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Ssd 수명 연장을 위한 최적의 여유 공간과 오버프로비저닝 비율은?

최대절전모드가 SSD 수명을 짧게 만드는 이유
SSD의 성능과 수명을 극대화하기 위해 어느 정도나 여유 공간으로 둬야 하는지 알아본 적이 있다면, 아마도 0-50%라는 이야기를 많이 들었을 것이다. 여전히 정확한 비율은 모호하다. 일반적으로 1TB 혹은 2TB 드라이브를 사용하는 경우 20% (200-400GB) 정도를 여유 공간으로 두는 것이 좋다고 알려져 있다. 일부 사람들은 이 정도 여유 공간을 쓸데없고 낭비하다고 생각할 수도 있다. 그러나 일반적인 활용, 그리고 업무 용도로 SSD를 사용하는 경우 여유 공간을 너무 적게 두면 성능에 문제가 발생할 수 있으므로 피하는 것이 좋다. 이제 SSD의 여유 공간에 대해 자세히 알아보도록 하자. SSD에 여유 공간이 필요한 이유는 다양하다. 우선, SSD는 HDD와는 다르게 오류가 발생할 수 있다. HDD는 내부에서 움직이고 회전하는 부품이 많기 때문에 오류가 발생할 수 있는 위험이 높다. 하지만 SSD는 조용하고 저전력이며, 안정적인 상태를 유지하기 때문에 오류의 형태가 완전히 다르다. SSD의 작업은 드라이브의 칩 내부에서 전기적으로 처리되기 때문에 부품의 마모가 거의 없다. 그러나 SSD의 메모리 셀에서 데이터를 쓰는 작업은 조금 더 많은 전력이 필요하고 스토리지의 수명을 소모한다. SSD의 각 셀은 쓰기 작업을 할 수 있는 최대 횟수가 있으며 이는 SSD의 수명이다. 또한, SSD의 펌웨어는 드라이브의 마모 수준을 균일하게 유지하도록 설계되어 일부 셀만 동일하게 사용되는 것을 방지한다. SSD의 펌웨어는 쓰기 작업을 하는 셀을 다른 셀로 변경하여 마찰을 줄이고 데이터의 안정성을 유지한다. 더불어, SSD의 펌웨어는 SSD 칩 설계에 따라 데이터 작업의 크기를 다르게 설정할 수 있으며 이로 인해 얼마나 많은 여유 공간을 두어야 하는지에 대한 조언이 다양한 이유이다. 최대 4MB의 쓰기 작업이 발생할 수 있기 때문에 적절한 여유 공간을 유지해야 한다.

오버프로비저닝 : SSD 수명을 늘리는 공간

복도문 : 오버프로비저닝: SSD 수명을 늘리는 공간

초기 SSD 제품에서 일부 셀의 오버헤드가 고장으로 이어지자 제조업체들은 아예 사용자는 물론 운영체제도 볼 수 없는 추가 공간을 SSD에 넣기 시작했다. 이른바 ‘오버프로비전(overprovision)’이다. 이 숨겨진 추가 영역 덕분에 SSD는 더 큰 블록 대신 더 작은 페이지 크기로 자주 쓰기 작업을 할 수 있고 전체적인 제품 수명도 늘어났다. 드라이브 제조업체 시게이트는 이를 15개 블록 게임으로 설명하기도 했다. 이런 오버프로비저닝 스토리지는 드라이브 사양의 여러 숫자 속에 숨겨져 있다. 예를 들어 500GB 드라이브는 5,000억 바이트 스토리지다. 그러나 메모리 칩은 2의 제곱근으로 계산된다. 즉, 10억에 가장 가까운 값은 2^10인 1024 유닛 즉, 기비바이트(Gib)다. 1GiB는 1,073,741,824바이트다. 500GiB 드라이브에는 537GB 스토리지 공간이 있는 것이다. 우리는 단순히 500GB로 알고 있지만, 본래 오버프로비저닝된 드라이브 공간 37GB가 더 들어 있다. SSD는 보통 5~10년 정도 수명을 가진다. TBW(terabytes written)라는 숫자로 수명을 표시하는데, 일정 용량의 데이터 쓰기 작업을 얼마나 잘 분산하는지를 의미한다. 삼성의 가성비 좋은 T7 외장 드라이브 시리즈 1TB 모델의 경우 360TBW다. 200GB 데이터를 매일 쓰기 작업할 때 5년 정도 사용할 수 있다. 용량이 더 큰 제품은 크기에 비례해 더 많은 쓰기 작업을 할 수 있으므로 TBW도 더 높다. 삼성은 데이터센터 사용자를 위해 오버프로비저닝 개념을 쉽게 이해할 수 있는 가이드를 내놓았다. 이 백서를 보면 여유 스토리지 공간과 제품 수명의 관계를 쉽게 이해할 수 있다. 데이터센터는 일반 개인 사용자보다 쓰기 작업의 빈도와 규모가 매우 크므로 이런 정보는 데이터센터에서 특히 유용하다.

데이터센터용 드라이브에서 오버프로비저닝이 없을 때의 수명을 1이라고 가정한다. SSD 전체 용량의 6.7%를 오버프로비저닝 하면 (삼성과 다른 SSD 업체는 보통 일반 사용자용 제품에 이 정도 오버프로비저닝을 한다) 수명은 2.09배, 즉 약 2배 늘어난다. 28%까지 오버프로비저닝 하면 제품 수명은 5.22배 늘어난다. 5년 쓸 수 있는 제품의 수명이 12년 정도까지 늘어난다는 의미다. 따라서 매일 라이브 리코딩을 하거나 오디오, 비디오 편집 작업을 하는 등 일반적인 사용자보다 더 파일 쓰기 작업이 많은 경우 SSD에 여유 공간을 두는 것이 좋다. 그렇다면 이런 여유 공간을 얼마나 둬야 할까?

