3. 840 EVO 120/ 500GB 성능
삼성전자 (SAUMSUNG) 840 EVO는 전작인 840과 같은 TLC 낸드 플래시 (NAND Flash)를 기반으로 만들어지지만 더욱 미세한 19nm급 공정을 도입해 저장 용량을 최대 2배로 늘리고 TLC의 약점 중 하나인 쓰기 속도 개선을 위해 SSD 컨트롤러 클럭 향상 및 터보 라이트 (TurboWrite), Rapid 기능을 추가로 지원한다.
이러한 향상을 통해 840 EVO는 840 대비 소폭의 순차 읽기 향상, 쓰기 속도는 최대 3배까지 향상한 것으로 알려졌는데 기본 성능과 함께 성능 향상을 위해 도입한 두 가지 기술에 대해 살펴봤다.
SSD 성능 테스트 시스템 및 테스트 제품 소개
SSD 성능 테스트에는 삼성전자 830/ 840 Pro/ 840 EVO 120GB/ 500GB, 샌디스크 익스트림 II (Sandisk Extreme II) 240GB, 인텔 520 SSD 240GB를 이용했다.
삼성전자는 830시리즈부터 ARM 기반으로 독자 설계한 SSD 컨트롤러를 적용하고 있는데 이번 840 EVO는 840시리즈 후속으로 MEX 3코어 ARM 기반 Cortex-R4 SSD 컨트롤러를 장착했다.
샌디스크 익스트림 II 240GB는 최근 많은 SSD 제조사가 적용하고 있는 SATA3 지원 마벨 (Marvell) 88SS9187 컨트롤러, 인텔 520은 샌드포스 컨트롤러 (SandForce SF-2281)를 사용한다. 샌드포스 컨트롤러는 고유의 실시간 데이터 압축 알고리즘을 사용해 압출률이 높은 파일의 입출력 성능을 높이고 실제 데이터를 압축해 낸드 플래시에 더욱 적은 데이터를 기록해 수명을 증가하는 효과가 있다.
삼성전자 840 EVO SSD
성능 유지를 위해 SATA는 AHCI로 통일했으며 코어 i7 4770K (3.5GHz)와 기가바이트 (GIGABYTE) GA-Z87-HD3, 삼성전자 PC3-12800 (DDR3-1600MHz) 4GB x 2, 엔비디아 (NVIDIA) 지포스 GTX 780 3GB 레퍼런스를 이용했다.
이번 테스트는 SATA3 (6Gbps)로 동작하도록 연결해 테스트를 진행했으며 Crystal Disk Mark와 PCMark 7/ PCMark 8 스토리지 벤치마크를 이용했다. Crystal Disk Mark는 0과 1 데이터를 랜덤으로 사용하는 기본 테스트와 0과 1을 각각 이용해 동일 데이터 입출력 성능을 측정하는 0fill과 1fill 측정 방식을 제공한다.
순차 읽기 향상, 쓰기 성능은 최대 3배 높아져
840 EVO 시리즈 2종은 840시리즈에서 턱없이 부족했던 쓰기 성능을 보완한 것이 특징으로 SSD 이론상의 성능을 측정하는 CrystalDiskMark 테스트에서 스펙을 반영하듯 성능 향상이 이루어졌다.
840 EVO 120GB는 830 256GB에 근접한 성능, 840 EVO 500GB (순차 읽기와 쓰기 540MB/s, 520MB/s, 840 500GB는 540MB/s, 330MB/s)는 840 Pro 256GB에 근접한 순차 읽기와 쓰기 성능을 제공했다. 스펙상으로 840 EVO 120GB (순차 읽기와 쓰기 540MB/s, 410MB/s)는 840 120GB (순차 읽기와 쓰기 530MB/s, 130MB/s)보다 순차 읽기와 쓰기 성능이 향상되었고 4K 및 AHCI 상의 성능을 다루는 4K QD32 결과도 이들 스펙에 근접했다. 4K는 작은 크기의 파일을 다루는 테스트로 운영체제나 게임 설치 등 많은 파일을 다루는 성능에 영향을 준다.
벤치마크 테스트에서 840 EVO 시리즈는 순차 읽기 소폭 향상과 함께 TLC 적용으로 인한 순차 쓰기 성능이 120GB 제품군의 경우 최대 3배가 늘어났으며 500GB도 순차 쓰기 성능이 개선되었다. 4K와 4K QD32 처리 성능도 향상되었다.
하지만 어디까지나 벤치마크는 기본 성능 특성을 반영해 기본 스펙을 확인 가능한데 여기에 추가로 실제 사용환경을 테스트하는 PCMark 8을 이용해 성능을 확인했다.
