베일을 벗인 시리얼ATA의 성능은 과연 어느 정도인가?
 2002.12.16 | |
| 빠른 것이 미덕인 컴퓨터분야에서 대표적으로 느린 분야는 바로 하드디스크일 것이다. 다른 부품과는 달리 디스크를 회전하는 물리적인 기능이 필수적인 탓에 하드디스크는 모든 정보를 저장하는 소중한 역할에도 불구하고 조금은 천덕꾸러기 대접을 받은 것도 사실이다. 워낙 느린 탓에 성능보다는 용량과 값으로만 승부를 거는 대표적인 부품이라 생각되었기 때문이다. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
물론 지금 표준처럼 쓰고 있는 E-IDE하드디스크가 자리를 잡은 다음 UDMA-33, 66, 100 등으로 꾸준히 전송속도를 높여온 것은 사실이다. 그럼에도 불구하고 디스크를 회전해서 데이터를 읽고, 기록하며, 지우는 지금의 IDE방식 하드디스크는 최신 UDMA-100 방식이라고 하더라도 실제 전송속도는 규격에서 내세우는 초당 최대 100MB의 50～60% 수준에 머물고 있는 것이 사실이다. 여기에 맥스터(Maxtor)가 주도하는 ATA-133이라는 새로운 규격이 선보이고는 있지만 이 역시 기존의 UDMA-100을 개량한 것에 지나지 않는다는 것이 냉정한 평가일 것이다. 무엇보다 지금의 PC규격을 좌지우지하는 인텔에서 냉정한 반응으로 일관했다는 것이 큰 이유가 될 것이다. 인텔이 생각하는 차세대 하드디스크의 표준 인터페이스는 지금의 패러럴 방식을 근본적으로 바꾼 새로운 시리얼(Serial) ATA라는 것이다. 무엇보다 초당 최고 전송량이 150MB로 넉넉해졌다는 것이 가장 큰 장점이며, 얇고 단순한 케이블로 연결해서 보다 쓰기 쉽다는 것도 눈에 들어오는 특징이다. 이미 많은 메인보드들에서 시리얼ATA단자를 양념처럼 갖추고 있는 상황이다. 화려해질 대로 화려해지고 있는 최근의 메인보드 분위기에서 시리얼ATA는 또 다른 대안으로 생각되기 때문이다. 이렇듯 시리얼ATA는 단순한 하드디스크 인터페이스가 아니라 PC규격에 큰 변화를 몰고 올 전망이다. 과연 시리얼ATA는 무엇이고, 이 규격이 몰고 올 시장의 변화는 어떻게 될 것인지 관심을 가지고 지켜볼 따름이다.
꾸준히 발전해온 ATA방식 시리얼ATA를 설명하기 위해서는 하드디스크와 메인보드를 연결하는 통로, 즉 인터페이스에 대한 약간의 이해가 필요하다. 지금 쓰이고 있는 방식은 흔히 ATA방식이라고 한다. 정확한 명칭은 AT Attachment이며, 같은 뜻으로 쓰이는 IDE(Integrated Drive Electronics)는 ATA 방식을 고안한 회사 이름이다. 이러한 ATA 분야는 초창기 IDE가 등장한 이후 많은 변화를 보여왔다. 이러한 변화를 주도한 것이 바로 E-IDE이다. EIDE는 하드디스크 제조사 가운데 하나인 웨스턴디지털의 마케팅 프로그램으로 개발된 것이다. ATA-2, ATAPI, Fast-ATA 순서로 표준이 만들어졌으며, 이 가운데 Fast-ATA는 E-IDE와 매우 비슷한 것으로 시게이트와 퀀텀에서 만들었다. 지금이야 당연한 것이지만, ATA는 디스크 컨트롤러를 드라이브 안에 담아 인터페이스가 간단하고, 값도 싸다는 것이 큰 장점. 컨트롤러와 드라이브가 통합되어 부품 수가 줄어 신호 전달 체계 역시 짧아지고 노이즈 문제를 해결해서 데이터의 신뢰성이 높다는 것도 큰 장점이다. ATA-2는 이를 더욱 발전시킨 것으로 기존 ATA규격의 한계로 인해 만들어진 것이다. 당시의 ATA가 가지는 느린 전송 속도를 개선한 ATA 호환 확장 규격으로 데이터 전송을 빠르게 하기 위해 Fast PIO(PIO mode 3, 4) 지원과 DMA를 담고 있다. 지금도 표준처럼 쓰이는 PnP 지원이나 하드디스크 자동 인식 기능도 이때 포함된 것이다. 새로운 섹터 지정 방법인 LBA도 마찬가지. ATA-3은 이를 더욱 발전시킨 것으로 PIO mode 4 지원, 발전된 전원 관리, 에러 경고 기능인 SMART 기능 등이 추가되었다. 이러한 규격과 쌍을 이루는 ATAPI(ATA Packet Interface)는 ATA가 하드디스크 전용이라는 단점을 보완하기 위해 만들어진 것이다. CD롬 드라이브를 연결할 마땅한 인터페이스가 없었기 때문. 이 역시 기술발전에 의해 계속해서 새로운 규격으로 발전한다.
