이러한 시장 변화를 이끌어낸 것은 업계와 소비자 모두이지만, 변화를 주도한 것은 거의 온전히 NAND 플래시 메모리 제조업체들이었습니다. SD카드나 휴대폰에 들어가는 eMMC, UFS보다 SSD는 개당 훨씬 많은 수의 NAND 플래시를 사용하기 때문에, 업체들은 자사 NAND에 대한 수요 확대를 위해 전략적으로 SSD 시장 확대에 주력해 왔습니다.
NAND 제조업체들의 이러한 노력은 빠르게 결실을 맺었습니다. 메모리 반도체 리서치 에이전트이자 컨설턴트인 Forward Insights의 보고서에 의하면, NAND 플래시 수요 중에서 SSD의 비중은 2010년에는 휴대폰과 메모리 카드를 제외한 다른 제품과 엇비슷한 수준이었지만, 2014년 자료를 살펴보면 메모리 카드와 비슷한 수준으로 그 비중이 상승했음을 알 수 있습니다. 물론 2018년 현재는 더 큰 비중을 차지하고 있죠.
SSD 시장에 좀 더 초점을 맞춰볼까요? 2017년 SSD 시장의 트렌드는 2018년에서도 대부분 유지될 전망입니다. NAND 플래시 제조업체들은 TLC의 대표적인 단점이었던 수명을 보완해 주는 3D TLC NAND 양산에 성공하자, 본격적으로 메인스트림 라인업에 3D TLC NAND를 투입하기 시작했습니다. 게다가 적층하는 NAND의 단 수도 늘어가면서 2018년 현재, 메이저 업체들은 거의 다 64단 3D TLC NAND를 양산하는 지경에 이르렀습니다.
64단 3D TLC NAND의 경우 기존 공정이었던 16단, 32단, 48단보다 더 높은 용량, 더 낮은 전력소모와 가격을 실현한다는 장점이 있는데요. 따라서 2017년이 3D TLC NAND 경쟁의 원년이었다면, 2018년 컨슈머용 SSD 시장은 3D TLC NAND를 기본으로 하면서 이 NAND와 컨트롤러를 기반으로 얼마나 경쟁사 대비 높은 성능과 낮은 단가를 구현할 수 있느냐가 주된 관전 포인트가 될 것으로 보입니다.
한편 2018년인 올해, 컨슈머용 SSD 시장 경쟁의 첫 타자는 바로 시장 점유율 4위의 마이크론입니다. 마이크론은 한동안 공정 경쟁에서 도시바는 물론 웨스턴디지털(Western Digital, WD)에도 밀리면서 SK하이닉스와 함께 공동 4위에 머물렀는데요. 작년 말 64단 3D NAND를 양산하기 시작한 후, 처음으로 이 NAND를 사용한 컨슈머용 SSD, MX500을 공개하면서 설욕을 꿈꾸고 있습니다. 오늘 CircuitBoard에서 다룰 SSD 또한 이 제품입니다.
과연 MX500, 마이크론의 역습을 예고하는 신호탄일까요? 아니면 그냥 찻잔 속 태풍일까요?
리뷰를 통해 살펴봅시다.
순차 액세스 성능은 제조사가 발표한 수준을 잘 지켜주고 있었으며, 랜덤 액세스 성능은 제조사 발표 수치보다는 조금 떨어지는 게 아쉽지만, 그럼에도 유사한 가격대의 타사 제품에 비해서는 전반적으로 앞서는 면모를 보여주고 있습니다. 후속작에서는 여기에 만족하지 않고 발표 수치와 일치하는 랜덤 액세스 성능을 보여줄 수 있길 기대합니다.
NAND 관리 효율도 SM2258 컨트롤러가 들어간 제품치고는 매우 높은 편이어서, 특히 성능측정 지표로 많이 인용되는 QD32 액세스 환경에서는 삼성전자와 같은 Tier 1급 제조사의 제품과 비교해도 크게 뒤처지지 않을 정도로 좋은 관리 효율을 보여주었으며, 이는 NAND 수명의 향상으로 이어집니다.
