SLC 캐싱이란 무엇입니까?

최신 SSD는 몇 년 전보다 훨씬 더 나은 $당 GB 비율을 제공합니다. SSD가 처음 시장에 출시되었을 때 일반적으로 64GB 또는 128GB 용량 범위였습니다. 또한 멀티 테라바이트 HDD보다 더 비쌌습니다. 수년 동안 많은 스토리지를 원하고 높은 가격을 지불하고 싶지 않다면 HDD가 필요하고 낮은 성능을 수용해야 한다고 가정했습니다.

하지만 지금은 상황이 조금 다릅니다. 예, SSD는 여전히 HDD보다 GB당 더 비싸지만 가격은 훨씬 더 가깝습니다. 2TB SSD는 현재 SSD의 최적 가격입니다. 2TB SSD는 2TB HDD 가격의 약 두 배입니다. 이제 추가 비용으로 훨씬 더 중요한 성능 이점을 얻을 수 있습니다.

수 테라바이트의 저장 공간을 원하는 경우에는 여전히 사실입니다. 예를 들어 대규모 RAID 어레이를 원하는 경우 HDD를 구입하는 것이 더 저렴합니다. 그러나 일상적인 가정 사용자 수준의 컴퓨터 스토리지만 처리한다고 가정합니다. 이 경우 1테라바이트 또는 2테라바이트 SSD면 충분하며 비용도 많이 들지 않습니다.

가격은 어떻게 내려갔습니까?

그래서 무엇이 바뀌었습니까? 합리적인 수준으로 가격을 내린 이유는 무엇입니까? 우선, 기술은 단순히 성숙했습니다. 시간이 지남에 따라 이러한 것들을 만드는 것이 더 저렴해집니다. 그러나 일부 기술적 혁신과 혁신은 진정한 게임 체인저였습니다. 3D VNAND는 메모리 셀을 단일 평면에 점점 더 가깝게 짓누르지 않고 서로의 위에 쌓을 수 있도록 하여 저장 밀도를 크게 증가시켰습니다. 이는 다층 주차장이 평면 주차장과 같은 면적에 더 많은 차를 주차할 수 있도록 하는 것과 다르지 않습니다.

최신 SSD는 이제 일반적으로 TLC 플래시 메모리를 사용합니다. TLC는 Triple-Level Cell의 약자로 각 메모리 셀에 3개의 데이터 비트를 저장할 수 있음을 의미합니다. 이는 이전 SSD의 SLC(Single-Layer Cell) 메모리와 비교할 때 동일한 메모리 셀 수의 데이터 저장 용량을 3배로 늘립니다.

이 세 가지 변경 사항은 SSD 가격 개선의 대부분을 설명합니다. 그러나 다른 많은 발전도 있었습니다. TLC에는 꽤 큰 주의 사항이 있습니다.

TLC의 문제점은 무엇입니까?

여러 비트의 데이터를 단일 메모리 셀에 넣는 문제는 데이터 쓰기가 훨씬 더 복잡하다는 것입니다. 이로 인해 프로세스가 느려집니다. SSD는 빨라야 하기 때문에 이것은 문제입니다. 그들은 더 빠른 스토리지를 허용하기 위해 대역폭을 두 배로 늘리는 새로운 세대의 표준을 추진해 왔습니다.

최신 PCIe 5 SSD에서 16GB의 엄청난 속도로 TLC에서 읽을 수는 있지만 확실히 그렇게 빨리 쓸 수는 없습니다. 실제로 TLC 쓰기 속도는 일반적으로 약 2000MB입니다. 여전히 HDD보다 훨씬 빠르지만 PCIe 3 SSD보다 느립니다.

참고 : TLC는 사용 중인 플래시 메모리의 유일한 유형이 아닙니다. QLC(Quad-Level Cell) SSD는 상대적으로 적은 수이며, Penta-Level Cell(PLC) SSD는 셀당 데이터가 각각 4비트와 5비트로 개발이 진행되고 있습니다. QLC 메모리의 쓰기 속도는 현재 약 350MB로 HDD보다 느립니다.

SLC 캐시 입력

SSD 제조업체는 SLC 캐싱을 개발하여 이렇게 크게 감소된 쓰기 속도를 해결했습니다. 이것은 초고속 SLC 플래시 메모리에 데이터를 쓰는 간단한 요령입니다. 그런 다음 데이터는 백그라운드에서 가능한 한 빨리 느린 TLC 플래시에 복사됩니다. 이것은 쓸 수 있는 SLC 캐시 공간이 있는 한 광고된 SSD의 빠른 쓰기 속도를 가능하게 합니다. 이것은 대부분의 경우에 문제가 되지 않지만 한 번에 상당한 쓰기 작업을 수행하는 경우 문제가 될 수 있습니다. 예를 들어 백업을 복원하거나 쓰는 작업에는 일반적으로 드라이브의 많은 부분에 쓰는 작업이 포함됩니다.