가장 처음 선보였던 것이 Fast-ATA. 시게이트와 퀀텀에서 제안한 것으로 데이터 전송률과 528MB라는 용량 제한을 개선한 것이지만 지금은 더 이상 쓰지 않는다. 최근에 표준처럼 쓰이는 기술은 Ultra ATA 또는 UDMA라는 것이다. 이런 표준에 의해 처음으로 만들어진 것이 바로 UDMA33이다. ATA-2 인터페이스는 최고 16.7MB/s의 전송률을 갖는다. 여기에 부팅이나 큰 프로그램을 로딩할 때는 순차적인 데이터 전송으로 인하여 발생하는 병목현상을 피하기 위해서는 전송속도의 비율에 맞추어서 내부데이터 전송률의 개선도 함께 이루어질 필요가 있었다. 디스크 내부 데이터는 플래터의 밀도와 회전속도에 의존하기 때문에, 회전속도의 증가는 내부데이터의 속도를 증가를 가져온다. 멀티미디어 프로그램에서 파일 크기의 증가와 디스크 최적화시의 순차 쓰기 기능은 큰 파일 전송률에 큰 영향을 미치게 된다 내부 데이터 전송률이 늘어난다는 것은 결국 디스크 드라이브의 버퍼가 빠르게 채워진다는 것에 다름 아니다. Fast ATA에서는 데이터를 읽는 동안 어쩔 수 없는 지연시간이 있지만, 반대로 Ultra ATA는 데이터 지연시간을 제거해서 타이밍 간격을 개선했다. ATA-2에서 스트로브가 올라갈 때만 데이터를 전송할 수 있다. 이것은 프로세서가 디스크 컨트롤러에 명령을 보내 처리하는 시간이 필요하기 때문이다. 하드디스크는 인터페이스의 컨트롤러인 호스트가 보내는 스트로브(Strobe)신호를 기다려야 한다. 다시 말하면 데이터를 버스에 보낸 뒤에 버스에서 이용해도 좋다는 허락이 떨어질 때까지 참고 기다려야 한다. 그러나 울트라 ATA는 응답을 요청하는 쪽에서 지금 버스가 놀고 있는지 확인한 후에 “버스가 놀고 있으니 내가 쓸게”하고 프로세서의 허락이 떨어지기 전에 데이터 전송을 시작한다. 즉 호스트에서 보내는 스트로브를 기다리는 시간(전송지연 : Propagation delay)과 버스에 데이터를 실어 보내기 전에 걸리는 시간(데이터 회귀시간 지연)을 모두 없애 버스 전송속도를 늘린 것이다. 그러면서도 디자인 구조를 거의 바꾸지 않았기 때문에 기존 하드디스크나 메인보드와 호환되며 따로 케이블을 바꿀 필요가 없으므로 추가 비용도 들지 않는다는 것이 장점이다. 퀀텀에서 제안한 이 사양에 따르면 DMA 모드2의 2배에 달하는 33MB/s의 대역폭을 갖는 규격이다. 최근 표준처럼 쓰이는 E-IDE와 Fast-ATA의 기본은 PIO mode 3, 4나 멀티워드 DMA mode 1, 2 등의 파일 전송 모드를 기본으로 한다. 