무엇보다도 특히 인상적이었던 것은 대부분의 테스트에서 더티 테스트 여부, 로드(Load) 수준, 온도 등 내/외적 변수에 관계없이 언제나 최상의 환경에서 진행하는 것과 유사한 성능을 내준다는 것이었습니다. 사실 전작인 MX300까지 이어졌던 ‘좀비 SSD’ 의 명성은 마벨 사의 컨트롤러에 기인한 것이라는 게 일반 대중의 생각이었습니다만, MX500 1TB의 경우 마벨이 아닌 실리콘 모션의 SM2258 컨트롤러가 들어갔고, 이 컨트롤러는 현재 NAND와 컨트롤러, 펌웨어 모두 독자제조 or 개발하지 못하는 Tier 4급 제조사들이 애용하는 것으로 알려져 있어서, ‘이번엔 좀비 SSD는 무리가 아닐까’ 하는 것이 CircuitBoard가 가졌던 테스트 이전의 솔직한 생각이었습니다.
하지만 이번 테스트 결과는 마벨 컨트롤러보다는 마이크론의 NAND 및 SSD 연구/제조 역량이 ‘좀비 SSD’ 라는 명성을 만드는 데 더 큰 역할을 했다는 것을 데이터로 말해주고 있습니다. 이 사실은 마이크론에게 두 가지 장점을 안겨줍니다. 하나는 마벨에게 더 이상 브랜드 파워의 상당부분을 의존하지 않아도 된다는 것입니다. 또 다른 하나는 연구개발 및 제조역량이 뒷받침되므로 자사 NAND와 다양한 컨트롤러의 조합을 시도하여 품질개선 혹은 원가절감 중 하나, 혹은 두 가지 모두를 추구할 수 있다는 것입니다.
실제로 MX500은 동일 용량의 MX300에 비해 더욱 저렴해졌고, 유사한 성능의 Tier 1, 2(주 : NAND를 직접 제조하며, 타사 컨트롤러에 자체 펌웨어를 적용하는 SSD 제조사)급 타사 SSD보다 최소 2만원 이상 저렴하고, 비슷한 가격 Tier 4급 제조사의 제품에 비해서는 브랜드 파워와 성능, 기대수명, 보증기간 등에서 앞서는 면모를 보이고 있습니다. 한마디로 정의하자면 ‘동급 최강’ 인 셈입니다. MX500이 이만한 값어치를 하는 데에는 마이크론의 역량이 주된 역할을 했음은 더 말할 필요가 없습니다.
마이크론은 이제 시장에서 보다 더 능동적인 플레이어로서 새롭게 발돋움했습니다. 막 시작된 2018년, 리뷰 작성일 기준으로 앞으로 11개월하고도 3주가 넘게 남았는데, 그 동안 또 어떤 신제품으로 시장을 놀라게 할 지, MX500 1TB를 보면 무엇이 나오더라도, 그만한 가치를 할 것 같다는 기대가 듭니다.
1. 칼같이 들어맞는 순차 액세스 성능, 준수하지만 제조사 발표수치엔 소폭 못 미치는 랜덤 액세스 성능
2. 괴롭혀 봤지만 성능은 거의 그대로. NAND 관리 효율성도 업계 상위권
3. MX500, ‘좀비 SSD’를 넘어서는 가치가 있음.
이 제품을 살 것 같은 사람들
1. ProRes 기반 카메라/레코더를 사용하는 시네마토그래퍼(Cinematographer) – 특히, Atomos Shogun Flame, Ninja Inferno 사용자
2. SSD 기반 노하드 시스템에서 최대한의 가성비를 추구하는 PC방 업주
3. 최소의 비용으로 모든 게임을 최대한 빨리 로딩하고 싶은 하드코어 게이머
리뷰 제품은 아스크텍에서 유통하고 있습니다. 전면에는 정품 스티커와 용량 스티커가 부착되어 있으며, 이 중에서 정품 스티커는 떼어서 제품에 부착해야 정상적으로 A/S가 가능합니다.
