6.결론

본 연구를 통해 대부분의 성능 면에서 HDD 보다는 SSD가 우수함이 증명 되었다. HDD는 플래터의 회전 속도에 한계가 있고 작업이 진행될 섹터로 헤드가 이동해야 하기 때문에 접근 시간이 생기는 등 기계적인 작동원리에 따른 문제점으로 데이터 저장 속력에 한계가 있다. 하지만 SSD는 일반적인 Flash Memory와 같이 전자적 방법에 의해 데이터를 저장하기 때문에 접근 시간이 거의 없다. 또한 SSD에 있는 많은 Flash Memory들을 Controller의 대중 채널 분산 기술로 성능을 극대화 시키므로 HDD보다 SSD의 기본적인 읽기, 쓰기 속도가 빠르다. 그리고 이러한 결과는 직접 진행한 벤치마크 결과로 확인 되었다. 또한 HDD가 원형에 플래터의 자료를 기록하기 때문에 발생하는 바깥쪽과 안쪽 섹터의 성능 차이도 살펴보았다. 일반적인 3.5ich HDD에서 가장 바깥쪽과 안쪽 섹터의 실제 선속도는 3배 이상 차이가 났으며 실제 벤치마크에서도 읽기, 쓰기 속도가 2배 가까이 차이가 났다. 이에 비해 SSD는 섹터별 속도 차이가 없었다. 전력 소비량과 발열량 면에서도 HDD보다 SSD가 뛰어났다. 기본 전력 소비량부터 HDD가 SSD보가 크게 많았다. 또한, 같은 스트레스를 주었을 때의 온도 상승 정도도 HDD가 컸고 전체 발열량도 HDD가 SSD보다 30배 가까이 많았다.

본 연구의 가장 큰 의미는 이전에 단순한 벤치마크 결과만 나열했던 방식과 달리 작동원리를 먼저 과학적 측면에서 비교 분석해보고, 실제 벤치마크를 통해 그 사실들을 증명했다는 것이다. 사실 HDD와 SSD의 읽기, 쓰기 속도, 지연 시간 등의 벤치마크 결과 값을 비교한 글들을 많았지만 그런 차이가 생기는 근본적인 원인에 대해 쓴 글은 없었다. 본 연구를 통해 많은 사람들이 HDD와 SSD의 성능 차이가 큰 근본적인 이유를 이해할 수 있을 것 같다.

따라서 컴퓨터의 성능을 높이기 위해 부품을 업그레이드 할 때는 CPU나 RAM, 그래픽카드 등의 업그레이드보다 SSD를 장착하는 것이 좋다. 현재 CPU나 RAM의 데이터 처리 속도에 비해 HDD의 데이터 처리 속도가 크게 뒤떨어져 CPU나 RAM 등의 부품의 성능을 모두 발휘하지 못하는 경우가 많이 발생하고 있다. 때문에, 특별히 동영상 인코딩이나 대용량 그래픽 파일 편집과 관련된 작업을 하지 않는 일반적인 환경의 컴퓨터 경우 SSD를 추가로 장착했을 때의 체감 성능 향상이 가장 크다.

앞으로의 연구 과제는 여러 개의 저장장치를 Raid로 묶었을 때의 과학적 비교 분석과 실제 성능 차이를 벤치마크 하는 것이다. 또한, Raid0, Raid1, Raid2 의 작동 원리의 차이와 성능 및 안정성 차이가 나는 이유를 분석해 보는 것이다.


Reference

[1] 하팡EquilibriA,

 http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=ljs7206&logNo=150035002696

[2] 종합 기술 연구소, http://cafe.naver.com/totallab/book54727/732

[3] 위키피디아, http://en.wikipedia.org/wiki/NAND_Flash_Memory#NAND_flash

[4] 위키피디아, http://en.wikipedia.org/wiki/NAND_Flash_Memory#NAND_flash

[5] 참고 문헌 : PC 사랑 2009년 10월호

  1. 최영환 2012.01.18 14:58 신고

    하... 정말 대단하십니다. 중학생이라곤 하지만 존대가 절로 나오네요.. 혹시 이 형하고 연락이 된다면 맛있는거 사줄테니깐 연락 바랍니다. 블로그 주소 써놨으니 쪽지 주시면 전번 알려드릴게요^^

  2. 나그네77 2012.03.26 23:44 신고

    물리학 식과 대학교 컴퓨터전공 관련지식 그림까지 동원된 전문리뷰는 처음봤군요. 잘봤습니다.

5. HDD와 SSD의 실제 상황에서의 성능 비교

마지막으로 일상에서 느낄 수 있는 HDD와 SSD의 실제 상황에서의 성능 차이를 비교해보겠다.