추가문 : 오버프로비저닝으로 인해 SSD 제품의 수명이 어떻게 늘어나는지 알기 위해서는 오버프로비저닝의 개념과 데이터센터에서의 활용법을 이해해야 한다. 오버프로비저닝은 초기 SSD 제품에서 발견된 오버헤드에 대한 대응으로 제조업체들이 추가 공간을 SSD에 넣는 것을 말한다. 이렇게 추가된 공간 덕분에 SSD는 더 작은 페이지 크기로 자주 쓰기 작업을 수행할 수 있고, 전체적인 제품 수명도 증가한다. 삼성은 데이터센터 사용자를 위해 오버프로비저닝 개념을 소개하는 가이드를 제공하고 있다. 이 가이드를 통해 데이터센터에서 오버프로비저닝된 드라이브 공간과 제품 수명의 관계를 쉽게 이해할 수 있다. 이 정보는 데이터센터에서 특히 유용하며, 일반 사용자보다 쓰기 작업의 빈도와 규모가 더 큰 데이터센터에서는 SSD에 여유 공간을 두는 것이 더욱 중요하다. SSD의 수명을 늘리기 위해서는 오버프로비저닝을 해야 한다. 오버프로비저닝하는 방법은 SSD 전체 용량의 일부를 할당하는 것인데, 일반적으로는 전체 용량의 6.7%를 오버프로비저닝하여 수명을 약 2배 늘린다. 또한 28%까지 오버프로비저닝하면 제품 수명을 5.22배로 늘릴 수 있다. 일반 사용자보다 파일 쓰기 작업이 많은 경우에는 더욱 많은 여유 공간을 두는 것이 좋다.

최대절전모드가 SSD 수명을 짧게 만드는 이유

최대절전모드가 SSD 수명을 짧게 만드는 이유
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오버프로비저닝 규모

오버프로비저닝 규모

일반 사용자용 SSD인 애플, 삼성 등의 드라이브는 일반적으로 7%의 오버프로비저닝 용량을 두고있습니다. 오버프로비저닝에 대한 가장 일반적인 권고는 다음과 같습니다.

맥의 시작 볼륨이나 외장 드라이브는 사용 행태에 따라 5~20%의 여유 공간을 두는 것이 좋습니다.

M1 시리즈 맥의 경우 더 많은 공간을 권장합니다.

외장 드라이브의 여유 공간이 0%에 가까워질수록 읽기 작업은 큰 문제가 없지만 다시쓰기 작업에서 이상이 있을 수 있습니다.

맥의 시작 볼륨은 대부분의 외장 드라이브보다 쓰기 작업이 더 많이 이뤄집니다. 따라서 시작 볼륨은 일정 용량 이상의 드라이브를 사용하는 것은 물론 5~20% 충분한 여유 공간을 두는 것이 좋습니다. 필자의 경우 일반적인 작업에서는 여유 공간을 낮게 유지하고, 지속적으로 파일을 쓰고 이동하는 소프트웨어를 쓸 때는 더 많은 여유 공간을 설정합니다. 어떤 경우든 상관없이 맥OS 시작 볼륨은 항상 일부 여유 공간을 유지하는 것이 좋습니다. 애플은 이런 스토리지 여유 공간에 임시 파일, 이른바 스왑(swap) 파일을 위한 메인 볼륨 파티션을 둡니다. 스왑 파일은 대량의 데이터를 드라이브에 저장할 때 메모리가 부족하면 생성됩니다. 타임머신(Time Machine) 스냅샷을 타임머신 볼륨으로 전송하기 전에 시작 볼륨에 잠시 저장하는 용도로도 만들어집니다.

사용자는 오버프로비저닝을 위해 수동으로 할당되지 않은 빈 스토리지 공간을 할당할 수도 있습니다.

M1 시리즈 맥에서는 내장 SSD를 더 신경 써서 관리해야합니다. M1 시리즈 칩은 애플이 만들었으며 맥 내장 SSD에 오류가 생기면 부팅 자체를 할 수 없기 때문입니다. 즉, 외장 드라이브에서부터 시작하도록 인증하는 프로비저닝 정보가 내장 드라이브에 있어 내장 SSD에 이상이 생기면 인텔 맥처럼 손쉽게 다른 외장 SSD로 교체할 수 없습니다. 맥을 시작하는 데 사용되지 않은 외장 SSD에서는 사용 패턴에 따라 오버프로비저닝을 결정하면 됩니다. 예를 들어 데이터 저장 용도로 사용하거나 타임머신 볼륨으로 사용해 데이터가 점점 늘어나고 필요할 때 덮어쓰기를 하는 경우라면 수명 저하를 걱정하지 않고 100% 모두 사용해도 됩니다. 주로 데이터를 읽는 용도로 사용하는 드라이브라면 거의 부품을 소모하지 않습니다. 그러나 외장 드라이브에서 읽고 쓰는 작업을 매우 빈번하게 하거나 특히 용량이 큰 파일을 지우고 수정하고 이동하는 경우가 많다면 충분한 여유 공간을 두는 것이 좋습니다. [email protected].

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Ssd - Itworld Korea
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