물론 이런 용어들은 기술발전의 정식 용어라기보다는, 하드디스크 제조사에서 마케팅 차원으로 개발된 것이다. E-IDE(Enhanced IDE)는 웨스턴디지털의 등록상표이고, Fast-ATA는 시게이트에서 만들어서 시게이트와 퀀텀에서 규정한 것이다. 이런 기술들은 더욱 발전을 거듭해서 전송속도를 최고 66MB/s로 끌어올린 UDMA-66, 그리고 UDMA-100까지 발전을 거듭했다. 이런 UDMA기술 가운데 가장 최근에 선보인 것이 맥스터가 주창한 ATA-133이다. 속도와 용량을 개선하라. ATA-133 맥스터가 주도하고 있는 ATA-133은 지금의 기술로 속도와 용량 한계를 모두 뛰어넘기 위한 노력이라고 할 수 있다. ATA-100까지 주로 쓰던 ATA인터페이스는 LBA방식으로 하드디스크를 관리한다. 문제는 LBA방식이 최대 28비트로 하드디스크를 관리해서 2의 28승■512바이트, 즉 137GB라는 용량한계가 있다는 것이다.
따라서 하드디스크의 용량을 늘리기 위해선 새로운 기술이 필수적인데, 맥스터에서는 지금의 LBA를 48비트로 늘려 이론상으로는 144PB(Peta는 Giga의 100만배 단위)의 하드디스크를 만들 수 있는 기술을 발표했다. 그것이 바로 ATA-133이다. 이와 관계된 규약들은 아직 표준이 정해진 것은 아니며, 맥스터가 주도하고 있는 이 기술들은 앞으로 ATA / ATAPI-6 규격으로 정리될 예정이다. 맥스터에서는 이것을 빅 드라이브라고 한다. 즉 ATA-133의 핵심 가운데 하나는 용량의 확장이다. 또 다른 축인 속도에 대해서는 Fast Drives Technology로 정의할 수 있다. ATA-133은 이름처럼 133MB/s의 이론 전송률을 갖으며, 실제로는 최대 약 80MB/s이상의 전송률을 갖는다. 당연히 기존 ATA-100과 호환성을 갖추고 있으며, 케이블 역시 지금의 80핀 그대로이다. 즉 ATA-133은 속도와 용량을 개선하면서도 지금의 ATA방식과 호환성을 갖추고 있다는 것이 무엇보다 큰 장점이다. 근본적으로 바꾸자. 시리얼ATA 이런 ATA-133 역시 냉정하게 생각하면 완전히 새로운 기술이 아니라, 기존 기술을 개량한 것이므로 근본적인 한계가 있게 마련이다. ATA-133 역시 냉정하게 생각해보면 기존 ATA-100에서 ATA-200으로 발전하지 못한 것도 따지고 보면 지금의 패러럴 ATA의 한계라는 의견이 있을 정도로 속도 제한에 걸리는 모습을 보이고 잇다.
