SSD와 하드 드라이브의 차이점은 무엇인가요?

솔리드 스테이트 드라이브(SSD)에는 데이터를 저장하고 검색하는 다양한 집적 회로로 구성된 비휘발성 플래시 메모리가 포함되어 있습니다.

SSD 내부에는 그리드 패턴의 플로팅 게이트 트랜지스터가 있습니다. 이러한 그리드 내의 각 행을 페이지라고 하며 여러 페이지가 블록을 형성합니다.

SSD는 이러한 블록 내에 정보를 저장합니다. 플로팅 게이트 트랜지스터의 서로 다른 전하는 바이너리 1과 0으로 변환됩니다. SSD는 바로 이 바이너리를 이용하여 데이터를 주고받습니다. SSD 컨트롤러는 드라이브 내에서 특정 데이터가 저장된 위치를 추적하여 사용자가 컴퓨터 또는 노트북의 데이터에 액세스할 수 있도록 합니다.

솔리드 스테이트 드라이브(SSD)와 하드 디스크 드라이브(HDD) 모두 사용자가 파일을 저장할 수 있게 해주지만 작동 방식이 서로 다릅니다. HDD와 비교한 SSD의 차이점은 기술 발전에서 비롯된 것들이 많습니다. 

읽기 프로세스

읽기 프로세스는 HDD와 SSD가 디바이스에서 데이터를 검색하는 방법입니다.

HDD에 데이터 검색을 요청하면 I/O 컨트롤러에 신호가 전송됩니다. 그러면 컨트롤러가 액추에이터 암에 신호를 보내 필요한 데이터가 어디에 있는지 알려줍니다. 읽기/쓰기 헤드는 이 주소의 비트 전하를 읽음으로써 데이터를 수집합니다. HDD의 지연 시간은 액추에이터 암이 올바른 트랙과 섹터로 이동하는 데 걸리는 시간을 나타냅니다. 

SSD에는 구동부가 없습니다. 사용자가 데이터 검색을 시도하면 SSD 컨트롤러가 해당 데이터 블록의 주소를 찾아 전하를 읽기 시작합니다. 해당 블록이 유휴 상태인 경우 가비지 수집이라는 프로세스가 시작됩니다. 이 프로세스는 비활성 블록을 지워 새 데이터 스토리지에 사용할 수 있도록 비워줍니다.

쓰기 프로세스

쓰기 프로세스는 HDD와 SSD가 새 정보를 기록하는 방법입니다.

HDD의 모든 트랙과 섹터는 데이터를 저장하는 새 위치가 됩니다. 새 데이터를 저장하려고 하면 읽기/쓰기 헤드가 사용 가능한 가장 가까운 위치로 이동합니다. 그 위치에 도달하면 필요한 모든 비트의 전하를 변경하여 정보를 해당 트랙과 섹터에 바이너리로 저장합니다. 내부 HDD 알고리즘은 데이터를 쓰기 전에 처리함으로써 올바르게 포맷되도록 합니다. 

SSD에서 데이터의 일부를 변경하거나 다시 쓸 때는 전체 플래시 블록을 업데이트해야 합니다. 먼저 SSD는 기존 데이터를 사용 가능한 블록에 복사합니다. 그런 다음 원래 블록을 지우고 새 블록에 변경 내용을 쓰는 방식으로 데이터를 다시 씁니다. SSD에는 데이터를 이동하고 임시로 복제할 수 있는 추가 내부 공간이 있습니다. 사용자는 이 추가 스토리지에 액세스할 수 없습니다. 

성능

SSD는 HDD보다 작동 속도가 더 빠르고 에너지를 덜 사용합니다. 이러한 이점은 대용량 파일을 이동할 때 잘 드러납니다. SSD는 500MBps 이상의 속도로 파일을 복사할 수 있습니다. 최신 SDD는 속도가 최대 3,500MBps까지 이를 수 있습니다. 반면 HDD는 30~150MBps의 속도로만 데이터를 전송합니다. 