SLC 캐시는 일반적으로 정적 SLC 캐시와 동적 유사 SLC 캐시의 두 부분으로 나뉩니다. 정적 캐시는 일반적으로 매우 작으며 대형 2TB 드라이브에서도 10GB 미만입니다. 정적 캐시는 드라이브가 거의 가득 찬 경우에도 항상 사용할 수 있습니다. 동적 캐시는 이름에서 알 수 있듯이 드라이브의 남은 공간에 따라 크기가 다릅니다.

더 큰 SSD는 더 큰 의사 SLC 캐시를 가지며 최고 속도에서 더 큰 쓰기를 수행할 수 있습니다. 동적 캐시 크기는 총 드라이브 용량이 아니라 남은 여유 공간을 기반으로 한다는 점에 유의해야 합니다. 드라이브가 가득 차면 동적 캐시 크기가 줄어듭니다. 많은 SSD는 여유 공간의 약 1/3을 동적 SLC 캐시로 사용하도록 할당합니다. 2TB 드라이브에서 약 600GB가 될 수 있습니다.

SSD 컨트롤러는 속도가 빠르기 때문에 들어오는 데이터를 SLC 캐시에 쓰도록 선택합니다. 이는 데이터가 훨씬 느린 TLC 플래시 메모리에 기록되는 것보다 SSD에 더 빨리 제공될 수 있기 때문에 중요합니다. SSD가 유휴 상태일 때 컨트롤러는 더 느린 쓰기 속도로 TLC 메모리에 데이터를 복사합니다. 이것은 보다 공간 효율적인 방식으로 데이터를 저장하고 고속에서 더 많은 쓰기 작업을 허용하기 위해 SLC 캐시를 다시 해제합니다. SLC 캐시에 공간이 있는 한 SSD는 알려진 최고 속도로 작동할 수 있습니다. 캐시가 가득 차면 드라이브 속도가 느려지므로 대용량 SLC 캐시가 유용합니다.

잠재적인 미래

현재로서는 SSD를 사용하지 않지만 MLC 캐시에 대한 잠재적 사용 사례도 있습니다. MLC는 다중 레벨 ���(Multi-Level Cell)의 약자로 하나 또는 세 개가 아닌 두 개의 데이터 비트를 셀에 저장하는 이름이 잘못된 방법입니다. 이것은 SLC보다 느리지만 TLC보다 빠릅니다. SLC 캐시는 MLC가 따라올 수 없는 환상적인 속도를 제공하지만 MLC는 두 배의 캐시 크기를 제공합니다.

이론적으로 이것은 SLC 캐시가 소비될 때까지 최고 SLC 캐싱 속도를 허용하는 탁월한 중간 지점입니다. 그런 다음 더 많은 데이터를 작성해야 하는 경우 MLC 캐시로 삭제합니다. 이것은 TLC 또는 QLC 메모리에 직접 쓰는 것보다 여전히 빠르지만 더 복잡한 논리가 필요할 수 있습니다.

TLC 속도는 상대적으로 빠르지만 이것은 필요하지 않습니다. QLC 및 PLC SSD가 더 보편화됨에 따라 쓰기 속도가 더 감소할 것입니다. 보조 MLC 캐싱은 이를 완화하기 위해 기술을 개발하는 방법일 수 있습니다.

결론

SLC 캐싱은 SSD에서 쓰기 캐싱을 수행하는 영리한 방법입니다. 이는 명목상 해당 속도로 쓸 수 없는 플래시 메모리의 수백 기가바이트에 쓸 때 높은 전송 속도를 허용합니다. 캐시에 기록된 데이터는 가능한 한 빨리 TLC 또는 QLC 플래시 메모리로 플러시되어 최대 전송 속도를 위해 캐시를 비웁니다.

SLC 캐시의 양은 드라이브의 남은 여유 공간에 따라 다릅니다. 이는 더 크고 비어 있는 드라이브가 더 작은 SSD 또는 용량에 가까운 SSD보다 최고 속도로 더 많은 데이터를 쓸 수 있음을 의미합니다. 어떻게 생각하나요? 아래 의견에 알려주십시오.