내 SSD가 너무 일찍 마모된 것처럼 보이는 이유는 무엇인가요?
NAND 플래시 스토리지 기기의 등장으로 플래시 마모는 상당한 관심을 받는 문제가 되었습니다. 이 문제를 해결하기 위해 대부분의 SSD 제조업체는 드라이브의 예상 수명과 비교하여 SSD가 경험한 사용량을 추적하기 위해 SMART(셀프 모니터링, 분석 및 보고 기술) 속성을 포함시켰습니다. 일반적으로 이는 "남은 수명의 백분율" 또는 때로는 "사용된 수명의 백분율"로 설명되는 속성으로 기록됩니다. 이 속성을 모니터링할 때, 사용자는 카운터가 0% 남은 수명에 가까워지기 시작하면 SSD를 교체할 것을 고려하기 시작하는 것이 좋습니다. 그러나 이 카운터는 SSD의 유용한 수명 동안 무엇을 의미할까요? 90%의 수명이 남았거나 50%가 남았다는 것은 무엇을 의미할까요?
플래시 마모의 원인은 무엇인가요?
왜 마모 지표가 있는지 이해하려면 SSD 마모의 원인을 아는 것이 중요합니다. 가장 기본적인 수준에서 마모는 파일을 저장하는 것과 같이 데이터를 쓰는 것으로 인해 발생합니다. NAND 셀에 데이터를 쓸 때마다 약간의 마모가 발생합니다. 결국, 많은 쓰기 작업을 거친 후, NAND 셀이 상당 기간 동안 데이터를 유지하는 능력이 감소합니다(예상 수명이 끝날 때, 사용자 데이터는 전원이 꺼진 상태에서 약 1년 동안 유지될 수 있습니다).
이것은 이해하기에 충분히 간단하지만, 이것이 이야기의 끝은 아닙니다. SSD의 내구성과 성능은 모두 호스트 컴퓨터에서 IO 활동으로 제시된 작업 부하의 특성, 컴퓨터에 저장된 "정적" 데이터의 양(또는 여유 공간의 양), 그리고 데이터가 저장된 시간에 따라 달라집니다. 이러한 변수들이 변화함에 따라 성능이 변화하고, 내구성의 속도도 변화합니다.
이것에는 물리적인 이유가 있습니다. NAND 플래시 스토리지는 SSD 엔지니어들이 페이지와 블록이라고 부르는 것으로 구성됩니다. NAND 플래시 블록은 수백 개의 페이지를 포함할 수 있으며, 대부분의 구성에서 페이지는 16kB의 데이터를 포함합니다. NAND 블록에 데이터가 포함되어 있을 때, 새로운 데이터를 현재 데이터 위에 단순히 쓸 수 없습니다. 블록은 새로운 데이터를 받을 준비가 되기 전에 먼저 지우기 단계를 거쳐야 합니다. 그러나 NAND 플래시는 한 번에 한 페이지씩 쓸 수 있지만, 한 번에 한 블록씩만 지울 수 있습니다. 이러한 모든 복잡성은 SSD 펌웨어가 저장된 데이터의 물리적 위치를 지속적으로 관리하고 페이지와 블록을 가장 효율적으로 사용하기 위해 데이터를 재배치한다는 것을 의미합니다. 이러한 저장된 데이터의 추가적인 이동은 NAND 플래시에 물리적으로 기록된 데이터의 양이 호스트 컴퓨터에서 SSD로 전달된 데이터의 양의 몇 배에 해당한다는 것을 의미합니다.
쓰기 증폭 계수(WAF)
엔지니어들은 호스트 컴퓨터에서 SSD로 기록된 데이터의 양과 NAND 플래시에 기록된 데이터의 양의 비율을 Write Amplification Factor (WAF)라는 용어를 사용하여 설명합니다. 완벽하고 이상적인 저장 시스템은 WAF가 정확히 1.0이어야 합니다. Windows 및 MacOS와 같은 데스크톱 운영 체제에 사용되는 실제 SSD의 경우, 일반적인 WAF는 2에서 4 범위에 있습니다. 이는 SSD가 호스트 컴퓨터에 의해서만 데이터가 기록되는 경우에 비해 2에서 4배 더 많은 데이터를 기록하고 있음을 의미합니다.
이것은 나쁜 것처럼 들리지만, SSD 엔지니어들은 SSD와 SSD 펌웨어를 설계할 때 이러한 추가적인 쓰기 작업량을 고려합니다. 이 범위의 WAF는 사용자에게 SSD의 좋은 장기 서비스 시간을 여전히 허용할 것입니다.
WAF가 더 높은 이유는 무엇인가요?
