M.2 SATA3 VS M.2 NVMe 1.2 성능 차이는 어느 정도일까? > 리뷰

인텔의 8세대 커피레이크 코어 i7 8700K 프로세서 그리고 라이젠7 1800X 등의 하이엔드 멀티 코어 프로세서가 앞다투어 판매가 되고 있는데 필자의 지인들이 새로운 게이밍 시스템을 구성하면서 기존의 2.5 인치 저용량의 SSD를 사용할 것인가 아니면 새로운 M.2 규격의 SSD를 구입할 것인가에 대한 문의가 많아졌다. 실질적인 이유는 게이밍 환경에서 빠른 성능을 느껴보기 위함일 것이다. 그들이 대부분의 그래픽카드로 지포스 GTX 1080 Ti를 구입하는 것은 기정사실화 되었기 때문에 프로세서, 그래픽카드 이외에 빠른 성능을 낼 수 있는 저장 장치에 대한 관심은 어찌보면 당연할 듯 하다. 그래서 이번에는 동일한 M.2 규격을 가지고 있지만 서로 다른 프로토콜를 가지고 있는 2가지 M.2 SSD의 수치적인 성능을 비교함으로써 어떤 차이가 있는지 확인해 보도록 하자.

ADATA 게이밍 NVMe 1.2 SSD, XPG GAMMIX S10 512GB

제품의 실질적인 모습은 작은 크기의 M.2 SSD 인 만큼 단촐하다. 제품의 본체 외에 기타 특별한 것들을 제공하지 않는데, 메인보드에 마운트가 되는 나사의 경우는 각기 메인보드 제조사에서 별도로 제공하므로 해당 M.2 슬롯을 가지고 있는 메인보드는 해당 부품들을 기본 제공하고 있으니 그 것을 사용하면 될 듯 하다.

ADATA의 GAMMIX S10 는 용량대별로 총 4개의 제품으로 구성되는데 가장 낮은 용량인 128GB 부터 최대 용량인 1TB 까지이다. 국내에서는 4가지 제품을 모두 판매하고 있는데 128GB 모델의 경우는 스펙 상으로 볼 때 기존의 SATA3 2.5인치 제품들에 비해 약 100MB/s 정도 읽기 성능이 빠르다. 하지만 진정한 NVMe 성능을 맛 보려면 256GB 이상의 제품을 구입하는 것이 좋다.

제품의 전면에는 알루미늄 소재의 멋스러운 방열판을 부착하여 게이밍 관련 제품이라는 이미지를 주고 있다. 전면에는 총 2개의 마이크론 32층 3D 낸드 TLC와 256Mbit 의 난야 DDR3 캐시 메모리, 그리고 실리콘 모션의 SM2260 컨트롤러가 자리를 잡고 있다. 그리고 후면은 2개의 마이크론 낸드 플래시와 동일한 용량을 가진 난야 DDR3 캐시 메모리가 부착되어 있다.

SSD 벤치마크 셋업

● 프로세서 : 인텔 코어 i7 8700

● 메모리 : Team Group Nighthark DDR4-3200 XMP 8G X 2

● 메인보드 : 기가바이트, 어로스 Z370 울트라 게이밍

● 그래픽카드 : 엔비디아 지포스 GTX 1080 FE

● 메인 SSD : 인텔 NVMe 600p 256GB

● 운영체제 : 마이크로소프트 윈도우 10 프로 64비트 (1703)

M.2 NVMe 1.2 VS M.2 SATA3 성능 비교 (512GB)

HDTune PRO 5.7

우선 첫번째로 HDTune 프로의 읽기 성능 부터 보도록 하자. 연속 읽기 성능에서는 NVMe 기반의 S10 이 동일한 용량을 가진 SATA3 인 샌디스크의 X300 512GB 와 적지 않은 성능 차이를 보였다. 평균 494MB/s 정도 였으나 SATA3 규격을 지닌 제품은 약 356MB/s 정도의 연속 읽기 성능을 보여주었다. 수치상으로만 본다라면 약 NVMe SSD가 약 50% 정도 빨랐다.

쓰기 성능에서는 조금은 S10 제품이 상당히 특이한 파형을 보여주었는데 연속 쓰기시 상당히 오르락 내리락 보이는 전송율을 파형을 보여주었다. 하지만 SATA3 기반의 X300 샌디스크 SATA3 SSD도 비슷한 파형의 패턴을 보여주었으나 전송 속도의 편차가 상대적으로 작았다.

AS SSD Benchmark 2.0

이번에는 AS SSD 벤치마크를 통해 2개의 서로 다른 SSD의 성능을 살펴봤다. 우선 NVMe를 지원하는 S10의 경우는 연속 읽기의 경우는 1500MB/s 정도가 그리고 연속 쓰기의 경우는 850MB/s 정도가 그리고 SATA3 는 연속 읽기가 520MB/s 정도 그리고 연속 쓰기가 450MB/s 정도의 성능을 보여주었다. 그리고 4K 읽기는 비슷한 성능을 그리고 4K 쓰기에서는 큰 차이로 NVMe SSD가 성능상의 우위를 유지했다.

ATTO DISK Benchmark

CrystalDiskMark 6.0.0 x64

나머지 두 개의 테스트에서는 모두 NVMe SSD가 큰 폭으로 성능 향상을 보였다. 이 두가지 벤치마크 프로그램만을 본다라면 NVMe SSD를 구입해야 하는 이유가 명확해진다. 게다가 동일한 가격이라고 한다라면 NVMe SSD를 선택하는 것이 나쁘지 않은 선택이다.

