 모듈 K4P8G304EB-FGC2가 들어갑니다. 또 낸드 플래시 메모리 칩은 삼성 K9CHGY8S5M-CCK0를 기판 앞뒤로 4개씩 총 8개 장착합니다. 삼성 칩을 쓴다는 것도 기존 모델과 같습니다.

 

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840 에보는 로고와 로고 아래의 디자인이 검은색이 됐습니다.

 

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두께는 7mm로 기존 모델과 같습니다. 2.5mm 하드디스크와 나사 위치는 동일합니다.

 

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접속 인터페이스는 SATA 6Gbps

 

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아래 부분. 2.5인치 하드디스크와 같은 크기

 

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내부 기판. MEX 컨트롤러 S4LN045X01-8030, LPDDR2 메모리 K4P8G304EB-FGC2, 낸드 플래시 메모리 칩 K9CHGY8S5M-CCK0을 4개 탑재했습니다.

 

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기판 반대편. 여기에도 낸드 플래시 메모리 칩이 4개 탑재

 

 

840 프로와 맞먹는 속도

 

여기서는 벤치마크 소프트웨어로 크리스탈 디스크마크 v3.0.2f, HD 튠 프로 5.00, AS SSD 벤치마크 1.6.4237.30508, Io미터 2008.06.28을 썼습니다. 비교용으로는 기존 모델인 840 256GB와 840 프로 512GB를 씁니다.

 

벤치마크 테스트 환경
CPU 코어 i7-2700K
메인보드 ASUS P8Z68V PRO/GEN3
메모리 PC3-10600 DDR3 SDRAM 4GB× 2
그래픽카드 라데온 HD 5770(MSI R5770 Hawk)
HDD 웨스턴 디지털 WD3200AAKS(OS 설치용)
OS 윈도우 7 프로페셔널 SP1 64비트

 

크리스털 디스크마크의 결과를 보면 840이 읽기 속도에 비해 쓰기 속도가 뒤떨어졌지만, 840 에보는 랜덤 쓰기 속도가 크게 향상됐음을 알 수 있습니다. 이는 터보라이트의 효과이며, 순차 액세스, 랜덤 액세스가 모두 상위 모델인 840 프로와 비교해도 뒤지지 않습니다. 840 에보의 이런 성능은 AS SSD 벤치마크에서도 같은 결과가 나왔습니다.

 

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840 EVO CrystalDiskMark 1,000MB 

 

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840 CrystalDiskMark 1,000MB 

 

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840 PRO CrystalDiskMark 1,000MB

 

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840 EVO CrystalDiskMark 1,000MB 0fill 

 

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840 CrystalDiskMark 1,000MB 0fill 

 

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840 PRO CrystalDiskMark 1,000MB 0fill
 

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840 EVO CrystalDiskMark 4,000MB 

 

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840 CrystalDiskMark 4,000MB 

 

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840 PRO CrystalDiskMark 4,000MB
 

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840 EVO CrystalDiskMark 4,000MB 0fill 

 

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840 CrystalDiskMark 4,000MB 0fill 

 

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840 PRO CrystalDiskMark 4,000MB 0fill
 

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840 EVO AS SSD Benchmark 

 

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840 AS SSD Benchmark 

 

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840 PRO AS SSD Benchmark
 

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840 EVO AS SSD Copy Benchmark 

 

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840 AS SSD Copy Benchmark 

 

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840 PRO AS SSD Copy Benchmark
 

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840 EVO AS SSD Compression Benchmark 

 

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840 AS SSD Compression Benchmark 

 

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840 PRO AS SSD Compression Benchmark

 

그에 비해 HD 튠 프로는 좀 다른 결과가 나왔습니다. HD 튠 프로에선 840과 840 프로가 순차 쓰기가 일정한 속도를 내는 데 비해, 840 에보는 처음에 500MB/s 이상의 속도가 나오다가 중간부터 410MB/s 정도로 속도가 떨어집니다. 이는 터보라이크에서 이용하는 버퍼를 모두 써 버렸기 때문으로 보입니다. 하지만 속도가 떨어진다고 해도 500GB 이상의 모델에선 420MB/s. 체감할 만큼의 변화는 아니지 싶습니다.

