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전송 2017-02-24 14:00
[테크닉]

신개념 메모리 옵테인의 HDD 캐싱
인텔 SRT로 미리 살펴보자

인텔은 올해 1월 7세대 코어 프로세서 카비레이크(Kaby Lake)를 출시하였는데 그와 함께 주목 받은 것은 바로 신개념 메모리 옵테인(Optane)이다.

인텔이 마이크론과 공동으로 개발한 3D 크로스포인트(Xpoint) 기술 기반의 옵테인은 낸드플래시보다 이론상 최대 1000배 빠른 속도와 내구성을 지원하고 SSD와 DRAM을 대체하거나 보완할 수 있다고 하여 관심을 끌 만한 요소가 충분하였다.

오직 카비레이크 플랫폼에서만 호환 되며 SSD, 스토리지 캐싱(Caching), DRAM 등으로 제품들이 개발 될 예정인데 첫 제품 출시가 올해 2분기로 정해져 아직 가까이 하기에는 먼 당신이다.

현재 인텔은 몇 가지 제품의 정보를 공개한 상황인데 그 중 일반 소비자용 첫 제품은 16GB와 32GB 용량의 M.2 SSD이고 하드디스크 캐싱 용도라는 점이 특징이다.

 

하드디스크 캐싱 용도로 첫선을 보이는 옵테인



데이터센터용 옵테인 SSD 인텔 DC P4800X 사양

아무래도 '낸드플래시의 1000배 속도'라는 인텔의 거창한 소개 때문에 초고속 SSD나 DDR4 메모리를 대신할 옵테인을 기대하는 이들이 많을 텐데 인텔은 그에 부응하는 제품으로 NVMe SSD DC P4800X를 공개하였다.

PCIe 3.0 x4 NVMe 인터페이스로 연속 읽기 2400MB/s, 연속 쓰기 2000MB/s, 4K 랜덤 읽기/쓰기 55만 IOPS 및 50만 IOPS를 지원해 기존의 낸드플래시 기반 인텔 SSD DC P3700보다 쓰기 성능이 2배 가까이 오른 점이 인상적이다.

다만 DC P4800X는 데이터센터용으로 기획 된 제품이며 앞서 언급한대로 일반 소비자용 첫 제품은 하드디스크 캐싱 용도이다.

 

하드디스크 캐싱은 고속 스토리지인 SSD를 하드디스크 캐시(cache)전용으로 설정하고 자주 사용하는 데이터를 기록해 전반적인 스토리지 성능을 높이는 기술이다.

기본적으로 하드디스크에는 캐시 메모리가 탑재 되어 있지만 64~128MB 정도의 작은 용량이어서 그보다 대용량인 SSD를 캐시로 쓰는 하드디스크 캐싱 기술이 고안 되었으며 아예 캐시용 SSD를 기본 탑재한 하이브리드 하드디스크도 시장에 출시 되었다.

SSD 시장이 활성화 되기 전에는 SSD 가격이 매우 부담 되는 수준이어서 윈도우7 같은 OS 설치도 간신히 할 정도의 저용량 SSD가 다수 존재했으나 활용 방안이 마땅치 않았는데 그런 경우 하드디스크 캐싱은 유용한 기술이 될 수 있다.

 

대표적으로는 인텔의 SRT (Smart Response Technology)가 있는데 이미 6년 전인 2세대 코어 프로세서 샌디브릿지 시절 선보여졌다.

그 당시 인텔은 SRT 전용으로 mSATA SSD 311 시리즈를 출시할 정도로 해당 기술을 밀어줬었는데 지금의 옵테인과 상황이 유사하다.

 

인텔 SRT로 알아보는 하드디스크 캐싱 성능



옵테인을 지원하는 CPU와 칩셋 목록

옵테인은 인텔 7세대 코어 프로세서(카비레이크) 중 코어 i3 / i5 / i7과 Z270, Q270, H270, Q250, B250 C236 칩셋 메인보드로 구성 된 시스템에서만 사용할 수 있다. 올해 1월에 프로세서와 메인보드는 출시 되었으니 올해 2분기에 옵테인 메모리만 출시 되면 비로소 모든 여건이 갖춰지는 것이다.

