2020년 2월 19일
SSD (Solid State Drive)
I. SSD의 개요
가. SSD (Solid State Drive)의 개념
- 기존 HDD 역할을 낸드(NAND) 플래시 메모리와 컨트롤러가 대신하여 속도, 무게, 전력 소모 등 향상시킨 반도체 보조기억장치
나. SSD의 특징
특징 | 설명 |
---|---|
회로 유형 측면 | – 낸드 플래시 메모리(비휘발성)로 만든 저장장치 |
적용 단말 측면 | – 모바일 기기에 적합한 차세대 저장장치 |
저장방식 측면 | – 기계적인 원리가 아닌 반도체 칩의 화학적, 전기적 반응 이용 |
높은 I/O 성능 | – 반도체 콘트롤러 이용한 일정한 액세스 시간, 메모리 인터리빙 |
데이터 신뢰성 | – 기계적 지연과 실패율 감소에 따른 높은 신뢰성 |
Green IT 기기 | – PC의 S/W 기동시간 단축, 발열 감소 |
그 외 | – HDD 비해 경량화, 고속 동작, 저소음, 등 장점 |
II. SSD의 구조 및 구성요소
가. SSD의 실제 모양과 구조
SSD의 실제 모양 | SSD의 구조 |
---|---|
![]() | ![]() |
- 메모리 블록, 컨트롤러, 프로세서 등 구성되며 컨트롤러가 성능 좌우
나. SSD의 구성요소
구성요소 | 구성요소의 기능 |
---|---|
임베디드 프로세서 | 플래시 메모리 어플리케이션을 위한 Firmware 구동, 보안 관련 기능 수행 |
호스트 인터페이스 컨트롤러 | 호스트의 명령를 받아 데이터를 읽거나 쓸 논리주소 해석, 데이터 양 결정 |
플래시 컨트롤러 | 플래시 메모리에서 데이터를 DRAM으로 전송하는 DMA 기능을 포함 |
DRAM 컨트롤러 | 호스트와 NAND 플래시 사이 데이터 완충 역할 버퍼 |
오류 제어 | 플래시 메모리 읽기/쓰기 과정에서 잡음, 결함에 의한 오류 감지 및 정정 |
III. SSD 저장 기술에 따른 DRAM 수행 역할
항목 | 플래시 기반 SSD에서의 DRAM | DRAM기반 SSD에서의 DRAM |
---|---|---|
수행 역할 | 캐시/버퍼역할 (작은양 외장형 DRAM) | 저장장소 역할(대용량의 내장형 DRAM) |
역할 수행 개념도 | ![]() | ![]() |
DRAM 사용 이유 | – 쓰기 시 기존 데이터 삭제 후 쓰기 – 읽기/쓰기는 4KB 단위, 삭제는 512KB 단위로 수행하므로 임시 캐시 필요 | – 매우 빠른 데이터 처리 속도 – DRAM 속도는 NAND FLASH 보다 1,000배 이상 고속 – 저장장치로서 DRAM 사용 |
동작 원리 | OS에서 READ 명령 지시 ⓛ 메모리블록에서 4KB 읽기 OS에서 WRITE 명령 지시 ② 메모리 블록에서 512KB를 읽어서 508KB와 다시 쓸 4KB를 DRAM저장 ③ FLASH 메모리 512KB 삭제 ④ DRAM 정보를 읽어서 FLASH에 쓰기 | – 비휘발성 DRAM 보관위해 백업장치 사용 [전원 차단 시] ⓛ 전원공급장치: SSD 전원공급 ② 백업: DRAM SSD 데이터를 백업장치로 [전원 복구 시] ③ 백업장치 데이터를 DRAM SSD로 복사 |
IV. SSD와 HDD 비교
비교 항목 | SSD | HDD |
---|---|---|
처리속도 | 수백 MB / 초 | 수십 MB / 초 |
저장소자 | NAND Flash | Magnetic Disk |
작동방식 | 전자식 | 기계식 |
접근속도 | 0.2ms 수준 (Actuator Arm 없음) | 12.5ms 수준 (Actuator Arm 동작 지연) |
견고성 | 1,500Gs의 충격을 견딤 | 170Gs의 충격을 견딤 |
무게 | 100g 이하 | 100g 이상 |
전력소모 | 1W 이하 | 3W 이상 |
발생소음 | 없음 | 0.3dB 이상 |
제품수명 | 약 1,000,000 시간 이상 | 약 700,000 시간 이하 |
- 운영체제의 파일시스템은 HDD의 디스크 섹터 기반 주소 체계를 사용하지만, SSD는 블록과 페이지 단위로 메모리 셀을 구성하므로 호환성 문제 발생
- SSD는 운영체제의 파일시스템 호환성을 지원하기 위해 FTL (Flash Translation Layer)을 통해 논리적 섹터 구조 지원