 

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840 EVO HD Tune Pro 1MB Read 

 

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840 HD Tune Pro 1MB Read 

 

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840 PRO HD Tune Pro 1MB Read
 

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840 EVO HD Tune Pro 1MB Write 

 

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840 HD Tune Pro 1MB Write 

 

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840 PRO HD Tune Pro 1MB Write
 

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840 EVO HD Tune Pro 8MB Read 

 

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840 HD Tune Pro 8MB Read 

 

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840 PRO HD Tune Pro 8MB Read
 

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840 EVO HD Tune Pro 8MB Write 

 

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840 HD Tune Pro 8MB Write 

 

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840 PRO HD Tune Pro 8MB Write
 

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840 EVO HD Tune Pro 64KB Read 

 

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840 HD Tune Pro 64KB Read 

 

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840 PRO HD Tune Pro 64KB Read
 

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840 EVO HD Tune Pro 64KB Write 

 

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840 HD Tune Pro 64KB Write 

 

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840 PRO HD Tune Pro 64KB Write
 

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840 EVO HD Tune Pro Random Read 

 

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840 HD Tune Pro Random Read 

 

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840 PRO HD Tune Pro Random Read
 

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840 EVO HD Tune Pro Random Write 

 

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840 HD Tune Pro Random Write 

 

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840 PRO HD Tune Pro Random Write
 

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840 EVO HD Tune Pro File Benchmark Mixed 

 

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840 HD Tune Pro File Benchmark Mixed 

 

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840 PRO HD Tune Pro File Benchmark Mixed
 

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840 EVO HD Tune Pro File Benchmark Random 

 

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840 HD Tune Pro File Benchmark Random 

 

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840 PRO HD Tune Pro File Benchmark Random
 

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840 EVO HD Tune Pro File Benchmark Zero 

 

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840 HD Tune Pro File Benchmark Zero 

 

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840 PRO HD Tune Pro File Benchmark Zero

 

마지막은 IO미터입니다. 랜덤 액세스 속도만 측정했는데 여기서도 840을 크게 넘어서 840 프로보다도 좋은 결과가 나왔습니다. 이는 터보라이트의 효과에 더해 컨트롤러의 클럭이 높아져 처리 능력이 높아졌다는 점도 적용된 것으로 보입니다. 840 에보의 성능은 상당히 높다고 봐도 좋을 것입니다.

 

Iometer File Server Access Pattern

 SSD 840 EVO 750GB SSD 840 250GB SSD 840 PRO 512GB

 Queue Depth:1 Queue Depth:32 Queue Depth:1 Queue Depth:32 Queue Depth:1 Queue Depth:32
Read IOPS 5565.90 14297.73 2503.16 6879.19 5411.48 12550.33
Write IOPS 1395.06 3569.03 624.95 1719.75 1354.60 3132.64
Read MB/sec 60.27 154.54 27.08 74.24 58.68 135.77
Write MB/sec 15.00 38.63 6.77 18.54 14.64 33.85
Average Read Response Time 0.16 1.80 0.38 3.74 0.17 2.03
Average Write Response Time 0.07 1.76 0.09 3.63 0.07 2.07
Maximum Read Response Time 11.35 29.34 10.05 17.17 10.84 941.08
Maximum Write Response Time 2.06 29.40 0.43 17.07 1.49 941.05
 
 
전용 유틸리티인 매지션 소프트웨어도 고속화 구조를 준비
 
이번에 840 에보에 맞춰 삼성이 내놓은 유틸리티, 매지션 소프트웨어는 4.2로 업데이트됐습니다. 여기서도 SSD의 액세스 속도를 높이는 기능이 들어갑니다. 라피드 모드라 불리는 기능으로, 메인 메모리 공간을 캐시로 이용해 액세스 속도를 높이는 것입니다. 여기선 매지션 소프트웨어 4.2의 베타 버전을 써서 라피드 모드의 효과를 테스트했습니다.
 
우선 크리스털 디스크 마크에서 데이터 크기를 1000MB로 설정한 결과를 보면 순차 읽기/쓰기가 모두 1000MB/sec를 넘는 매우 바른 속도가 나왔습니다. 데이터 크기를 4000MB로 늘려도 600MB/s로, 라피드 모드를 쓰지 않았을 때보다 빠른 결과가 나왔지만 그 차이는 많이 줄었습니다. 메인 메모리 공간을 이용해 고속화할 때, 대용량 데이터를 연속으로 액세스한다면 캐시가 적중하지 않는 경우가 늘어나 액세스 속도의 향상이 그만큼 줄어든 것으로 보이네요.
 
다른 테스트도 마찬가지. 라피드 모드의 효과는 충분히 있지만, 대용량 파일을 연속 액세스할 경우 효과가 줄어듭니다.
 
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840 EVO Rapid Mode CrystalDiskMark 1,000MB 
 
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840 EVO Rapid Mode CrystalDiskMark 4,000MB
 
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840 EVO Rapid Mode AS SSD Benchmark 
 
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840 EVO Rapid Mode AS SSD Copy Benchmark
 
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840 EVO Rapid Mode AS SSD Compression Benchmark 
 
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840 EVO Rapid Mode HD Tune Pro 1MB Read
 
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840 EVO Rapid Mode HD Tune Pro 1MB Write 
 
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840 EVO Rapid Mode HD Tune Pro 8MB Read
 
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840 EVO Rapid Mode HD Tune Pro 8MB Write 
 
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840 EVO Rapid Mode HD Tune Pro 64KB Read
 
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840 EVO Rapid Mode HD Tune Pro 64KB Write 
 