리뷰 제품의 용량은 1TB이며, 5년의 보증기간이 적용됩니다. 이는 전작인 MX300이 3년의 보증기간을 제공했던 것에 비해 2년 증가한 수치입니다. 이는 MX300은 32단 TLC NAND를 사용했던 반면, MX500은 64단 TLC NAND를 사용했기 때문으로, 마이크론의 NAND 적층기술 향상에 따른 수명 향상이 매우 크다는 증거이기도 합니다.
패키지를 개봉하면 한장짜리 설명서와 함께 플라스틱 완충 포장에 담겨 있는 MX500이 보입니다.
구성품입니다. 왼쪽부터 차례대로,
1. 설명서/안내서
2. 2mm 스페이서
3. Micron Crucial MX500 2.5″ 1TB
MX500의 외형은 기존 제품인 MX300과 크게 구별이 가지 않는 형상입니다. 알루미늄 재질의 케이스에 MX 로고가 그려진 스티커가 붙어 있습니다.
뒷면에는 제품명, 용량, 일련번호, 인증규격, 생산지가 명시되어 있습니다. 리뷰 제품은 멕시코에서 조립되었습니다. 단 멕시코에는 마이크론 NAND 팹(Fab)이 존재하지 않기 때문에, 기존처럼 싱가포르 소재의 Fab 7과 Fab 10에서 생산된 NAND를 사용했을 가능성이 높습니다.
플라스틱 소재도 곧잘 사용하는 저가형 SSD 제조사와는 달리 알루미늄 소재 케이스 사용으로 깔끔한 외관이 특징입니다.
MX500을 비롯한 대부분의 2.5인치 SSD 분해는 매우 쉽습니다. 측면을 고정하고 있는 나사를 분리하여 케이스를 빼낸 뒤 기판을 고정하고 있는 나사를 분리하는 것이 전부입니다.
제조과정에서 QR코드를 이용하여 제품을 검수/추적하는 것을 태그를 통해 확인할 수 있으며, 기판의 한켠에는 다수의 칩 커패시터와 NW925 64단 TLC NAND 패키지가 8개 실장되어 있습니다. CircuitBoard가 알고 있는 그 어떠한 반도체 데이터베이스에도 등록되어 있지 않은 ‘새 것’ 입니다.
NAND 옆에는 캐시 용도로 사용되는 마이크론제 D9SHD 4Gb(기가비트) LPDDR3 모듈을 확인할 수 있습니다. BX300 등 마이크론의 다른 SSD에서도 쉽게 찾아볼 수 있는 제품입니다.
정작 SSD 컨트롤러가 보이지 않길래 이번에는 기판을 뒤집어 보았습니다. 역시나 뒷면에 숨겨져 있었네요! 앞면과 동일하게 4Gb LPDDR3 버퍼, 8개의 NW925 NAND 패키지가 실장되어 있습니다. 총 8Gb의 버퍼, NAND 패키지당 64GB의 용량인 셈이네요.
256/512GB 모델은 아직 시중에 풀리지 않았기 때문에 추가적인 확인이 필요하겠지만, 총 용량이 훨씬 적기 때문에 단가를 고려, 8Gb보다는 더 적은 용량의 버퍼를 사용할 수도 있습니다.
한편 NAND 중 일부에는 써멀 패드가 부착되어 있었습니다.
컨트롤러는 실리콘모션(Silicon Motion)의 SM2258H 리비전을 채용하였습니다. 32bit CPU, 64bit 버스, SATA 3.1 인터페이스를 사용하며, SM2256에도 있었던 저품질 NAND의 수명을 연장시키는 데에 도움이 되는 NANDXtend™ LDPC ECC 기술 등이 적용되어 있습니다. SM2258 컨트롤러는 마이크론 크루셜의 보급형 제품인 BX300에도 사용된 바 있는 제품인데요.