시리얼ATA는 이의 대안으로 발전한 것이다. 패러럴 ATA는 16비트로 데이터를 전송한다. 물론 이 과정에서 전송속도를 높이기 위해 디스크 회전수를 높이거나 비트수를 넓힐 수도 있다. 문제는 무턱대고 디스크 회전수를 높이면 소음, 진동, 발열 등의 물리적 문제가, 비트수를 높이면 한번에 그 많은 데이터를 처리할 여유가 없다는 것이다. 물론 버퍼를 최대한 써서 약간의 여유를 둘 수는 있다. 얼마전 선보인 웨스턴디지털 8MB 특별판이 좋은 예이다. 이 역시 조금씩 여유를 둘 수는 있지만 근본적인 해결책은 아니다. 시리얼ATA의 기본은 훨씬 빠른 전송 속도로 16비트에 따로 담아서 보내던 데이터를 잘게 쪼개서 보낸다는 것이다. 물론 한번에 전달하는 데이터 양은 작지만 전송속도가 빠르다보니 결국 전체적인 전송속도는 빠르게 된다. 이는 직렬방식을 쓰는 RD램과 병렬방식을 이용하는 SDRAM과 비슷한데, 시리얼ATA는 속도를 높인 RD램에 해당하는 셈이다. 이를 연결하는 케이블 커넥터를 벗기면 모두 7핀을 볼 수 있다. 이 가운데 4개가 실제 신호선을, 나머지 3개는 그라운드(접지)를 담당한다. 반면 전원선은 기존 4핀 구성에 비해 하나가 더 늘어난 5선/5핀 구성이다. 물론 이 다섯 개 선과 핀은 기존의 12V / 5V / 각각의 접지선 + 3.3V이 더해진 것이다. 이렇게 3.3V가 더해진 것은 모바일 기기등 저전압 장치에서도 쉽게 적용하고, 낮은 전압을 이용하므로 저전력 사용하며, 낮은 전압으로 상대적으로 안정적인 작동 보장 등의 특징을 갖는다. 그림에서 HT는 Host Chip Transfer를 말하며, HR는 Host Chip Receiver이다. 반면 DR(Device Receiver) / DT(Device Transfer)를 각각 말한다. 각각은 +/-신호로 나뉘고 상호 짝을 이루게 되므로 그림처럼 붙게 된다. 결국 신호를 전달하는 선은 4개라는 것이며 서로 쌍을 이룬다는 것이 특징이다. 이는 직렬 연결방식의 특징이라고 설명할 수 있다. 굳이 번거롭게 이런 방식을 쓰는 것은 낮은 전압에 의해 신호가 왜곡될 가능성이 크기 때문. 이런 전송방식을 디퍼런셜(Differential) 전송이라고 한다. 즉, 디퍼런셜 전송은 단 2개의 선으로 데이터를 전송할 때 왜곡을 방지하기 위해 일반적인 신호선-접지극이 아닌, 신호선-역신호선의 방식으로 데이터를 전달한다. 결국 신호가 강해지는 효과 (실제로는 약 2배)를 얻을 수 있어, 전압폭 역시 2배로 증가하는 장점을 갖는다. 이것은 RD램처럼 직렬로 연결되는 인터페이스가 공통적으로 이용하는 방식이기도 하다. 실제 패러럴ATA의 전기적 신호가 5V인데 비해 시리얼ATA의 그것은 1/10에 불과한 0.5V에 불과하다. 따라서 이를 보완할 그 무엇인가가 필요하다.
물론 패러럴 방식과 시리얼 방식은 나름대로의 장단점이 있다. 패러럴 방식의 장점은 이미 쓸 수 있는 환경이 풍부하다는 것과 비트수가 넓다는 것이다. 반대로 생각하면 전송속도를 높이는데는 한계가 있다. 반면 시리얼ATA는 전송속도를 전체적인 클럭을 높여 빠르게 한다. 대신 전송 비트수는 상대적으로 좁은 편이다. 대신 클럭을 높여 전체적인 전송 대역폭을 넓히는 것이 그다지 어렵지 않기에 인텔은 시리얼ATA를 미래의 하드디스크 표준으로 밀고 있는 것이다. 속도는 빠르게, 연결은 단순하게 결국 시리얼ATA의 기본적인 원리는 직렬방식으로 바꾸고 속도를 높여 대역폭을 늘린다는 단순한 발상이다. 덕분에 패러럴ATA보다 빠른 전송속도를 갖추었다는 것이 무엇보다 큰 장점이다. 지금 선보인 시리얼ATA는 그 첫 번째 단계로 최고 150MB/s의 전송속도를 갖는다. 1세대 시리얼ATA 또는 ATA150이라는 이름으로 불리는 것도 이 때문이다. 물론 앞으로는 전송속도가 점점 빨라질 전망이다.
