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기술 관련 식견 솔리드 스테이트 하이브리드 드라이브의 Adaptive Memory Technology

Seagate Adaptive Memory 기술은 빠른 부팅 시간과 데이터 무결성이라는 랩톱의 성능에 대한 사용자의 두 가지 중요한 니즈를 충족시켜 줍니다.

시장 조사 업체인 IHS iSuppli에 따르면, 2016년까지 하드 디스크 드라이브(HDD) 출하량은 크게 증가하여 총 5억 7510만개에 달할 것으로 예상됩니다. 의심할 바 없이 하드 드라이브 기술은 용량의 지속적으로 증가와 더불어 오늘날의 첨단 마이크로프로세서의 고성능을 실현하면서 지난 수년간 엄청난 발전을 해왔습니다. 하지만 컴퓨터 처리 능력이 2년마다 두 배씩 증가함에 따라 사용자들은 빠른 성능을 달성하고 현대적인 마이크로프로세서 기술을 최대한 활용하기 위해 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)의 채택을 확대화 해왔습니다.

그럼에도 불구하고, 더 빠른 것으로 여겨지는 SSD의 성능은 관련 비용과 HDD에 비해 제한적 용량으로 인해 빛이 바래지고 있습니다. 솔리드 스테이트 하이브리드 드라이브(SSHD)의 등장으로 소비자들은 이제 단일 장치에서 최적화된 성능과 높은 용량을 달성할 수 있습니다.

SSHD 기술 및 기타 하이브리드 드라이브 솔루션

SSHD 기술은 하드 드라이브의 대용량과 솔리드 스테이트의 성능을 통합하는 최신의 방법을 나타냅니다. SSHD는 SSD에서 사용되는 것과 같은 솔리드 스테이트 메모리를 HDD에서 볼 수 있는 회전식 메모리와 결합합니다. 솔리드 스테이트의 작고 적당한 양의 메모리 또는 NAND 플래시를 핵심 드라이브의 코어 아키텍처에 통합함으로써 SSHD는 SSD의 성능 이점과 HDD의 저장 용량을 전통적 드라이브보다 단지 약간 더 높은 가격에 제공합니다. SSHD는 SSD에서 사용할 수 있는 것 보다 훨씬 더 큰 용량에 속도는 비교 가능한 7200-RPM 하드 드라이브보다 최대 4.5배 더 빠릅니다.

과거에는 하이브리드 드라이브 솔루션의 추가는 한 대의 컴퓨터 시스템에 SSD와 HDD를 비 통합적인 방식으로 결합하는 것을 의미했습니다. 이와 같은 시스템은 다양한 방법으로 제어됩니다.

듀얼 드라이브 하이브리드 솔루션은 하나의 노트북 또는 데스크탑 컴퓨터에 설치되는 별도의 SSD 및 HDD 장치를 사용합니다. 호스트 소프트웨어는 이러한 시스템의 전반적인 성능 최적화를 관리합니다. Apple 컴퓨터의 Fusion Drive는 듀얼 하이브리드 솔루션의 한 예입니다.

플래시 캐시 모듈(FCM) 또한 별도의 SSD 및 HDD 구성요소를 결합하고 호스트 소프트웨어, 장치 드라이버 또는 이 둘의 조합을 사용하여 성능 최적화를 관리합니다. FCM은 흔히 Intel의 Smart Response Technology(SRT)와 함께 사용됩니다. 특정 Intel 칩셋은 Intel 스토리지 드라이버와 함께 시스템 내에서 SRT를 구현합니다. 대부분의 FCM은 노트북 컴퓨터 시장에서 사용됩니다.

이러한 하이브리드 드라이브 카테고리의 각 제품에서는 핫 데이터, 즉, 성능 향상과 가장 직접적으로 관련된 데이터를 NAND 플래시 또는 스토리지 아키텍처의 SSD 부분에 배치함으로써 향상된 성능과 대용량의 스토리지 가용성의 균형이 달성될 수 있습니다. 따라서 핫 데이터의 효율적 처리를 위한 메커니즘이 마련되어야 합니다. Seagate® SSHD에서는 Adaptive Memory™ 기술이 이와 같은 메커니즘의 역할을 합니다.

Adaptive Memory 기술

Seagate는 SSHD 기술을 도입할 때, 데이터 사용을 추적하고 자주 사용되는 데이터를 장치의 빠른 솔리드 스테이트 부분에 저장할 수 있도록 우선 순위를 설정하기 위한 고급 알고리즘 집합을 만들었습니다. Adaptive Memory 기술의 기초를 이루는 이 알고리즘은 시간이 지남에 따라 서로 다른 애플리케이션이 새로운 데이터를 요청함에 따라 데이터 우선순위를 변경하도록 고안되었습니다.

펌웨어를 통해 Seagate SSHD의 내부에 구현된 Adaptive Memory 기술은 자율 학습 기술이라고도 부릅니다. 그 이유는 호스트 또는 관련 스토리지 장치 드라이버의 어떤 영향도 없이 SSHD가 NAND 플래시 메모리에 어떤 데이터를 저장할 것인지를 지능적으로 결정하기 때문입니다. Adaptive Memory 기술은 호스트 수준의 성능 향상을 위해 중요한 데이터를 가려내고 이러한 데이터 요소를 HDD 스토리지로부터 NAND 플래시 메모리로 이전함으로써 작동합니다.

