하드디스크로 SSD의 속도를? Intel Optane Memory M.2 2280

안녕하세요. wjdqh6544 입니다.

오늘은 인텔 옵테인 메모리(Intel Optane Memory) 벤치마크를 해 보도록 하겠습니다.

출처는 퀘이사존 입니다.

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Intel Optane Memory

인텔 옵테인 메모리

저장장치는 이렇게 발전해왔다.

저장장치는 꾸준하게 발전해 왔습니다. 전통적인 하드 디스크(Hard Disk Drive, HDD)부터 최신 SSD(Solid State Drive)까지 말이죠. 대신 발전의 형태는 두 저장장치가 서로 다릅니다. 하드 디스크는 물리적인 한계로 속도를 올리기보다는 용량을 넓히고, SSD 는 속도와 용량 모두를 늘리는 전략을 택하고 있죠. 사실 SSD는 플래시 메모리를 늘리는 방법으로 용량을 하드디스크보다 간단히 올릴 수 있지만, 가장 큰 걸림돌은 가격입니다. 출시 초기 때와 비교하면 SSD의 가격이 싸진 것은 사실입니다. 2010 출시 초기 때는 128GB SSD 의 가격이 30만 원이었지만 지금은 7만원 정도면 구매할 수 있으니까요. 하지만 여전히 HDD 와 비교하면 용량 대비 가격은 열세입니다. 1TB SSD가 30만원 정도이지만 같은 용량의 HDD는 5/1에 불과한 6만원 정도입니다. 대신 속도는 SSD가 월등히 빠르기 때문에 SSD는 OS 부팅용, 게임 설치용으로, HDD는 자료 저장용으로 설치하는 것이 일반적인 저장장치의 사용법이 되었다고 할 수 있습니다.

하지만 한가지 걸림돌이 있는데 바로 OS로 사용하는 용량입니다. 가장 널리 사용되는 SSD의 용량이 128, 250GB 정도인데 최근 고사양 게임의 엄청난 용량으로 100GB대 SSD로는 어림도 없고 200GB대 SSD로도 용량이 부족한 시대가 왔습니다. 그렇다고 1TB SSD를 살 수도 없는 노릇이고, HDD를 구매하자니 SSD를 사용하는 의미가 퇴색되고 말죠. 위에서 나왔듯이 고용량의 SSD를 구매하면 좋겠으나 가격은 만만치 않습니다. 값싸고 용량 큰 HDD를 SSD의 속도만큼 빠르게 사용할 수 있는 방법은 없을까요?

위에서 질문한 내용의 답이 여기에 있습니다. 바로 Intel Optane Memory 인데요, 옵테인 메모리는 인텔 3D XPoint 메모리를 사용한 캐시 메모리로 3D Xpoint는 인텔과 마이크론이 협력하여 개발된 비 휘발성 메모리입니다. 전원이 끊기면 데이터가 사라지는 RAM(Random Access Memory)와 전원이 끊겨도 데이터가 남아있는 플래시 메모리의 중간적인 형태라고 할 수 있습니다. RAM은 주기억장치로서 속도가 빠르지만 전원이 차단되면 데이터가 사라져버립니다. 하지만 플래시 메모리는 데이터는 사라지지 않는 반면, RAM과 비교하면 속도가 느린 편입니다. 3D XPoint는 속도가 빠르면서 데이터가 사라지지 않는 메모리로써 차세대 저장장치에 대한 기술을 확립한 것이죠.

옵테인 메모리는 ​그 3D XPoint 메모리를 사용한 M.2 캐시 메모리입니다. PCI Express 3.0 x2 NVMe 인터페이스를 사용하는데요, 제품 자체만 놓고 보면 M.2 SSD와 똑같이 생겼습니다. 실제로도 장착해보면 저장장치로 표기됩니다. 다만, 용량이 터무니없이 적죠. 용량은 두 종류인데요, 16GB와 32GB입니다. USB 메모리 스틱 정도의 볼품없는 용량이지만, 옵테인 메모리는 단순 저장장치로 사용하라고 만든 제품이 아닙니다. 주 저장장치의 캐시메모리로 설정하여 속도를 상승시켜주는 제품이니까요. 지원하는 저장장치 종류는 SATA방식의 HDD, SSD, SSHD입니다. 하지만 가장 큰 성능 차이를 느낄 수 있는 것은 역시 하드 디스크 입니다.