또한 SM2258 컨트롤러에는 성능과 직결된 SLC 캐싱(SLC Caching)과 Direct-to-TLC 기술이 적용되어 있습니다. SLC 캐싱의 경우 이전 제품인 SM2256에서도 확인할 수 있어 전혀 새로운 기술이 아닙니다만, Direct-to-TLC 기술은 SM2258에서 처음으로 적용되었습니다.
Direct-to-TLC 기술은 엄청나게 대단한 기술도, 완전히 새로운 기술도 아니며, 다만 SLC 캐싱의 효과를 향상시키는 일종의 ‘기법’ 에 가깝다고 볼 수 있습니다.
SLC 캐싱은 MLC/TLC NAND 중 일부를 전송속도가 훨씬 빠른 SLC 캐시처럼 프로그래밍하여 순간 쓰기속도(Burst Write Speed)를 향상시키는 기술입니다. 하지만 SLC 캐시보다 전송해야 할 데이터가 더 많은 경우, SLC 캐시는 컴퓨터로부터 들어오는(Incoming) 데이터를 받는 한편 동시에 다른 TLC NAND에 데이터를 전송해야 하기 때문에 이 과정에서 병목으로 인해 SLC 캐시를 사용하지 않는 경우보다도 지속 쓰기속도(Sustain Write Speed)가 떨어지며 SLC 캐시로 사용되는 NAND의 수명 저하를 유발한다는 문제가 있었습니다.
따라서 SM2258에서는 SLC 캐시가 가득 찼을 경우, 캐시를 더 이상 사용하지 않고 곧바로 TLC NAND에 컨트롤러가 데이터를 기록하게 합니다. 이렇게 되면 순간 쓰기속도가 유지되는 시간이 길어지며, SLC 캐시가 가득 차더라도 성능 저하는 거의 없습니다.
더티 테스트는 게임, 프로그램, 영상, 사진 등 다양한 포맷의 파일로 약 33.8GB만을 남기고 모두 채운 상태에서 진행되었습니다. 더티 테스트는 컨트롤러가 Garbage Collection, TRIM 등 NAND 관리를 위해 쓰이지 않는 공간 중 임의로 할당하는 프로비저닝 (Provisioning)을 최소한으로 허락한 상태에서 진행하는 테스트로서, 최악의 상태에서 컨트롤러의 관리 능력을 간접적으로 가늠할 수 있게 합니다.
CrystalDiskMark 테스트 결과 코멘트
일반적으로 순차 쓰기 성능을 알아볼 때 많이 인용되는 지표인 Sequential Q32T1 테스트의 경우, 제조사가 주장하는 스펙을 아주 칼같이 만족하는 모습을 보이고 있습니다. Random 4K Q8T8 테스트의 경우 SATA기반보다는 주로 NVMe 기반 SSD를 염두에 두고 만들어진 테스트지만, 여기에서도 상당한 수준의 성능을 보여주는 것을 확인할 수 있으며, SATA 기반 SSD를 위한 AHCI 표준이자 체감 성능을 말할 때 많이 인용되는 Queue Depth 32(4K, Q32T1) 테스트에서도 비교적 일관성 있는 속도를 내주고 있습니다. 4K Q1T1 테스트에서도 이러한 기조는 유지됩니다.
일련의 테스트에서 주목할 것이 있는데, 그것은 바로 MX500 1TB가 순간/지속 속도 여부, 더티 테스트 여하에 관계없이 언제나 일정한 속도를 유지한다는 것입니다. 물론 이것은 최근 발매되는 SSD에서 공통적으로 나타나는 특징이지만, 그럼에도 이렇게 편차가 적은 건 마이크론이 MX500 설계 단계에서 NAND 선별은 물론이고 컨트롤러, 펌웨어 튜닝 과정에 공을 꽤 들였음을 의미합니다.
