솔리드 스테이트 스토리지

Solid-state storage

솔리드 스테이트 스토리지(SSS)는 비휘발성 컴퓨터 스토리지의 일종으로, 움직이는 기계 부품의 관여 없이 전자 회로만을 사용해 디지털 정보를 저장하고 검색합니다.이는 자성 [1][2]재료로 코팅된 회전 또는 선형 이동 매체를 사용하여 데이터를 기록하는 기존의 전기 기계식 스토리지와는 근본적으로 다릅니다.

솔리드 스테이트 스토리지 디바이스는 일반적으로 전기 프로그램 가능한 비휘발성 플래시 메모리를 사용하여 데이터를 저장하지만 일부 디바이스는 배터리 백업식 휘발성 랜덤 액세스 메모리(RAM)를 사용합니다.움직이는 기계 부품이 없기 때문에 솔리드 스테이트 스토리지는 기존 전기 기계 스토리지보다 훨씬 빠릅니다. 단점으로는 솔리드 스테이트 스토리지가 상당히 빠릅니다.더 비싸지고 쓰기 증폭 [3][4][5]현상에 시달리게 됩니다.

솔리드 스테이트 스토리지 디바이스에는 다양한 타입, 폼 팩터, 스토리지 공간 크기, 인터페이스 옵션이 준비되어 있어 다양한 유형의 컴퓨터 시스템 [4]및 어플라이언스에 대한 애플리케이션 요건을 충족합니다.

개요

지금까지 컴퓨터 시스템의 세컨더리 스토리지는 주로 회전 플래터(하드 디스크 드라이브 및 플로피 디스크)에 도포된 표면 코팅의 자기 특성을 사용하거나 플라스틱 필름(테이프 드라이브 내)을 선형으로 이동시키는 방식으로 구현되어 왔습니다.이러한 자기 매체와 읽기/쓰기 헤드를 페어링함으로써 강자성 코팅의 작은 부분을 개별적으로 자화함으로써 데이터를 쓰고, 나중에 자화의 전이를 검출함으로써 데이터를 읽을 수 있다.데이터를 읽거나 쓰려면 자기 매체의 정확한 섹션이 미디어 표면에 가까운 읽기/쓰기 헤드 아래를 통과해야 합니다.그 결과, 읽기 또는 쓰기 데이터는 자기 매체와 헤드의 위치에 필요한 지연을 초래하고, 실제 기술에 [6]따라 지연이 달라집니다.

플래시 기반 스토리지 디바이스의 쓰기 증폭 현상을 나타내는 그림

시간이 지남에 따라 중앙 처리 장치(CPU)와 전기 기계식 스토리지(하드 디스크 드라이브와 RAID 설정) 간의 성능 차이는 더욱 커졌고, 보조 스토리지 [7]기술의 발전이 필요했습니다.전기적으로 지우고 다시 프로그래밍할 수 있는 전자 비휘발성 컴퓨터 저장 매체인 플래시 메모리에서 해결 방법이 발견되었습니다.솔리드 스테이트 스토리지는 일반적으로 NAND 유형의 플래시 메모리를 사용합니다. NAND는 스토리지 장치의 전체 크기보다 훨씬 작은 청크로 쓰고 읽을 수 있습니다.읽기 작업을 위한 최소 청크(페이지)의 크기가 쓰기/삭제 작업을 위한 최소 청크 크기(블록)보다 훨씬 작기 때문에 쓰기 증폭이라는 바람직하지 않은 현상이 발생하여 플래시 기반 솔리드 스테이트 스토리지 장치의 랜덤 쓰기 성능과 쓰기 내구성을 제한합니다.또 다른 유형의 솔리드 스테이트 스토리지 디바이스는 장치의 전원 공급이 중단된 후 RAM의 내용을 일정 시간 동안 보존할 수 있는 배터리와 결합된 휘발성 랜덤 액세스 메모리(RAM)를 사용한다.RAM 기반 솔리드 스테이트 스토리지는 플래시보다 훨씬 빠르고 쓰기 [3][8][9]증폭이 발생하지 않는 장점이 있습니다.

움직이는 기계 부품이 없기 때문에 솔리드 스테이트 스토리지는 전기 기계식 스토리지 디바이스에 존재하는 데이터 액세스 레이텐시를 사실상 없애고, 대폭 높은 IOPS(초당 I/O 동작 수)를 가능하게 합니다.또한 솔리드 스테이트 스토리지는 저장된 데이터에 훨씬 더 빠르게 순차적으로 액세스할 수 있도록 하며, 전력 소비량을 줄이고, 내충격성을 향상시키며, 작동 중에 발열과 진동도 줄여줍니다.단점으로 솔리드 스테이트 스토리지 디바이스는 전기 기계식 스토리지 디바이스보다 메가바이트당 가격이 훨씬 높고 일반적으로 디바이스당 용량이 상당히 작습니다.또한 플래시 기반 장치는 쓸 수 있는 데이터의 양이 한정되어 있기 때문에 메모리 마모를 경험하게 됩니다.이는 데이터 쓰기에 사용되는 프로그램 삭제 사이클이 한정되어 있는 플래시 메모리의 한계로 인해 플래시 메모리의 수명이 단축됩니다.따라서 솔리드 스테이트 스토리지는 하이브리드 드라이브의 생성에 자주 사용됩니다. 하이브리드 드라이브에서는 솔리드 스테이트 스토리지가 기존의 보조 [4][5][10]스토리지를 완전히 대체하는 대신 자주 액세스하는 데이터의 캐시 역할을 합니다.

