[고든 정의 TECH+] 하나씩 등장하는 삼성전자 PCIe 5.0 SSD

현재 SSD 시장에서 점유율 1위 기업은 삼성전자입니다. 주로 데이터 센터에 들어가는 고성능 서버용 SSD 시장에서도 점유율이 40%에 달합니다. SSD의 가장 중요한 부품인 낸드 플래시 메모리 시장에서 시장 점유율 30% 이상으로 1위인 만큼 SSD 시장에서도 1위를 하는 게 자연스러운 결과일 것입니다. 그런 삼성전자가 최초의 기업용 PCIe 5.0 SSD인 PM1743(사진)을 선보였습니다.

PCI express (PCIe) 규격은 그래픽 카드처럼 매우 많은 데이터를 빠르게 주고받아야 하는 장치를 지원하기 위해 2003년에 등장했습니다. PCIe 규격은 버전을 하나씩 올릴 때마다 보통 속도가 두 배 정도 빨라졌는데, 2019년에 발표된 PCIe 5.0 확정 규격에서는 레인(lane) 당 32GT/s의 속도를 자랑합니다. SSD에 주로 사용되는 PCIe 5.0 x4 (4 lane)는 15.754GB/s, 그래픽 카드에 사용되는 x16에서는 63.015GB/s이 속도를 지원하는 것입니다.

삼성 PM1743는 13GB/s의 연속 읽기 속도와 6.6GB/s의 연속 쓰기 속도를 지원하는데, PCIe 5.0 x4이 지원하는 대역폭을 거의 다 쓰고 있다는 점을 알 수 있습니다. PCIe 4.0 x4 기반인 전 세대 모델보다 1.9배 정도 속도가 빨라졌다는 이야기는 인터페이스 진화에 따라 최대 대역폭에 근접한 성능을 계속해서 내고 있다는 의미이기도 합니다.

용량은 1.92TB에서 15.36TB로 전 세대 모델과 동일하지만, 최고 속도가 두 배 빨라졌을 뿐 아니라 동일 전송 데이터 당 전력 소모는 30%가량 감소한 만큼 막대한 데이터를 실시간으로 처리하면서도 전력 소모를 줄여야 하는 데이터 센터에 큰 도움이 될 것으로 보입니다.

그런데 중요한 점은 현재 시장에 나와 있는 서버 중에는 PCIe 5.0 SSD를 제대로 지원하는 제품이 없다는 것입니다. 이 문제는 내년 상반기에 PM1743와 함께 등장할 인텔 사파이어 래피즈(Sapphire Rapids) 제온 프로세서를 통해 해결할 수 있습니다. 데스크톱 CPU인 앨더 레이크(12세대)의 서버 버전인 사파이어 래피즈는 서버 제품으로는 처음으로 고성능 메모리인 DDR5를 적용하고 PCIe 5.0 인터페이스를 사용해 메모리와 스토리지 성능을 크게 끌어올렸습니다.

인텔의 기술 이니셔티브 부문 책임자인 짐 파파스에 의하면 언론 공개 이전에 이미 PM1743를 테스트했다고 합니다. 이를 통해 삼성전자는 최초로 개발한 PCIe 5.0 SSD가 제대로 작동하는지 검증할 수 있고 인텔 역시 AMD에 반격하기 위해 칼을 갈고 개발한 차세대 프로세서의 스토리지 성능을 확인할 수 있습니다. 물론 AMD 역시 PCIe 5.0 지원 제품을 내놓을 예정이기는 하나 PCIe 4.0 적용에는 한발 늦었던 인텔이 이번에는 반대로 한발 앞서가면서 서버 시장에서 다시 유리한 상황에 놓이게 됐습니다.

물론 빠른 SSD는 데이터 센터뿐 아니라 일반 소비자에게도 유용한 제품입니다. 올해 봄 마벨은 PCIe 5.0 SSD 컨트롤러를 공개한 바 있고 SSD 제조사 중 하나인 ADATA는 최근 나이트호크(Nighthawk)와 블랙버드(Blackbird)라는 일반 소비자용 PCIe 5.0 SSD(M.2)를 개발하고 있다고 발표했습니다. 구체적인 스펙과 가격, 출시 일정 등 자세한 정보는 공개하지 않았지만, ADATA 측에 의하면 최고 읽기 속도는 가장 빠른 PCIe 4.0 x4 SSD의 두 배인 14GB/s에 달합니다.

하지만 PCIe 4.0 SSD가 나온 후에도 현재 판매량 상위권에 있는 SSD는 상당수가 PCIe 3.0 기반입니다. 스펙 상으로는 PCIe 4.0 SSD가 훨씬 빠르지만, 가격을 보면 PCIe 3.0 SSD가 더 경쟁력 있기 때문입니다. 일반적인 노트북이나 데스크톱 컴퓨터가 수백GB의 대용량 데이터를 빠르게 읽어야 하는 경우는 좀처럼 생기지 않습니다. 따라서 순차 읽기 속도가 7000MB/s인 SSD가 3000MB/s 밖에 되지 않는 SSD보다 이론상 두 배 이상 빠르지만 사용자가 이 속도 차이를 체감할 일이 많지 않은 것입니다. 그보다는 같은 가격으로 용량을 키우는 것이 만족도가 더 높습니다.

이런 점을 감안하면 PCIe 5.0 SSD는 초기에는 대부분 데이터 센터 중심으로 보급될 것으로 보입니다. 사실 현재 시점에서 PCIe 5.0 x4 M.2 슬롯을 지원하는 메인보드 자체가 별로 없고 설령 있다고 해도 너무 비싸기 때문에 대중화는 아직 멀었다고 할 수 있습니다. 그러나 기술의 발전에 따라 결국 PCIe 5.0 기반 SSD와 이를 지원하는 메인보드의 가격이 빠르게 내려갈 것이기 때문에 몇 년 후에는 순차 읽기 속도가 10GB/s가 넘는 SSD를 일반 소비자도 사용할 수 있게 될 것입니다. 물론 그때는 PCIe 6.0 혹은 그 이상 규격의 SSD가 데이터 센터에서 적용될 것입니다. 그렇게 기술은 발전하고 우리가 사용하는 기기의 성능 역시 좋아지는 것입니다.

 

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com