인텔 ​옵테인 메모리를 사용하지 않았을 때와 사용했을 때. 보통 SSD를 OS 드라이브로, HDD를 저장장치로 사용하는 것이 일반적인데 옵테인 메모리를 ​장착하면 HDD만으로도 충분하다고 합니다. 정말인가? ​ 옵테인 메모리는 인텔 7시리즈 카비레이크 CPU와 인텔 200시리즈 칩셋에서만 사용할 수 있습니다.​ 카비레이크를 인텔 100시리즈 칩셋에 장착해도 안 되고 인텔 200시리즈 칩셋에 스카이레이크를 장착해도 안 됩니다. 오직 카비레이크와 200시리즈 칩셋 조합에서만 활성화 시킬 수 있습니다.

제품 사양ㅣSPECIFICATIONS
제품명	Intel Optane Memory
제품 종류	저장장치 M.2 타입 캐시 메모리
메모리 용량	16GB, 32GB
가격	16GB : $44 USD / 32GB : $77 USD
메모리 종류	인텔 20nm 3D Xpoint
인터페이스	PCI Express 3.0 x2 NVMe
폼 팩터	M.2 2280-S3-B-M
평균 지연시간	읽기 : 6 μs / 쓰기 : 16 μs
신뢰도	120만 시간 MTBF
동작온도	0~70 ℃
속도	순차 읽기/쓰기 : 최대 1,200/280 MB/s  4KB 랜덤 읽기/쓰기 : 최대 300k/70k IOPS
소비전력	유휴 상태 : 1.2W / 활성화 : 3.5W
지원 OS	Windows 10 64 Bit
지원 하드웨어	인텔 7세대 코어 i7, i5, i3 프로세서 (카비레이크)  인텔 200시리즈 칩셋

상세 지원 하드웨어 목록
제품군	CPU	칩셋
인텔 7세대 코어 i7	Core i7-7700K  Core i7-7700   Core i7-7700T	Z270   H270  Q270   B250  Q250
인텔 7세대 코어 i5	Core i5-7600K   Core i5-7600  Core i5-7600T   Core i5-7500  Core i5-7500T   Core i5-7400  Core i5-7400T	Z270   H270  Q270   B250  Q250
인텔 7세대 코어 i3	Core i3-7350K  Core i3-7320  Core i3-7300   Core i3-7300T  Core i3-7100   Core i3-7100T  Core i3-7100E  Core i3-7101TE	Z270   H270  Q270   B250  Q250   C236

벤치마크 결과는?

               ▲ WD 6TB RED HDD                           ▲ Micron Crucial MX300 1TB SSD              

▲ Intel Optane Memory 16GB

벤치마크 테스트 시스템
CPU	IntelⓇ Core i7-7700K (14nm, Kaby Lake)
CPU Cooler	NZXT Kraken X62
Motherboard	ASUS ROG MAXIMUS IX FORMULA (Intel Z270, UEFI Ver.: 0906)
RAM	G.SKILL DDR4 16GB PC4-25600 CL16 TRIDENT Z (8GBx2)
VGA	NVIDIA GeForce GTX 1080 (Driver Ver,:378.92)
PSU	FSP AURUM PT1000W
Monitor	Crossover 27 Gaeganji AHIPS DP (2560x1440/Virtual 4K: 3840x2160)
HDD	WD RED 6TB WD60EFRX
SSD	Micron Crucial MX300 1TB
Optane Memory	Intel Optane Memory 16GB
OS	Microsoft Windows 10 Pro K x64

벤치마크 비교군은 총 4가지입니다.