또 다른 특징은 지금의 패러럴 ATA와 소프트웨어 면에서 호환성을 확보하고 있다는 것이다. 시리얼ATA는 응응프로그램과 운영체제에서는 기존 패러럴 ATA와 같아 인식한다. 물론 부팅을 시리얼ATA 하드디스크로 하는 정도도 문제없다. 이 점은 초기 시장진입비용을 줄일 수 있다는 점에서, 그리고 복잡하지 않다는 점에서 적지 않는 장점이다. 시리얼ATA가 단순한 하드디스크 연결 통로가 아닌 컴퓨터의 전체적인 인터페이스에 영향을 줄 수 있다는 점, 인텔이 이를 주도한다는 점도 큰 장점이다.
여기에 단순한 구성이라는 것도 결코 적지 않은 장점이다. 패러럴 ATA에 비해 케이블 구성이 매우 단순하다. 따라서 연결하기도 쉽고 케이스 안쪽의 구성도 보다 깔끔해진다. 연결 케이블만 달라지는 것이 아니다. 패러럴 ATA의 경우 케이블에 마스터와 슬레이브로 구분하면서 흔히 점퍼 스위치로 마스터, 슬레이브의 변환을 한다. 여기에 80선 / 40핀의 케이블은 취급하기가 그리 쉽지 않은 편이다. 핀을 꼽을 때마다 1번 단자를 살펴야한다. 반면에 시리얼ATA는 하나의 커넥터에 연결되는 하드디스크는 언제나 하나로 제한된다. 즉, 복잡한 마스터와 슬레이브의 구분이 없다. 여기에 쓰는 도중 하드디스크를 빼거나 꼽을 수 있는 이른바 핫스왑(Hot Swap)도 문제없다. 물론 일반 하드디스크에서는 그다지 큰 장점이 아닐 수 있지만, 언제나 연결해서 컴퓨터를 써야하는 서버나 이동성이 중시되는 노트북 등에서는 제법 쓸모 있는 기능이다. 이와 연결해서 메인보드 역시 지금의 덩치 큰 EIDE입력단자 대신 작고 간단한 시리얼ATA단자만 갖추면 되므로 결국에는 제조비용도 줄고 보드도 작고 간단해진다.
물론 단자 하나에 하나의 시리얼ATA장비만 쓸 수 있다는 것은 단점이 될 수도 있다. 지금 선보이는 메인보드들에 쓰인 컨트롤러는 보통 2개의 시리얼ATA 하드디스크를 연결할 수 있기 때문이다. 하지만 앞으로 컨트롤러가 3개 이상의 채널을 쓸 수 있도록 발전한다면 이런 문제점은 해결될 전망이다. 사소한 것일 수도 있지만 케이블 길이도 늘어났다. 보통 IDE케이블은 1M, 실제로는 그에 훨씬 못 미치는 길이다. 길이가 길어지면 그만큼 전달신호에 문제가 생기게 되므로 제한을 걸어두는 것이다. 반면 시리얼ATA 케이블의 경우 최대 2M까지 길이를 늘려도 큰 문제가 없다. 처음 선보인 시리얼ATA 하드디스크. 시게이트 바라쿠다 ATA5
이런 규격에 맞춰 처음으로 선보인 제품은 인텔과 함께 사실상 시리얼ATA를 주도하고 있는 시게이트가 선보인 최신 바라쿠다 ATA5, 모델명 ST3120023AS이다.