PCMark 8 테스트 중에서도 저장장치 테스트를 이용해 진행했는데 840 EVO 2종과 840 Pro, 샌디스크 익스트림 II 240GB는 마이크로소프트 (MS, Microsoft) 오피스 (Office)나 어도비 (Adobe) 포토샵이나 일러스트레이트 및 게임 등의 작업에서는 각 SSD별 성능은 대동소이했다. 스토리지 대역폭에서는 SSD별 성능 차이가 발생했으며 840 Pro 256GB, 840 EVO 500GB 두 제품이 높았고 840 EVO 120GB와 샌디스크 익스트림 II 240GB가 서로 유사한 대역폭을 제공하는 것으로 확인된다.
터보 라이트와 RAPID, 캐시 용량 넘어서면 성능 저하
삼성전자는 840 EVO 시리즈에 TLC 낸드 플래시 사용으로 인한 성능 저하, 특히 쓰기 성능 저하를 보완하기 위해 터보 라이트 (TurboWrite)와 Rapid 기능을 도입했다. 터보 라이트는 예비 영역을 버퍼로, Rapid 기능은 소프트웨어인 삼성 매지션을 이용해 시스템 메모리 용량을 캐시로 활용해 성능을 높인다.
두 기술은 구현 방법은 다르지만, 메모리를 일종의 버퍼 역할로 사용하기 때문에 정해진 버퍼 용량을 넘어설 경우 성능 저하가 발생하며 기본 스펙에 가까운 성능으로 다시 돌아가는 약점이 있다. 하지만 버퍼 영역을 넘어서는 작업이 빈번하지 않거나 자주 사용하는 데이터가 활용되면 그만큼 성능 향상을 얻을 수 있다.
840 EVO 터보 라이트 (1GB/ 2GB/ 4GB 테스트)
840 EVO는 테스트에 사용한 120GB는 3GB를 터보 라이트 영역으로 500GB는 120GB의 2배인 6GB를 예비 영역 (오버 프로비저닝, Over-Provisioning)으로 활용한다. 두 SSD 모두 CrystalDiskMark 테스트를 이용해 1GB, 2GB, 4GB를 순서로 테스트하자 120GB는 3GB 영역을 활용하므로 2GB까지는 512K 쓰기에서 성능 저하가 확인되었고 4GB를 테스트하자 4K 등에는 저하가 없었지만 순차 쓰기 및 512K 쓰기는 하락되고 있는 것을 확인할 수 있다. 반면 6GB를 제공하는 500GB는 4GB 테스트에서도 512K 쓰기가 약간 하락된 것을 제외하면 전체 성능 저하가 적은 것을 알 수 있다.
이는 활용하는 환경에 따라 성능이 달라질 수 있다는 것을 의미하며 고용량보다 작은 파일을 빈번하게 활용하는 경우가 많으면 예비 영역을 활용해 성능을 유지할 수 있으며 반대로 파일이 큰 고용량 위주의 작업이 많으면 버퍼 용량을 넘어설 가능성이 높아 성능이 하락이 보다 빠르게 이루어질 것으로 예상된다. 버퍼 영역을 넘어서는 작업이 빈번하면 그만큼 체감 성능 향상이 높지 않을 수도 있다는 것을 의미한다.
840 EVO 기본 성능 vs RAPID 성능
이론상의 성능을 확인 가능한 CrystalDiskMark에서 시스템 메모리를 캐싱으로 활용하는 Rapid 모드를 활성화하자 흡사 램디스크 (Ramdisk)를 사용하는 것과 같은 높은 읽기와 쓰기 성능을 구현 가능했다. 이는 시스템 메모리를 캐시로 활용하고 이에 더해 앞서 살펴본 터보 라이트 기술이 더해지면서 가능해지며 자주 사용하는 어플리케이션이나 게임 로딩 등의 환경에서 성능 향상을 체감할 수 있을 것으로 예상된다.
실제 사용 환경을 반영한 PCMark 7과 PCMark 8 테스트는 Rapid 모드 적용에 따른 환경을 체감할 수 있는데 특히 PCMark 7에서 확인되듯이 Rapid 모드가 적용되면 전반적인 어플리케이션 시작이나 게임 로딩 등과 같은 환경에서 성능 향상을 얻을 수 있다.
840 EVO RAPID 모드 (1GB/ 2GB/ 4GB)
840 EVO의 Rapid 모드 역시 터보 라이트와 같이 시스템 메모리 일정 영역을 캐시로 활용하기 때문에 캐시 용량을 넘어서는 환경에서는 성능 저하가 따른다. 실제 환경에서는 시스템 메모리가 여러 부분에 관여 하는데 이중 일부 메모리가 Rapid 모드의 캐시 영역으로 활용되는 만큼 어플리케이션에 따라서는 성능 저하가 크게 발생할 가능성도 있다.
최근 8GB 이상의 시스템 메모리를 활용하는 사용자가 늘어났지만 시스템 메모리가 넉넉하지 않다면 Rapid 모드는 성능 저하의 원인으로 작용할 수도 있다.
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