최고의 SSD 설계에도 불구하고, 때로는 WAF가 예상되거나 일반적인 것보다 높을 수 있습니다. 다시 말하지만, 이것은 매우 작업량에 따라 다릅니다. 대부분의 데스크톱 사용자의 경우, 그들의 작업량은 시간이 지남에 따라 크게 변경될 것입니다. 때로는 작업량이 많을 때도 있고, 때로는 상당히 적을 때도 있습니다. WAF를 높일 수 있는 몇 가지 조건이 있습니다.
- 드라이브가 가득 차거나 거의 가득 찼을 때, 백그라운드 작업은 항상 여유 공간이 있도록 하여 새로운 데이터를 받을 준비가 되어 있도록 하기 위해 상당히 더 열심히 작동합니다. 드라이브가 가득 찼을 때에도 일일 작업량이 높게 유지되기 때문에 증가된 마모가 우려되는 경우, 가능하다면 일부 사용되지 않은 공간을 남겨두는 것이 도움이 될 수 있습니다. 또한, 더 큰 SSD는 동일한 작업량에서 비례적으로 더 적은 마모를 경험하게 됩니다. 1000GB 드라이브는 동일한 작업량과 작동 조건에서 500GB 드라이브보다 두 배 더 오래 지속됩니다.
- 작은 파일 전송은 더 높은 WAF를 유발할 수 있습니다. 이미지 파일이나 텍스트 문서와 같은 많은 수의 작은 파일을 복사, 삭제 및 조작하는 빈도가 높을 경우 WAF가 증가할 수 있습니다. 이는 각 파일이 NAND 블록의 작은 부분일 뿐이기 때문에 이러한 작은 데이터 구조가 SSD 펌웨어에 의해 집계되고 이동될 가능성이 더 높기 때문입니다. 비디오 파일과 같은 큰 파일은 전체 블록을 채울 수 있기 때문에 덜 자주 이동해야 합니다.
WAF를 제어하는 대부분은 운영 체제와 파일 시스템에 숨겨져 있지만, 사용자 설정에 따라 변경될 수 있는 항목이 있습니다.
- SSD는 크고 순차적인 작업 부하를 작고 임의적인 작업 부하보다 더 선호합니다. 실제로, 이는 SSD가 자주 삭제되거나 수정되는 많은 작은 파일보다 큰 파일을 선호한다는 것을 의미합니다.
- 일부 사용하지 않는 공간을 남겨두면 SSD가 저장된 데이터를 효율적으로 관리하는 데 크게 도움이 될 수 있습니다. SSD가 정기적으로 90% 이상 가득 차면, 일부 사용하지 않는 파일을 삭제하거나 더 큰 SSD를 사용하는 것을 고려하는 것이 좋습니다.
- 일반적으로 대규모 RAID 배열에서 소비자용 SSD를 사용하는 것은 권장되지 않지만, 이러한 하드웨어 RAID 배치가 원하는 경우, 큰 전송 크기가 선호됩니다. 정확한 배치는 사용자의 재량에 맡겨지지만, 좋은 경험칙은 배열의 물리적 드라이브 수에 128kB를 곱한 전송 크기를 사용하는 것입니다. 이러한 계산은 일반적으로 PC 내 소프트웨어 기반의 소규모 RAID 배치에서는 필요하지 않습니다.
TRIM의 효율적인 실행 보장
Windows® 10은 SSD를 효율적으로 작동하도록 설계되었지만, 최종 사용자는 이 과정을 도울 수 있습니다. TRIM은 SSD의 백그라운드 작업이 효율적으로 작동하도록 허용하는 중요한 기능으로, 위에서 논의한 WAF를 최소화할 수 있습니다. Windows는 주기적으로 TRIM을 실행하지만, 일부 배치에서는 매우 자주 실행되지 않을 수 있습니다. 사용자는 Windows의 드라이브 최적화 기능을 실행하여 TRIM을 자주 실행할 수 있습니다. 그 방법은 다음과 같습니다.
먼저 내 PC 창이 열린 상태에서 SSD 드라이브를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 아래와 같이 속성을 선택합니다.
속성 창이 열린 상태에서 도구 탭을 선택한 다음 최적화를 클릭합니다.
최적화 메뉴는 아래와 같습니다. 언제든지 사용자는 최적화를 클릭하여 TRIM 기능을 실행할 수 있습니다. 또한 이 메뉴에는 사용자가 결정한 일정에 따라 TRIM을 실행하는 예약된 최적화를 켜기 옵션이 있습니다.
마지막으로 일정 창에서 사용자는 예약 실행 확인란을 선택한 다음 선택을 클릭하여 대상 SSD를 선택할 수 있습니다.
이렇게 하면 SSD의 성능을 일관되게 유지하고 NAND 플래시의 마모를 최소화할 수 있습니다.
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