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840 EVO Rapid Mode HD Tune Pro Random Read
 
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840 EVO Rapid Mode HD Tune Pro Random Write 
 
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840 EVO Rapid Mode HD Tune Pro File Benchmark Mixed
 
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840 EVO Rapid Mode HD Tune Pro File Benchmark Random 
 
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840 EVO Rapid Mode HD Tune Pro File Benchmark Zero
 
Iometer File Server Access Pattern

 SSD 840 EVO 750GB. 라피드 모드 켬

 Queue Depth:1 Queue Depth:32
Read IOPS 5721.30 16110.59
Write IOPS 1432.43 4020.09
Read MB/sec 61.95 174.51
Write MB/sec 15.53 43.53
Average Read Response Time 0.16 1.96
Average Write Response Time 0.05 0.10
Maximum Read Response Time 11.14 17.51
Maximum Write Response Time 2.47 3.54

 

다음에는 파일을 복사했을 경우 어땠을지를 측정했습니다. 여기선 인텔 SSD 520에서 840 에보로 파일을 복사하는 데 걸리는 시간을 세 번 측정해서 평균을 냈습니다.

 

먼저 파일 수 613개, 용량 총 3GB의 JPEG 이미지 파일을 저장한 폴더, 파일 수 5개, 용량 총 3GB의 H.264 동영상 파일을 복사했을 경우의 시간을 측정해 보니, 첫번째 복사일 땐 라피드 모드를 쓰건 쓰지 않건 결과가 비슷했지만, 두번째로 복사를 할 때는 시간이 절반 정도로 줄었습니다.

 

다음에는 파일 수 3062개, 용량 15GB의 JPEG 이미지를 저장한 폴더와, 용량 15GB의 H.264 동영상 파일 한 개를 복사했을 경우의 시간을 측정했습니다. 여기서도 아까와 마찬가지로 처음 복사했을 때는 라피드 모드를 쓰건 쓰지 않건 비슷한 결과가 나왔지만, 두번째로 복사했을 때는 동영상 파일은 변화 없음, 사진 파일은 14초 정도 복사가 빨라졌습니다.

 

이 테스트를 수행한 PC는 8GB의 메인 메모리를 씁니다. 그러니까 15GB짜리 파일이 올라가지 못하는 건 당연하겠지요. 소용량 파일을 반복 액세스할 경우에는 이 기능이 효과를 볼 수 있다고 보면 되겠습니다.

 

파일 복사 시간

 RAPID Mode off RAPID Mode on RAPID Mode on 두번째
총 용량 약 3GB의 JPEG 파일 약 10.5초 약 11.4초 약 4.7초
총 용량 약 3GB의 동영상 파일 약 8.4초 약 8.4초 약 4.7초
총 용량 약 15GB의 JPEG 파일 약 52.1초 약 58.1초 약 44.6초
총 용량 약 15GB의 동영상 파일 약 38.2초 약 37.4초 약 37.5초

 

라피드 모드를 사용할 때 파일을 기록하면, 우선 메인 메모리의 캐시 영역에 데이터를 저장하고 다시 SSD에 전송합니다. 따라서 캐시 영역의 데이터가 SSD에 전송되기 전에 컴퓨터의 전원이 꺼지면 전송이 끝나지 않은 데이터가 손실됩니다. 또 액세스하는 파일의 크기에 따라 효과가 바뀌기도 하고, 다른 애플리케이션에서 메인 메모리를 대량으로 차지하고 있을 땐 큰 효과를 볼 수 없기도 합니다. 하지만 소프트웨어만으로 간편하게 효과를 볼 수 있다는 점에서는 써 볼만한 프로그램입니다. 매지션 소프트웨어 4.2는 삼성의 기존 SSD에서도 쓸 수 있지만 라피드 모드는 840 에보에서만 작동한다는 것도 잊어선 안되겠습니다.

 

 

가격 대 성능비가 뛰어난 메인스트림용 SSD

 

840 프로는 컨트롤러를 업그레이드하고 쓰기 속도를 높이는 터보 라이트란 새 기능을 도입해, TLC 낸드 플래시 메모리의 느린 쓰기 속도를 커버했습니다. 기본적으로 용량이 한정된 캐시를 이용하기 때문에 항상 최고의 속도가 나오는 것은 아니지만, 일반적인 상황에서 속도가 줄어드는 경우는 꽤 적다고 보입니다. 메인스트림용 제품에서 하이엔드용 제품과 거의 비슷한 속도가 나온다는 건 분명 큰 매력이 있습니다.

 

판매 가격은 120GB가 12000엔, 250GB가 21000엔, 500GB가 41000엔, 750GB가 61000엔, 1TB가 76000엔으로 840이 처음 나왔을 때보다 초기 판매 가격은 약간 비쌉니다. 또 지금은 840의 판매 가격이 많이 떨어졌지요. 하지만 성능을 비교하면 분명 비싼 이유는 있습니다.

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