NVMe란 무엇인가요?

NVMe는 Non-Volatile Memory Express의 약자로, 주로 PC에서 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)에 접근하기 위해 사용되는 고속 저장 프로토콜을 의미합니다. NVMe는 이전 세대인 SATA 인터페이스보다 이러한 고속 장치에 접근하는 데 훨씬 더 효율적인 방식입니다.

이것은 SATA의 결함이 아닙니다. 단순히 특정 문제를 해결하기 위해 설계되었고, 그 문제를 매우 잘 해결했습니다. 기술은 계속 발전해 왔고, 이는 이 산업에서 흔히 발생하는 현상입니다. SATA는 더 오래된 PATA 인터페이스보다 더 나은 인터페이스를 제공하기 위해 도입되었습니다. PATA는 더 빠른 속도를 달성하는 드라이브에 맞춰 따라가기 어려워지고 있었기 때문입니다. 그리고 궁금해하시는 분들을 위해 설명드리자면, SATA는 Serial ATA의 약자이며, PATA는 Parallel의 약자입니다. ATA 자체는 의미가 없는 것처럼 보이는 Advanced Technology Attachment의 약자입니다.

NVMe에 대해 이야기하면서 SATA를 언급하지 않고는 제대로 설명할 수 없습니다. 따라서 잠시 후 다시 이 주제로 돌아올 때 놀라지 마세요. SATA는 여전히 중요하고 오늘날에도 사용되고 있지만, NVMe가 현재의 주류입니다. NVMe의 작동 원리를 이해하려면 또 다른 인터페이스를 이해해야 합니다. 바로 PCI Express(PCIe)입니다. NVMe는 최신 SSD가 제공하는 놀라운 전송 속도를 구현하기 위해 PCI Express 인터페이스를 사용합니다.

PCI Express는 대체하는 SATA III 인터페이스보다 훨씬 빠릅니다. 하지만 그게 전부가 아닙니다. PCI Express는 병렬 데이터 전송을 지원하여 정말로 높은 데이터 전송 속도를 달성할 수 있습니다. 여기서 NVMe와 PCIe가 기존 SATA 표준에 비해 얼마나 큰 성능 향상을 가져왔는지 구체적인 수치를 통해 설명하는 것이 중요합니다. 이는 단순히 데이터 전송 속도 측면에서의 비교입니다.

직접적인 인터페이스 관점에서 보면, NVMe는 SATA가 사용하는 Advanced Host Controller Interface (AHCI) 드라이버보다 명령어를 두 배 빠르게 처리합니다. NVMe는 초당 100만 회 이상의 입출력 작업(IOPs)을 처리할 수 있으며, 이는 SATA의 100K와 비교됩니다. 기본적인 성능 측면에서 NVMe는 더 빠릅니다.

이 기술은 실제 드라이브를 사용할 때 큰 차이를 보여줍니다. 가장 눈에 띄는 개선점은 최대 전송 속도에서 나타납니다. PCIe 3.0이 도입되기 전에는 SATA가 약 600MB/s로 제한되었지만, PCIe 3.0 NVMe 드라이브는 단일 레인에서 1,000MB/s를 달성할 수 있었습니다. 대부분의 SSD는 4개의 레인을 지원하기 때문에 약 4,000MB/s의 속도를 기대할 수 있습니다.

PCIe의 각 세대마다 전송 속도가 사실상 두 배로 증가했기 때문에, 현재 PCIe 5.0을 지원하는 드라이브는 최대 16GB/s의 전송 속도를 달성할 수 있습니다. 프로토콜 오버헤드와 오류 교정을 고려하더라도, MP700 PRO SE SSD와 같은 제품의 경우 약 14,000MB/s의 속도를 기대할 수 있습니다. 이는 SATA보다 23배 이상 빠른 속도입니다.

NVMe 드라이브와 관련해 마지막으로 언급할 가치가 있는 점은 해당 드라이브를 지원하는 드라이브의 폼 팩터입니다. 드라이브는 다양한 모양과 크기로 제공되지만, 소비자용 SSD의 경우 대부분 M.2 드라이브로 제한됩니다. M.2 드라이브는 너비가 22mm이며, 대부분 길이는 80mm입니다. 물리적으로 더 작은 드라이브, 예를 들어 길이가 60mm 또는 30mm인 드라이브는 휴대용 기기에서 흔히 사용됩니다.

너비와 길이가 결합되어 폼 팩터를 정의합니다. 예를 들어 MP700 ELITE와 같은 드라이브를 보면 M.2 2280으로 표시되어 있으며, 이는 너비가 22mm이고 길이가 80mm임을 의미합니다. 반면 MP600 MINI는 M.2 2230 드라이브로, 길이가 30mm에 불과합니다. 이 제품은 소형 Valve Steam Deck을 대상으로 설계되었기 때문에 이러한 작은 폼 팩터가 적합합니다.