1. HDD

2. HDD + Intel Optane Memory

3. SSD

4. SSD + Intel Optane Memory

5000대 RPM에 불과한 6TB 하드디스크와 이미 500MB/s 라는 빠른 속도를 가진 SSD에 옵테인 메모리를 장착하여 과연 얼마나 빨라지는지 테스트를 진행했습니다.

ATTO​ Disk Benchmark v3.05

Crystal Disk Mark v5.2.1 Random

Crystal Disk Mark v5.2.1 <0Fill>

ATTO와 Crystal Disk Mark, 두 종류의 벤치마크를 진행했는데요, 확실히 옵테인 메모리를 캐시로 설정했을 때 읽기 속도와 쓰기 속도가 비약적으로 상승하는 것을 볼 수 있습니다. 다만, SSD에 옵테인 메모리를 조합했을 때 읽기 속도는 빨라졌지만 쓰기 속도는 느려졌네요. 다음은 실사용 테스트입니다.

파일 복사 테스트

파일 복사 테스트에서는 10GB의 단일파일과 다중파일을 만들어서 같은 저장장치 내에서 복사를 했을 때 걸리는 시간과 평균 전송속도를 측정했습니다.

▲ 10GB 단일파일.zip                                    ▲ 10GB 다중파일.file

단일파일 복사 테스트에서는 SSD 단독으로 장착했을 때 가장 좋은 성능을 발휘했습니다. 오히려 SSD에 옵테인 메모리를 조합하면 더 느려졌습니다. HDD에서는 별 차이가 없었고요. ​ 

다중파일 복사테스트에서도 역시 SSD 단독이 가장 빨랐습니다. HDD에서는 옵테인 메모리를 조합했을 때 더 빨랐습니다. SSD보다는 느리지만 그래도 소요시간도 줄고 전송속도도 빨라졌네요.

로딩 테스트

로딩속도 테스트에서는 윈도우 부팅과 게임 로딩에 소요되는 시간을 측정하였습니다. 전원 버튼, 게임 시작을 눌렀을 때부터 부팅완료, 게임화면이 나타나기까지의 시간을 측정했습니다. 측정에 사용된 게임은 패키지게임 3종, 온라인게임 2종으로 총 5종입니다. ​ 

1. 배틀필드 1 

2. 쥐티에이 5 

3. 위쳐 3 

4. 블레이드 앤 소울 

5. 검은사막 온라인​

파일 복사 테스트와 마찬가지로 SSD 단독이 가장 빠르게 로딩됩니다. SSD에 옵테인 메모리를 조합하면 조금 느려지고요. HDD에 옵테인 메모리를 조합했을 때 로딩속도가 빨라지는 것을 확인할 수 있습니다.

총평입니다

인텔 옵테인 메모리로 뭘 얻을 수 있나요? 

테스트에는 6TB의 HDD와 1TB의 SSD​라는 서로 다른 저장장치가 사용되었는데요, 공교롭게도 두 저장장치의 가격은 30만 원 근처로 비슷합니다. 용량이 6배 차이가 나는데 말이죠. 대신 SSD는 HDD가 가지지 못한 빠름을 가지고 있습니다. 서로서로 장단점이 있는 것이죠. 옵테인 메모리는 큰 용량의 HDD에서 빠른 속도를 얻을 수 있게끔 해주는 물건입니다. 예를 들면 애드온 같은거죠. ​ 

자, 그렇다면 옵테인 메모리를 장착하면 정말로 빠름을 느낄 수 있느냐. 객관적인 테스트 결과를 말씀드리자면, 먼저 벤치마크에서 옵테인 메모리를 장착했을 때와 장착하지 않았을 때, 차이는 확연했습니다. 그래프를 보면 알 수 있죠. 실제로 파일 복사나 로딩속도에서는 어떠냐. 일단 없는 것 보다는 긍정적인 결과를 보여줬습니다. 다중 파일 복사와 로딩 속도에서 장착하지 않은 생 HDD보다 빨라졌으니까요. ​ 