Anvil’s Storage Utilities 테스트 결과 코멘트
SSD 랜덤 액세스 성능 측정시 중요한 지표로 작용하는 QD16 테스트에서, MX500 1TB는 제조사 주장 스펙인 읽기 95K IOPS, 쓰기 90K IOPS보다는 조금 낮은 수치를 보이고 있습니다. 다만 테스트하게 된 샘플은 단 1개이므로, 샘플이나 운용환경에 따라 편차가 있을 수도 있습니다.
한편 더티 테스트의 경우, 랜덤 쓰기 성능은 클린 상태에 비해 거의 차이가 없었지만, 랜덤 읽기 성능은 클린 상태에 비해서 5% 정도의 하락을 보였습니다.
AS SSD Benchmark 결과 코멘트
AS SSD 테스트에서는 다른 테스트에 비해 속도가 소폭 감소한 모습을 보였습니다. 그럼에도 불구하고, 극히 일부 사례를 제외하면 더티 테스트시의 성능, 혹은 장기간 로드시의 성능은 최악의 경우에도 원래 성능의 92% 수준을 유지하는 것이 확인되었습니다.
Blackmagicdesign Disk Speed Test 결과 코멘트
MX500 1TB와 같은 대용량의 SSD를 SD카드마냥 소모품처럼 사용하는 분야가 하나 있습니다. 바로 고급 영상촬영입니다. 특히 최근 컬러 그레이딩이 주목받으면서 카메라뿐 아니라 이를 기록하는 외장 레코더에도 업계의 시선이 쏠리고 있는데, 이 외장 레코더가 2.5인치 SATA SSD를 저장매체로 사용하고 있습니다.
이런 환경에 맞춰 제작된 블랙매직디자인의 디스크 스피드 테스트는 순차 읽기/쓰기 테스트에 최적화된 툴로서, 앞서 시행한 다른 테스트 도구와는 다르게 영상 전문가들을 대상으로 하며, 편집용 영상 포맷에 저장장치가 얼마나 최적화되었는지를 나타내는 지표로 자주 사용됩니다. CircuitBoard는 Dirty 상태의 MX500 1TB에서 테스트 도구가 허락하는 최대치인 5GB 스트레스 테스트를 실시하였습니다.
테스트 결과, MX500 1TB로는 Apple ProRes 422 HQ(최대 220MB/s) 포맷에서 UHD 60fps 영상도 문제없이 촬영/편집이 가능하고, 비록 테스트 목록에는 없어도 ProRes 444 XQ(312.5MB/s)조차 문제없지만, 12-bit 촬영으로 인해 컬러 그레이딩이 용이해 많이 사용되는 Uncompressed cDNG 포맷에서는 실질적으로 UHD 50/60fps 영상의 실시간 촬영/편집은 힘들다는 것을 확인하였습니다.
따라서 영상업계 중에서는 슬로우모션을 활용하지 않는 cDNG 기반 영상 제작자나, ProRes를 저장 코덱으로 활용하는 하이-아마추어들이 MX500 1TB의 주 수요층이 될 것으로 예상됩니다.
Write Amplification Factor 테스트 결과 코멘트
Write Amplification Factor는 호스트 컴퓨터에서 기록하도록 명령한 데이터의 양과 실제로 NAND에 기록된 데이터의 양의 비율을 뜻하는 측정지표입니다. 주로 컨트롤러의 NAND 관리 효율성을 가늠하는 지표로 많이 인용되며, 그 외에도 NAND 액세스 효율 관련 지표이기 때문에 SSD 수명을 예측할 때에도 기초자료로서 이용되기도 합니다. WAF값은 1에 가까울수록 NAND 관리가 효율적으로 이루어진다는 것을 의미하며, 높을수록 비효율적이라는 것을 의미합니다. 일반적으로 순차 액세스보다는 랜덤 액세스 환경에서 WAF값이 높습니다.