Adaptive Memory 기술은 전적으로 드라이브 내부에서 작동하므로, 데이터 요소가 솔리드 스테이트 메모리와 전통적 HDD 중 어느 것에 의해 가장 적절히 처리될 수 있는지에 대한 직접적 지식을 가지고 있고, 이 지식을 바탕으로 데이터를 NAND 플래시로 이전할 수 있습니다. 예를 들어, 컴퓨터의 부팅, 재시작 및 절전 모드와 관련한 데이터 요소와 자주 요청되는 기타 데이터는 솔리드 스테이트 메모리에 저장되도록 우선 순위가 정해집니다. 하지만 비디오 또는 오디오 데이터 파일의 경우와 같은 길고 순차적인 데이터 스트링은 NAND 플래시에 저장되는 혜택을 받지 못합니다.

SSHD 통합 아키텍처의 장점

앞서 언급한 바와 같이, 플래시 캐시 모듈(FCM) 내에서의 Intel의 Smart Response Technology(SRT)의 사용은 성능 향상 및 대용량의 유지를 위해 SSD 및 HDD 기술을 결합하는 또 다른 방법을 제공합니다. 새로운 SATA I/O 명령 집합의 확장을 통해 Seagate SSHD 제품에서도 곧 SRT를 상업적으로 사용할 수 있게 되지만, SRT가 탑재된 현재의 시스템은 별도의 HDD 및 SSD 구성요소를 사용하여 구현됩니다.

FCM에서 SRT를 구현하기 위해, RAID 구성에서 별도의 SSD 및 HDD 구성요소를 구성하는 데 특정한 Intel 마이크로프로세서 및 칩셋이 사용됩니다. 결합된 장치들 사이의 모든 통신은 SATA 인터페이스를 통해 관리됩니다.

반면에, SSHD의 통합 디자인은 NAND 플래시와 HDD 미디어 사이의 모든 통신이 호스트 시스템으로부터 독립적으로 관리되게 합니다(그림 1). 이와 같은 통합 디자인은 FCM에 비해 몇 가지 뚜렷한 이점이 있습니다:

통합 및 배치: SSHD가 표준 HDD 폼 팩터를 중심으로 설계되기 때문에, 시스템에 더 쉽게 통합되고 추가 공간을 요구하지 않습니다. 또한 SSHD는 일반 HDD와 똑같이 기능하기 때문에 배치가 아주 쉽습니다.

비용: 또한 커넥터의 수가 적어지고 특정 구성 요소가 필요 없어짐에 따라 SSHD 설계는 FCM에 비해 총 비용을 줄여줍니다.

데이터 무결성: SSHD는 데이터 분리의 위험성이 더 낮습니다. FCM은 개별 SSD 및 HDD 장치들 사이의 데이터 이동을 위해 SATA 인터페이스를 사용하므로, 데이터 스토리지의 분리는 정전 또는 장치 고장 시나리오에서 데이터 손실의 위험을 높입니다.

SSHD와 FCM의 비교: SSHD는 통합되어 있으며, FCM에 비해 여러 장점이 있습니다.

SSHD와 NAND 플래시 – 얼만큼이면 충분한가?

SSHD의 잠재 사용자들 사이에 공통된 우려는 장치에 배치되는 NAND 플래시의 상대적으로 적은 양과 관련이 있습니다. Seagate는 기술의 핵심으로써 성능 캐시로 8GB의 NAND 플래시를 사용합니다. Adaptive Memory 기술은 어떤 데이터가 상대적으로 적은 양의 플래시 메모리에 저장될 것인지를 선택하는 두뇌입니다.

따라서 핵심 질문은 다음과 같습니다. 8GB의 NAND 플래시는 최종 사용자 및 컴퓨터 제조 업체의 요구를 충족하기에 충분한가? 대부분의 컴퓨터 사용자들에게 이 질문에 대한 대답은 전적으로 예스입니다. 대부분의 컴퓨터 작업 부하가 성능을 달성하기 위해 저장된 전체 데이터의 비교적 적은 양에 의존하기 때문입니다. 이것은 모든 형태의 하이브리드 스토리지의 바탕이 되는 핵심 개념이며, 문서 편집, 이메일, 스프레드시트와 같은 일반적인 PC 애플리케이션이나 클라이언트 또는 클라우드 기반 애플리케이션이 대량의 또는 자주 변경되는 데이터 세트에 의존하지 않는다는 사실을 통해 설명될 수 있습니다.

물론 이와 같은 규칙에는 예외가 있습니다. HD 비디오 편집이나 CAD(computer-aided design)는 빠르게 변하는 대량의 데이터 세트를 사용하는 두 가지 유형의 컴퓨터 응용 프로그램입니다. 이와 같은 응용 프로그램은 SSHD 기술의 혜택을 크게 받지 않을 것입니다.

결론

지속적으로 향상되고 있는 마이크로프로세서 기술은 향상된 스토리지 성능에 대한 시장의 요구를 계속 촉진하고 있으며, 스토리지 용량에 대한 수요는 매년 50% 이상 증가하고 있습니다. SSD는 스토리지 시장에서 도입이 가속화되고 있기는 하지만, 전통적인 하드 드라이브의 비용 효율성과 용량 혜택을 제공하지 않습니다.

SSHD 기술은 고속, 고밀도 및 높은 신뢰성을 지닌 스토리지 솔루션에 대한 요구를 충족하는 데 도움이 됩니다. NAND 플래시 메모리와 HDD 스토리지를 최대한 활용하기 위해 Adaptive Memory 기술을 사용함으로써 SSHD는 속도와 용량의 이상적인 조합을 제공합니다. 이제 모든 주요 HDD 제조업체들이 채택하고 있는 SSHD는 성능, 용량 및 가격의 경쟁력 있는 균형을 지속적으로 제공할 것입니다.

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