따라서 아직 옵테인 메모리의 성능을 직접 체감하는 것은 무리지만 간접적으로 알아볼 방법은 있다. 바로 인텔 SRT를 이용하는 것이다. 하드디스크 캐싱 기술이라는 공통점이 있으므로 SRT로 향상 되는 성능을 살펴본다면 옵테인 메모리의 성능이 어느 정도인지 가늠할 수 있을 것이다.

SRT는 카비레이크 공식 지원 칩셋 인텔 200 시리즈까지도 계속 이어졌으며 옵테인 메모리처럼 M.2 SSD도 지원하므로 현시점에서 참고 대상으로 적합하다.

 

보드나라에서는 인텔 코어 i7-6700K (스카이레이크) 프로세서와 ASRock Z270 EXTREME4 디앤디컴 메인보드, 인텔 SSD 530 180GB (M.2 2280, SATA 6Gbps)로 구성한 시스템에서 인텔 SRT 적용 시 하드디스크 캐싱으로 얻는 성능 향상을 알아보았다.

참고로 Z270 칩셋 메인보드는 최소 10만 원 후반대부터 판매 되므로 상대적으로 부담이 적은 B250 칩셋 메인보드를 선택하는 것도 좋다. 같은 ASRock 제품 중에서는 M.2 SSD 소켓 2개와 RAM 슬롯 4개가 제공 되는 ASRock B250M Pro4 디앤디컴 정도가 적당하다.

 

우선 인텔 SRT 기술을 사용하려면 스토리지 연결 설정은 반드시 레이드(RAID) 모드여야 하는데 현재 상태가 AHCI나 IDE 모드라면 변경 후 OS 부팅이 불가능해진다. 따라서 레이드 모드로 변경한 후 OS를 새로 설치하거나 레지스트리 편집기로 관련 값을 따로 변경하는 작업이 필요하다.

그리고 메인보드 제조사가 제공하는 유틸리티 중에서 아무리 찾아봐도 SRT라는 것은 없을 텐데 그 이유는 인텔 RST (Rapid Storage Technology)에 SRT가 포함 되어 있기 때문이다.

인텔 RST 유틸리티를 설치하면 '빠른 스토리지 기술'이라고 표시 되며 SRT는 성능 항목 아래에 '스마트 응답 기술'로 나온다. 현재 SRT로 사용 가능한 SSD 목록이 보이고 최대 64GB까지 하드디스크 캐시 용도로 설정 가능하다. '가속할 디스크 또는 불륨'에서 SRT로 성능을 높이려는 하드디스크를 선택할 수 있다.

향상 모드와 최대화 모드 두 가지가 있는데 향상 모드는 데이터 쓰기 작업을 SSD와 하드디스크 모두 하므로 성능 향상폭이 적고 최대화 모드는 일정한 간격을 두고 데이터를 기록하는 방식이어서 안정성 면에서 불리하다.

테스트에서는 성능 중시형인 인텔 SRT 최대화 모드로 설정하고 일반 상태의 하드디스크, SSD와 비교해보았다. 또한 캐싱 기술이 미리 캐시에 기록해 둔 데이터에 직접 접근해서 속도를 높이는 방식이라는 점을 감안해 인텔 SRT를 비롯해 모든 테스트는 두 번째 결과를 기준으로 삼았다.

 

우선 PC 시스템의 전반적인 성능을 확인할 수 있는 PCMark 7 벤치마크로 테스트를 실시하였다. 개별 스토리지 성능을 비교하기 위해 '세컨더리 스토리지 수트(Secondary Storage Suite)' 항목만 선택하여 테스트를 진행했다.

테스트 결과 인텔 SRT 적용 시 하드디스크만 단독으로 사용한 경우보다 항목 별로 2배 및 4배 정도 스토리지 성능이 높아진 것을 확인할 수 있었다. 비록 SSD 단독 테스트 시보다는 부족했지만 하드디스크와의 격차는 매우 크다. 

 

이어서 크리스탈 디스크마크(Crystal DiskMark) 벤치마크로 테스트를 실시하였다.