추가적인 성능 확인 코어 i7 8700 VS 코어 i9 7900X

필자가 테스트를 진행하면서 조금 더든 생각은 인텔의 코어 프로세서들은 서로 다른 PCI 익스프레스 레인을 가지고 있다 라는 것이었다. 일단 Z370 기반의 메인보드들 중에서는 하이엔드로 가게 되면 최대 3개의 NVMe / SATA3 지원 M.2 슬롯을 가지고 있는데 우리가 테스트를 했던 것과 같이 Z370 칩셋 기반에서 2개의 NVMe 를 장착한다거나 혹은 X299 칩셋 메인보드에서 2개의 NVMe 를 장착하게 되면 성능 차이가 존재할까라는 부분이었다. 아래 간단한 표로 이 두가지 프로세서의 PCI 익스프레스 레인을 정리해봤다.

8세대 코어 i7 프로세서의 경우는 최대 16개를 그리고 코어 i9 7900X 프로세서의 경우는 무려 44개나 가지고 있는데 이 차이는 두 배 이상이다.

▲ 좌 X299와 S10 512GB MVMe 성능 / 우 Z370와 S10 512GB NVM3 성능

이종간에 다른 인텔 칩셋에서는 앞서 프로세서가 가지고 있는 PCIe 익스프레스 레인에 따른 성능 차이는 없다고 봐야할 듯 하다. 몇 가지 조금은 다른 성능 보여주었지만 크게 본다라면 어느 정도 오차라고 볼 수 있을 정도로 미비했기 때문이다. 특히나 AS SSD Benchmakr 의 경우는 정말 얼마 차이가 나지 않는 수치를 보여주어서 S10 SSD 는 사용하고자 하는 인텔 프로세서의 종류에 따라서 성능이 편하지는 않는다라고 결론을 내릴 수 있겠다.

빠를 때로 빨라진 SSD, 그리고 게임에서도 체감하기가 쉽지 않다. 하지만...

우선 결론을 내리자면 동일한 SATA3 규격으로 데이터를 전송하는 M.2 와 2.5인치 SSD는 거진 성능 차이가 없다라고 보는 것이 맞다 라고 할 정도로 동일하다고 보면 될 듯 하다. 비록 다른 외형을 지니고 있지만 SATA3를 지원한다면 읽기와 쓰기 모두 500MB/s 내외 이기 때문이다. (그리고 제조사들 마다 크게 차이가 나봤자 위, 아래로 50MB/s 정도 라고 보면 된다.) 하지만 이제 막 피기 시작한 M.2 NVMe 는 프로세서와 바로 직결이 되는 PCIe 버스를 사용하기 때문에 수치상으로 확인할 수 있는 성능은 쓰기의 경우는 약 1.5배 정도 쓰기의 경우는 읽기의 경우는 3배 정도 였다.

하지만 지나치게 빨라진 SSD를 사용해서 일까? 감성적으로 게임등의 구동이 빨라졌다라고 느낄 뿐, 실제 게임 중에 SATA3 인지 NVMe 인지 판가름 하기란 하늘에 별따기 였다. 현재 3D 낸드 기반으로 넘어서면서 용량대비 가격대가 몇 년 전보다 엄청 나게 저렴해진 상황이기 때문에 되도록 이면 고용량을 제품을 구입하는 것이 좋을 듯 하다. 특히나 512GB 정도의 용량이면 어느 정도 게임을 즐기는 분들이라면 이제는 선택이 아닌 필수인 용량대가 되어가고 있다. 가격적인 부분을 조금 더 첨언하자면 실제 동일한 용량을 기준으로 256GB 혹은 512GB 가진 2.5인치와 NVMe 가격차이는 없다고 해도 무방할 정도로 비슷하다. 그렇다 보니 초기 128GB 정도의 SSD를 사용했던 분들이라면 현재 표준 용량이 되어버린 256GB 보다 라는 그 이상인 512GB 정도 써야 게이밍 환경에 나름 좋지 않을까 하는 생각을 갖게 마련다. 현재 512GB 용량을 지닌 SSD는 20만원 전 후면 어떤 제조사들의 제품이든지 구입이 가능하다. 이 정도 가격은 2년 전만 해도 그 절반에 해당되는 256GB 용량을 가진 제품들의 가격선이었다.

다시 이야기를 M.2 슬롯을 사용한 SSD로 넘어가 보자. 아무튼 필자의 지인은 이 모델이 아니지만 다른 ADATA 의 NVMe 지원 SSD 512GB 를 구입하게 되었다. 컴퓨터 게임만을 즐길 뿐 사실 조립에 대해서 관심도 없는 지인은 기존의 사용하고 있던 하드디스크 만을 옮겨와서 게이밍 시스템을 구성하였다. 그 친구의 왈 "어 SSD 케이블이 없는데 어떻게 연결한거야?" 라는 무식한 질문을 듣는 순간 아직도 많은 사람들이 스토리지를 SATA3 케이블로 연결해야 한다라는 선입견을 가지고 있다는 것을 깨달았다. 이와 비슷하게 예전 하드디스크인 IDE 에서 슬레이브, 마스터라는 개념으로 점퍼와 넙적한 케이블 형태에서 칼국수 형태의 SATA3 케이블로 넘어 왔을때 "배선이 쉬워져.. 케이스 내부에 공기 흐름이 좋아졌다." 라는 기사를 본 것이 어렴풋하게 스쳐지나 갔다. 벌써 몇 년이 지난 건가? 이제는 SSD를 장착하기 위해 케이블 조차도 필요 없는 세상이 왔다 라는 "隔世之感"을 느꼈다.