디바이스 타입

시리얼 ATA(SATA) 인터페이스를 사용하는 2.5인치 베이 디바이스 형태의 SSD
플래시 메모리와 컨트롤러 집적회로를 나타내는 SD 카드 내장

솔리드 스테이트 스토리지 디바이스는 임베디드 및 휴대용 디바이스에서 대규모 서버 및 전용 NAS(Network-Attached Storage) 시스템에 이르기까지 보다 복잡한 시스템의 세컨더리 스토리지 컴포넌트 역할을 합니다.그 결과, 솔리드 스테이트 스토리지 디바이스는 다양한 용량, 물리적 레이아웃 및 치수로 존재하며, 다양한 인터페이스를 사용하고 다양한 기능 [4]세트를 제공합니다.메모리 카드와 같이 덜 복잡한 솔리드 스테이트 스토리지 디바이스는 1비트 SD 인터페이스 또는 SPI와 같이 더 단순하고 느린 인터페이스를 사용하는 반면, 더 정교한 고성능 디바이스는 AHCI 또는 NVM Express(nVMe)[11][12]와 같은 논리적 디바이스 인터페이스와 쌍을 이루는 직렬 ATA(SATA) 또는 PCIe(PCIe)와 같은 더 빠른 인터페이스를 사용합니다.

플래시 기반 솔리드 스테이트 스토리지 디바이스의 유형은 다음과 같습니다.[2][13]

  • 멀티미디어 카드(MMC)– 휴대용 디바이스에서 사용되는 메모리 카드 타입
  • Secure Digital (SD) – 다양한 종류, 속도 및 크기로 이용 가능한 메모리카드 타입으로 휴대용 디바이스에서 광범위하게 사용됩니다.
  • SSD(Solid-State Drive) – 다양한 폼 팩터, 다양한 인터페이스 및 다양한 시장 세그먼트를 대상으로 하는 다양한 클래스의 컴퓨터 스토리지 장치
  • USB 플래시 드라이브– USB를 통해 인터페이스 가능한 포켓형 이동식 스토리지 디바이스로 다양한 형태와 크기로 이용 가능

「 」를 참조해 주세요.

  • 드럼 메모리 – 많은 초기 컴퓨터에서 메인 작업 메모리로 사용된 자기 데이터 저장 장치
  • i-RAM – SATA 하드 디스크 드라이브로 작동하는 Gigabyte에서 생산되는 DRAM 기반 솔리드 스테이트 스토리지 디바이스
  • 자기 스토리지 – 다양한 자화 패턴을 사용하여 자화 매체에 데이터를 저장하는 개념
  • RAM 드라이브– 운영체제가 세컨더리 스토리지인 것처럼 취급하는 랜덤 액세스 메모리 블록
  • 시퀀셜 액세스 메모리– 저장된 데이터를 순차적으로 읽는 데이터 스토리지 디바이스 클래스
  • 마모 레벨링 – 플래시 메모리 등 소거 가능한 컴퓨터 스토리지 미디어의 수명을 연장하는 기술

레퍼런스

  1. ^ "What is Solid-State Storage (SSS)?". techopedia.com. Retrieved July 11, 2015.
  2. ^ a b "Backing Storage: Optical and Solid State". jhigh.co.uk. August 30, 2011. Retrieved July 11, 2015.
  3. ^ a b Margaret Rouse; Brien Posey. "Solid-state storage definition". techtarget.com. Retrieved July 11, 2015.
  4. ^ a b c d Michael Singer (January 7, 2013). "Solid State Storage Is Taking Over The Datacenter – Slowly". readwrite.com. Retrieved July 11, 2015.
  5. ^ a b Jonathan Corbet (October 4, 2010). "Solid-state storage devices and the block layer". LWN.net. Retrieved July 11, 2015.
  6. ^ "Red Hat Enterprise Linux 3: Introduction to System Administration, Chapter 5. Managing Storage". Red Hat. November 2, 2013. Archived from the original on 2016-03-21. Retrieved July 11, 2015.
  7. ^ "Accelerating Financial Applications Using Solid State Storage" (PDF). LSI Corporation. November 2011. pp. 1–2. Retrieved July 11, 2015.
  8. ^ Chris Evans (November 2014). "Flash storage 101: How solid state storage works". computerweekly.com. Retrieved July 11, 2015.
  9. ^ Xiao-yu Hu; Evangelos Eleftheriou; Robert Haas; Ilias Iliadis; Roman Pletka (2009). "Write Amplification Analysis in Flash-Based Solid State Drives". ACM. CiteSeerX 10.1.1.154.8668. {{cite journal}}:Cite 저널 요구 사항 journal=(도움말)
  10. ^ Joel Santo Domingo (February 17, 2015). "SSD vs. HDD: What's the Difference?". pcmag.com. Retrieved July 11, 2015.
  11. ^ Chris Hoffman (September 19, 2014). "eMMC vs. SSD: Not All Solid-State Storage is Equal". howtogeek.com. Retrieved July 11, 2015.
  12. ^ "PCIe SSD: What it is and how you can use it". computerweekly.com. June 2010. Retrieved July 11, 2015.
  13. ^ "Solid-State Storage Devices". igcseict.info. April 25, 2015. Retrieved July 11, 2015.

외부 링크