순차 읽기 속도만 본다면 거의 SSD에 필적하는 수준이어서 하드디스크와 차이가 매우 큰데 캐시에 데이터가 기록 된 이후부터는 SSD와 동일한 조건이라고 봐도 무방하기 때문이다. 맨 처음 테스트할 때는 SRT를 적용해도 하드디스크와 거의 비슷한 수준이며 하드디스크에 직접 대용량 데이터를 기록하는 순차 쓰기에서는 SRT의 이점이 거의 없다.

그러나 작은 파일을 기록하는 4K 쓰기 성능은 SRT로 SSD 못지 않게 향상 되었는데 그에 따라 파일의 종류나 용량에 따라 캐시에 선별적으로 기록 되고 활용 된다는 것을 알 수 있다.

 

HD Tune Pro 테스트에서는 읽기 속도에서 SRT 적용 시 하드디스크보다 약 37% 빠른 속도로 측정 되었다.

그리고 데이터 접근 속도를 측정하는 액세스 타임은 SRT로 일반 하드디스크보다 80% 이상 빨라진 것으로 나타나 단순히 읽기 속도만 향상 되는 것이 아니라는 점을 알 수 있다.

 

옵테인 메모리로 재조명 되는 하드디스크 캐싱

앞선 테스트들로 하드디스크 캐싱 기술이 제법 효과적이라는 판단을 내릴 수 있는데 이는 옵테인 메모리에 대한 기대감 향상으로 이어진다.

특히 옵테인 메모리 첫 제품은 32GB 모델 기준으로 순차 읽기 속도 1600MB/s, 순차 쓰기 속도 500MB/s의 사양이므로 본 기사에서 SATA3 M.2 SSD를 사용한 SRT보다 높은 성능을 낼 수 있다.

문제는 현재 시장에 출시 된 NVMe M.2 SSD 제품들로 SRT를 적용해도 비슷한 결과가 나올 수 있다는 점인데 대부분 옵테인 메모리와 달리 기본 스토리지 용도로 기획 되었기 때문에 하드디스크 캐싱 전용으로 쓰는 것은 낭비에 가까우므로 나름의 경쟁력은 있을 것으로 예상한다.

솔직히 대용량 SSD를 구매하는 것이 속편할 수 있겠지만 현실적으로 하드디스크를 완전히 대체하기 힘든 상황이므로 옵테인을 이용한 하드디스크 캐싱은 적은 투자로 전반적인 스토리지 성능을 높여주는 효과를 기대할 수 있다.

아직 옵테인 메모리의 가격이 공개 되지 않은 점이 걸리는데 16GB와 32GB라는 용량을 감안한다면 소비자들이 입부터 쩍 벌리는 터무니 없이 높은 가격이 책정 되지는 않을 것으로 생각한다.

일단 나와봐야 평가할 수 있을 테지만 현재의 SRT보다 확연히 나은 효율을 보인다면 옵테인은 첫 단추를 성공적으로 끼울 수 있을 것이다.

  태그(Tag)  : PC 메모리, 인텔, 마이크론, SSD, 하드디스크
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  방수호 기자 / 필명 스캐빈저 / 스캐빈저님에게 문의하기 scavenger@bodnara.co.kr
좋아하는 것을 직업으로 삼으면 삶의 낙이 사라진다는 말을 들어봤지만 보드나라의 일원이 되었다. 그 말은 분명 사실이었지만 더 빨리 보드나라 기사를 접할 수 있어서 큰 후회는 되지 않는다.
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2014년부터 어려운 이야기를 쉽게 하는 것으로 편집방침을 바꿉니다.

인생한방 pkwangn님의 미디어로그 가기  / 17-02-24 15:02/ 자국/ 신고/ 이댓글에댓글달기
테크니컬한 부분을 이해하려면 시간이 좀 거리겠지만..
기존의 씨게이트 SSHD하고 기본적인 메카니즘은 비슷한거 같네요.
옵테인이 이런식으로 보조적인 역할이라면 그다지 인기를 끌지는 못할거 같다는 생각입니다.

꾸냥 / 17-02-26 13:29/ 자국/ 신고/ 이댓글에댓글달기
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옵테인이 낸드보다야 빠르겠지만 체감 정도가 얼마나 될지가 관건이겠죠
별 차이없을꺼라 예상되긴 합니다만...
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