7. 네이티브 SATA2/3 vs 서드파티 외부 SATA2/3
이번 장에서는 네이티브 SATA2/ 3 인테페이스와 별도로 장착되는 외부 SATA2/ 3 인터페이스 간의 성능을 비교했다.
일반적으로 네이티브 방식은 칩 자체에 통합된 SATA 컨트롤러를 이용하는 만큼 지연시간이나 데이터 전송 효율 등에서 더 유리하다. 그러나 별도로 장착되는 외부 컨트롤러는 주로 사우스브릿지의 PCI-Express x1 인터페이스를 이용해 연결되는 과정이 필요하기 때문에 한단계를 더 거쳐 CPU와 통신하게 된다. 따라서 네이티브 방식보다 성능이나 효율이 떨어질 수밖에 없다.
네이티브 SATA3 vs 외부 SATA3 컨트롤러
[인텔 Z68의 SATA3 (좌)/ Marvell 88SE9128 SATA3 (우)]
기가바이트 GA-Z68XP-UD3-iSSD는 인텔 Z68 칩셋과 SATA3 (6Gbps)를 지원하는 마벨 (Marvell) 88SE9128 외부 SATA 컨트롤러가 추가로 제공한다. 마벨 SATA3 컨트롤러는 인텔 Z68의 PCI-Express 2.0 x1 레인 (Lane)과 연결되어 최대 500MB/s의 대역폭을 제공하며, 네이티브 SATA3는 6Gbps (600MB/s), 네이티브 SATA2는 3Gbps (300MB/s)의 대역폭을 각각 제공한다.
인텔 Z68의 네이티브 SATA2/ SATA3와 외부 SATA3 컨트롤러인 마벨 88SE9128 사이의 성능을 비교하면 외부 SATA3 컨트롤러는 네이티브 SATA2 보다 대역폭이 늘어난 만큼 SATA3 SSD의 성능을 이끌어 냈으나 네이티브 SATA3 보다는 대역폭이 부족한 만큼 순차읽기의 이론 성능인 450MB/s와의 격차는 더 늘어났다. 순차쓰기는 SATA2 대역폭으로도 성능을 내줄 수 있기 때문에 네이티브나 외부 SATA 컨트롤러 사이에 큰 차이가 없다.
기가바이트 G1.Assassin 2 (X79)에는 마벨 88SE9172 SATA3 컨트롤러가 장착되는데 이 컨트롤러 역시 Z68에 장착된 마벨 88SE9128 SATA3 컨트롤러와 별반 차이없는 성능을 제공한다.
따라서 SATA3 대역폭에 준하는 SSD가 등장하고 있는 만큼 고속의 SSD 사용을 위해서는 네이티브 SATA3를 권장하며, 마벨 88SE9128/ 88SE9172 SATA3 컨트롤러는 성능이 저하되기는 하지만 SATA2 대역폭을 충족하는 SSD는 대역폭 문제를 크게 염려하지 않아도 될 것으로 예상된다.
네이티브 SATA2 vs 외부 SATA2 컨트롤러
[인텔 X58 SATA2 (좌)/ 기가바이트 SATA2 (JMicron JMB363) (우)]
[AMD 790FX (SB750) SATA2 (좌)/ JMicron JMB322 (우)]
기가바이트 GA-X58A-UD3R (X58 + ICH10R)과 기가바이트 GA-790FXT-UD5P AM3 (AMD 790FX + SB750)에는 각각 기가바이트 SATA2 (JMicron JMB363)과 JMicron JMB322 SATA2 컨트롤러가 장착된다.
기가바이트 GA-790FXT-UD5P AM3는 기가바이트 SATA2 (JMicron JMB363) 컨트롤러를 통해 JMicron JMB322 SATA2 컨트롤러 2개가 연결되며, 기가바이트 SATA2 컨트롤러는 PCI-Express 2.0 x1 레인으로 사우스브릿지인 SB750과 연결된다.
공통적인 부분은 JMicron JMB363/ JMB322 컨트롤러가 사용되는 것인데 이들은 SATA2 인터페이스를 지원함에도 네이티브 SATA2 방식보다 성능이 크게 떨어졌다.
앞서의 마벨 컨트롤러보다 구형 SATA2 컨트롤러임을 고려하더라도 성능 저하가 크므로 하드디스크 (HDD)에서는 큰 문제가 안될 것이나 SSD 장착을 위해서는 네이티브 SATA2를 이용하는 편이 유리하다. JMB322 컨트롤러 2개는 기가바이트 SATA2 (JMicron JMB363)를 거쳐 한번 더 분할 되는 방식이므로 대역폭이 추가로 더 하락된다.
기가바이트 P55, 그래픽 PCIe 2.0 x8 레인을 빌려 대역폭 확보
[PCIe Gen1으로 기본 동작, 그래픽 x8 Lane을 빌려 PCIe Gen2로 동작]
외부 SATA 컨트롤러는 주로 사우스브릿지의 PCI-Express x1 레인으로 연결되어 대역폭이 부족하게 되는데 P55 칩셋에서는 특히 PCI-Express 1.x 규격으로 연결되어 외부 SATA 및 USB 3.0 컨트롤러의 성능을 제대로 내주지 못했다.
기가바이트는 P55에서 발생된 대역폭 부족 문제를 해결할 수 있도록 그래픽용 레인을 빌려 대역폭을 확보했고 경쟁 제조사 일부는외부 레인 확장 스위치 (PLX Technology PEX8613)로 대역폭을 확보했다.
[P55 칩셋의 SATA2 (3Gbps)]
[Marvell 88SE9128 SATA3 (좌)/ 88SE9128 SATA3 Turbo (우)]
기가바이트 P55 기반 메인보드인 P55A-UD3R (P55)는 PCI-Express 1.x 규격 (PCIe Gen1)의 x1 레인 8개를 제공하며, 이때 외부 SATA 컨트롤러 장착시 250MB/s의 대역폭을 제공하므로 SATA2 (300MB/s)와 SATA3 (600MB/s)을 만족하지 못하기 때문에 병목현상이 발생된다.
기가바이트는 이렇게 발생되는 병목현상을 줄이기 위해 그래픽용 x8 레인을 빌려와 외부 컨트롤러의 대역폭을 늘려준다. 바이오스 메뉴에서 Turbo SATA3/ USB 3.0을 활성화해주면 그래픽 레인을 활용해 PCIe Gen2로 동작해 필요한 대역폭을 추가로 확보한다.
Turbo SATA3/ USB 3.0를 비활성화할 경우 네이티브 SATA2보다 낮은 성능을 제공하는 것이 확인되나 활성화하면 SATA3 인터페이스 지원 마벨 88SE9128 컨트롤러의 성능을 이끌어낼 수 있다. 물론 네이티브 SATA3와 비교하면 성능이 부족하지만, 기존 네이티브 SATA2 대비 향상된 성능을 제공한다.
[영상] 대만과 한국의 PC부품 메인보드 그래픽카드, 제조사 흥망사 통합본 (1~4편) 