CircuitBoard는 Micron의 WAF에 대한 정의와 계산 방법을 이용하여 3회 측정한 평균값을 활용, 샘플 SSD에 대한 WAF값을 도출하였습니다.
측정 결과, MX500 1TB는 Tier 1급 SSD 제조사(주 : NAND Flash부터 Flash 컨트롤러까지 완벽한 공급사슬을 구축하고 이를 자사 제품에 적용하는 회사)의 제품과도 견줄 수 있을 만한 NAND 관리 효율을 보입니다. 상대적으로 순차 쓰기에 대한 관리 효율이 소폭 처지는 것은 조금 아쉬우나, 전반적으로 봤을 때는 우수한 수준의 관리 효율을 갖고 있음을 알 수 있습니다.
이러한 측정 결과는 동일한 SM2258계열 컨트롤러를 사용한 타사 SSD와 비교했을 때 가장 확실하게 알 수 있는데요. 실제로 SM2258 컨트롤러가 사용된 RevuAhn이나, ADATA 제품의 경우 자체 펌웨어 대신 컨트롤러 제조사가 제공하는 펌웨어를 사용하는데, 이들 제품에서는 상대적으로 훨씬 비효율적인 NAND 관리가 이뤄지고 있음을 알 수 있습니다. 높은 수준의 NAND 관리는 NAND Flash 컨트롤러뿐 아니라 NAND 및 그 작동 알고리즘에 대한 이해가 선행되어야 가능하기 때문에, MX500 1TB의 동일 계열 컨트롤러 사용에도 불구하고 높은 관리 효율에는 Micron의 노하우가 개입되어 있다는 것을 미루어 짐작할 수 있습니다.
Diskspd Latency 테스트 결과 코멘트
* 50%-ile : 중위값
* 99%-ile : 하위 1%의 지연시간
Microsoft Technet에서 배포하는 Diskspd는 디스크의 지연 시간을 측정하는 데에 매우 유용한 도구입니다. 측정 결과 순차쓰기 테스트로 분류되는 128K에서도 8ms 정도의 지연시간을 보여주었으며, 일반적인 랜덤 액세스로 분류되는 32K 미만의 데이터 전송작업에서는 2ms 미만으로, SATA 기반 제품 중에서는 준수한 지연시간을 보여주었습니다.
Temperature 테스트 결과 코멘트
온도는 아이들시 41도, 풀로드시 65도를 보여주었으며, 풀로드시 써멀 쓰로틀링으로 인한 성능저하는 관찰되지 않았습니다.
마이크론으로부터 제공되는 Storage Executive는 저장장치를 관리하고, 모니터링하고, 고급 기능들을 이용할 수 있게 해 주는 소프트웨어입니다.
드라이브 세부 정보를 확인할 수 있으며, 마이크론 SSD일 경우 NAND측 기록량을 확인할 수 있습니다.
S.M.A.R.T 정보 또한 확인이 가능하며,
마이크론의 램 캐시에 해당하는 모멘텀 캐시(Momentum Cache) 기능을 사용하여 순간 읽기/쓰기 속도를 증폭시킬 수 있습니다.
오버 프로비저닝(Over Provisioning)은 본래 제조사가 출고시에 임의로 설정하는 프로비저닝(Provisioning, SSD 컨트롤러의 관리 기능을 원활히 사용하기 위해 컨트롤러 전용으로 할당되는 유휴 NAND 용량)을 사용자가 임의로 설정할 수 있는 고급 기능입니다. 이를 통해 가용 용량을 줄이고 안정성과 내구성을 추구할 수도, 반대로 안정성과 내구성은 최소한만 챙기고 가용 용량을 최대화할 수도 있습니다. 권장 설정은 전체 용량의 10%를 프로비저닝으로 할당하는 것입니다.
wakoy