또한 SSD는 애플리케이션을 실행하는 속도가 더 빠릅니다. SSD는 50~250MBps의 속도로 읽기/쓰기 프로세스를 수행하는 반면, HDD는 동일한 작업을 0.1~1.7MBps의 속도로 수행합니다. HDD 속도는 플래터 회전 속도에 따라 제한됩니다. 플래터 회전 속도는 분당 4,200~7,200RPM(분당 회전수)으로 제한되므로 전자 방식의 SSD보다 HDD가 느립니다.

스토리지 용량

HDD와 SSD 모두 충분한 스토리지 용량을 제공합니다. 하지만 HDD가 더 경제적이기 때문에 일반적으로 HDD가 더 대용량으로 사용됩니다. SSD의 데이터 스토리지 비용은 GB당 0.08~0.10 USD인 반면 HDD는 GB당 0.03~0.06 USD에 불과합니다. 

내구성

HDD에는 구동 기계 부품이 있어 파손되기 쉽습니다. HDD를 떨어뜨리면 내부 암의 액추에이터 암이 파손되어 디바이스가 손상될 수 있습니다. HDD의 구동 부품은 더 많은 에너지를 소비하며, 디바이스의 수명을 단축시키는 열을 방출합니다.

SSD는 기계 부품이 없기 때문에 내구성이 더 뛰어납니다. 또한 에너지 소비가 적기 때문에 작동 시 발열이 적습니다. 하지만 블록에 데이터를 다시 쓸 수 있는 횟수는 한정되어 있습니다.

일부 블록이 다른 블록보다 먼저 소실되지 않도록 하기 위해 SSD는 웨어 레벨링이라는 프로세스를 사용합니다. 웨어 레벨링은 모든 블록이 읽기/쓰기 프로세스에 동일하게 사용되도록 합니다. SSD는 트림이라는 기술도 사용하는데, 이 기술을 사용하면 SSD가 원래 블록을 지울 때 중복 데이터를 다시 쓸 필요가 없습니다.

신뢰성

SSD와 HDD 모두 손실되거나 손상된 데이터의 복구가 가능합니다. 하지만 SSD는 오래된 데이터 파일을 덮어쓰므로 복구하기가 더 복잡합니다. 손상된 SSD에서 데이터를 복구하려면 적절한 장비를 갖춘 전문가에게 문의해야 합니다.

하나의 기술로서 HDD는 오랫동안 사용되어 왔습니다. 이러한 특징과 읽기/쓰기 프로세스로 인해 HDD에서는 데이터를 더 쉽게 복구할 수 있습니다.

그렇긴 하지만 SSD와 HDD 모두 데이터 손상에 취약하지는 않습니다. 따라서 데이터 백업 및 복구는 소프트웨어 수준에서 이중화 및 데이터 복제를 통해 관리하는 것이 가장 효과적입니다.

	SSD	HDD
의미	SSD는 Solid State Drive(솔리드 스테이트 드라이브)의 약자입니다.	HDD는 Hard Disk Drive(하드 디스크 드라이브)의 약자입니다.
작동 방식	SSD는 전자 회로에 데이터를 저장합니다.	HDD는 기계적으로 작동하는 자기 플래터에 데이터를 저장합니다.
읽기 프로세스	SSD 컨트롤러는 올바른 주소를 찾아 전하를 읽습니다.	HDD I/O 컨트롤러는 액추에이터 암을 구동하는 신호를 보냅니다. 그런 다음 읽기/쓰기 헤드가 전하를 읽습니다.
쓰기 프로세스	SSD는 새 블록에 데이터를 복사한 다음 이전 블록을 지웁니다. 그런 다음 전하를 변경하여 이전 블록에 새 데이터를 씁니다.	HDD는 읽기/쓰기 헤드를 사용 가능한 가장 가까운 위치로 이동시킵니다. 그런 다음 해당 영역의 비트 전하를 변경하여 데이터를 씁니다.
성능	SSD가 더 빠르고 조용하며 작동 시 발열도 적습니다.	HDD는 플래터를 이리저리 움직여야 하기 때문에 속도가 느리고 더 많은 열을 방출하며 소음이 발생합니다.
비용	SSD는 가격이 더 비쌉니다.	HDD는 가격이 저렴하고 상용 대용량 스토리지로 널리 사용됩니다.
내구성	SSD는 전기식이므로 손상 가능성이 적습니다.	HDD에는 구동 기계 부품이 있어 상대적으로 내구성이 떨어집니다.