먼저 컴퓨터 성능의 가장 기본적인 비교 대상이라고 할 수 있는 부팅 시간을 비교해 보았다. 가상 디스크인 VHD에 윈도우 7 32Bit 버전을 설치한 후 원본 파일을 각각 HDD와 SSD로 복사한 후 CPU 코어 1개와 램 1024MB의 동일한 조건에서 가상머신 프로그램인 Virtual Box로 부팅시간을 측정해 보았다. 바이오스 로드 시간은 제외하고 윈도우 구동 후 바탕화면이 나타날 때까지의 시간을 측정해 보았다.

시험 결과 HDD에서는 56초가 소요됐고 SSD에서는 35초가 걸렸다. 만약 추가적으로 시작프로그램이 실행될 경우 프로그램 자체의 구동 시간에서도 HDD와 SSD가 차이가 날 것이므로 실제 환경에서의 차이는 더 클 것으로 생각된다.

Fig. 5-1 컴퓨터 부팅 시간 측정

이번에는 게임 로딩 시간을 비교해보았다. 많은 사람들이 컴퓨터를 게임을 위해 사용하는 경우가 많기 때문에 비교해 보았다. 참고로 게임을 실행한 후의 구동 환경은 CPU와 그래픽카드의 영향을 많이 받지만 실행할 때의 로딩 시간은 저장장치의 영향을 많이 받는다. 꽤 고사양을 요구하는 3D 게임인 롤러코스터 타이쿤 3의 Go With The Flow 시나리오의 로딩 시간을 측정해 보았다. HDD는 24초, SSD는 10초의 로딩 시간이 걸렸다.

Fig. 5-2 압축해제 속도 비교를 위한 zip 파일

압축 해제 속도 비교도 해 보았다. 약 2GB의 1008 개 사진 파일을 zip 형태로 압축한 후 각각 HDD와 SSD에서 해제해보았다. Fig. 5-3이 HDD, Fig. 5-4이 SSD의 경우이다. HDD에서는 53초, SSD에서는 35초가 소요돼 역시 SSD가 빨랐다.

Fig. 5-3 HDD의 압축해제 속도

Fig. 5-4 SSD의 압축해제 속도

프로그램의 설치 속도도 비교했다. 실험에는 Adobe 사의 Photoshop CS5 시험 버전이 사용됐다. Photoshop 설치의 특이점이라면, 무조건 시스템 파티션에 전체 설치 용량 1.5GB 중 반 정도인 700MB가 설치된다는 점이다. 즉 내 시스템 파티션은 SSD에 위치하기 때문에 결국 HDD에는 반 정도의 요소만 설치되는 것이다. 실험 결과 HDD에서는 1분 47초, SSD 에서는 1분 24초가 소요됐다. 비교적 HDD와 SSD의 속도 차이가 작다. 앞에서 말했던 이유 때문일 것이다.

마지막으로 업무 상황에서의 HDD와 SSD의 성능을 비교하기 위해 앞에서 설치했던 Photoshop의 로딩 속도를 비교해 보았다. Photoshop이 업무에서 가장 흔히 사용되는 조금은 무거운 프로그램이기 때문에 Photoshop을 실험 대상으로 선택했다. 실험 결과 HDD에서는 약 4초가, SSD에서는 약 2초가 소요되었다.

무거운 업무 프로그램에서의 성능 비교도 하기 위해 실제로 3D 파일 뷰어 프로그램인 Naviswork로 대용량 3D 파일을 불러오는 작업도 해 보았다. 프로그램을 시작하고 나서 3D 파일의 모든 내용을 불어오는 데 걸리는 시간을 측정했다. 윈도우 리소스 모니터에서 Naviswork 프로세스의 디스크 작업이 없어질 때를 로딩이 완료된 지점으로 두었다. 실험 결과 HDD에서는 1분 44초, SSD에서는 1분 22초가 소요됐다.

지금까지 비교한 6개 항목에 대한 값을 표와 그래프로 정리해 보았다.

Table 1 HDD와 SSD의 실제 상황에 대한 성능 비교 (단위 : 초)

항목

부품

윈도우 7 부팅

3D 게임 로딩

이미지 파일 압축 해제

HDD

56

24

53

SSD

35

10

35

항목

부품

프로그램 설치

그래픽 프로그램 실행

3D 그래픽 파일 로딩

HDD

107

4

104

SSD

84

2

82

Fig. 5-5 HDD와 SSD의 실제 상황에 대한 성능 비교 (단위 : 초)

실제 상황에서도 HDD와 SSD의 성능 차이는 꽤 났지만 수치적인 차이만큼은 아니었다. 가장 큰 이유는 프로그램들이 CPU, 그래픽카드, RAM 등 다른 컴퓨터 부품들의 영향도 받는다는 이유이지만 소프트웨어적으로 SSD의 성능을 모두 활용하지 못한다는 이유도 크다. 아직 시스템 드라이버 등의 측면에서의 최적화가 완벽하지 않기 때문이다. SSD가 보급화 된다면 SSD의 성능을 더욱 더 최적화된 상태로 사용할 수 있을 것이다.

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