하지만 테스트 결과와는 별개로 테스트를 위해 벤치마크와 게임 설치를 비롯한 세팅을 할 때는 차이를 확실히 느낄 수 있었습니다. SSD에서는 옵테인 메모리로 인한 차이를 거의 느낄 수 없었지만, HDD에서는 옵테인 메모리가 있을 때와 없을 때 바로 체감할 수 있었습니다. 게임을 다운로드 받으면서 웹서핑을 하거나 동시에 여러 개의 프로그램을 설치할 때 HDD 단독에서는 실로 오랜만에 HDD 특유의 버벅임과 느림으로 별로 느끼고 싶지 않았던 답답함을 느꼇지만​ 옵테인 메모리를 조합했을 때는 이것이 덜했습니다. SSD급으로 빠릿해진다는 아니었지만 HDD 단독보다는 확실히 낫구나 라는 느낌이었습니다. ​

옵테인 메모리, 제 점수는요.​ ​

테스트에 사용된 5개 고사양 게임과 벤치마크 툴을 설치했을 때 윈도우과 함께해서 약 300GB의 용량을 차지했습니다. 게임당 약 50GB라는 무지막지한 용량이었는데요, 흔히 사용하는 100GB대 SSD라면 게임 한두 개(...) 200GB대 SSD라도 많아 봐야 4개가 최대입니다. 물론 한두 개 게임만 한다면 큰 문제가 없지만 다양한 게임을 한다면 고용량 SSD가 필요하겠죠. 하지만 고용량 SSD는 하드디스크와 비교하면 비쌉니다. 테스트에 사용된 저장장치만 예를 들어도 1TB SSD의 가격 = 6TB HDD의 가격이죠. 옵테인 메모리는 고용량의 HDD를 사용하면서 속도를 챙길 수 있는 제품입니다. ​ 

다만 이미 빠른 속도의 SSD에 조합했을 때는 오히려 느려지는 역효과가 발생했습니다. HDD만 사용하고 있을때 옵테인 메모리를 사용하는 것이 좋은 생각입니다. 하지만 회의적인 생각도 듭니다. 한두 개의 게임만 한다면 5만 원대의 저렴한 100GB SSD로도 충분하고 게임을 여러 개 하는 하드코어 게이머라면 고용량 SSD를 구매하는데 큰 부담이 없을 테니까요. 저처럼요. ​ 

하지만 이런 구매자는 소수고 하드웨어 구매에서 역시 가장 큰 폭을 차지하는 것은 가성비입니다.​ 그런 의미에서 옵테인 메모리는 HDD의 가성비를 끌어올리는 제품이라고 할 수 있습니다. HDD의 가격대비 높은 용량에서 속도를 플러스 시켜주는 게 옵테인 메모리니까요. ​ 

옵테인 메모리, 이리 뜯어보고 저리 뜯어봤는데요, 역시 재미있는 제품임에는 틀림없습니다. SSD 없이 느린 HDD로 씨름하고 있다면 속도를 업그레이드시켜주는 옵테인 메모리로 답답함을 줄여보세요.

P.S 옵테인 메모리 설치법

옵테인 메모리는 PCI Express 3.0 x2 NVMe 타입으로 M.2 PCI Express 슬롯에 장착하면 됩니다. ​ 옵테인 메모리를 사용하기 위해서는 카비레이크 CPU와 인텔 200시리즈 칩셋과 메인보드는 옵테인 메모리를 지원하는 최신 바이오스로 업​데이트 되어야 합니다. ​ ​ ​ ​

장착 후 옵테인 메모리 소프트웨어를 설치해줍니다.

바이오스에서 AHCI를 Intel Optane Memory RAID모드로 바꾸면서 옵테인 메모리를 사용할 수 있도록 설정해줍니다.

옵테인 메모리 소프트웨어 설치 후 Setup에서 옵테인 메모리를 활성화 시켜줍니다.

그 후 재부팅을 하면 옵테인 메모리가 비로소 활성화됩니다.

비활성화도 가능합니다. 옵테인 메모리나 저장장치를 변경하려면 반드시 비활성화 해줘야 합니다.