이 제품의 가장 큰 특징은 물론 시리얼ATA인터페이스이다. 호환성을 위해 바라쿠다 ATA5는 EIDE타입도 함께 선보이고 있다. 기존 제품인 바라쿠다 ATA4는 스카시로 유명한 시게이트의 인식을 바꾼 제품이다. 뛰어난 안정성과 높은 성능에 최신 기술인 유체 베어링을 이용해 소음과 진동, 발열을 줄이면서 값도 그리 비싸지 않았던 것이 장점이다. 바라쿠다 ATA5만의 특징은 플래터 장 당 용량을 60GB로 끌어올렸다는 것. 데이터가 실제로 기록되는 원판인 플래터(Platter)에 기록밀도를 높인 것이다. 바라쿠다 ATA5가 갖추고 있는 장 당 60GB는 지금 기술로는 최고 수준의 기록밀도라고 할 수 있다. 이렇게 기록밀도를 높이면 몇 가지 장점과 단점이 생긴다. 가장 큰 장점은 역시 큰 비용부담없이 용량을 크게 늘릴 수 있다는 것이다. 참고로 장 당 40GB에 머물렀던 바라쿠다 ATA4가 최대 80GB용량까지 선보였던 것에 비해, 바라쿠다 ATA5는 120GB제품까지 선보이고 있는 것이 좋은 예라고 할 수 있다. 기록밀도를 높게 하면 실제 데이터를 읽거나 쓰기 위해 헤드가 움직이는 거리는 그만큼 줄어든다. 따라서 기록밀도가 낮은 제품에 비해 상대적으로 전송률을 높이는데 유리하다. 물론 회전속도는 기존 IDE하드디스크와 같은 7,200rpm수준이다. 다만 플래터의 기록밀도를 높이게 되면 생기는 단점도 있다. 그만큼 정밀한 움직임이 필요하기 때문이다. 과장해서 말하면 예전에는 대강 움직여서 자리를 잡아도 그만이지만, 기록밀도가 높을수록 상대적으로 정확하고 바른 위치에 빠른 속도로 움직이지 않으면 오히려 준비작업에 상대적으로 많은 시간을 빼앗기게 된다. 하드디스크에서 이렇게 헤드가 움직여 데이터를 읽고 쓰기까지 걸리는 일종의 준비시간인 평균 검색시간(Seek Time)을 줄이는 것은 플래터 용량을 늘리는 것만큼이나 성능에 중요한 영향을 미친다. 또한 플래터가 회전해서 요청된 섹터 아래에 헤드를 이동하는데 걸리는 시간을 레이턴시(latency)시간이라고 부르며 그 평균 시간을 평균 레이턴시라고 한다. 흔히 말하는 억세스 타임(Access Time)은 컴퓨터가 데이터를 요청하는 명령을 드라이브에 내린 뒤부터 헤드를 원하는 섹터로 이동시키는데 필요한 검색시간과 레이턴시 타임을 합한 값이다. 시리얼ATA방식으로 달라지기는 했지만 바라쿠다 ATA5의 경우 레이턴시는 기존 ATA4와 같고, 검색시간은 9.5ms에서 9.0ms로 약간 줄어 들어드는데 그치는 것은 플래터를 회전하는 지금의 하드디스크의 한계라고 할 수도 있을 것이다. 성능은 어느 정도 하드디스크의 성능은 크게 두 가지 방법으로 구분되어 알 수 있다. 하나는 하드디스크 자체의 물리적인 성질을 각종 벤치마크 프로그램을 써서 알아보는 것이다. 전송속도, 액세스타임, CPU 점유율 등이 대표적이다. 다른 하나는 실제 하드디스크가 응용프로그램에서 어느 정도 성능을 보이는 지를 알아보는 것이다. 이때에는 해당 하드디스크에 응응프로그램을 로딩하는 속도를 알아보는 것이 좋다. 이번 실험에서는 시스템 성능을 알아보는 벤치마크 프로그램으로도 잘 알려진 Veritest의 Business Winstone 2002를 이용했다. 모든 실험은 기본이 되는 하드디스크를 하나 두고 IDE 경우 세컨드 IDE채널로 연결하고, 시리얼ATA는 메인보드의 컨트롤러를 이용했다. 실험에 이용한 컨트롤러는 실리콘 이미지 제품이다. 굳이 하드디스크를 다르게 연결하는 것은 해당 하드디스크의 쓰기 성능도 함께 알아보기 위함이다. 쓰기 성능을 알아볼 때에는 하드디스크의 모든 데이터가 지워지기에 하나의 하드디스크로만은 실험할 수 없다. 참고로 실험에 이용한 하드디스크는 모두 단일 파티션을 NFTS방식으로 잡아 실험을 진행했다. 비교를 위한 하드디스크 역시 시게이트 바라쿠다 ATA5로 연결방식이 IDE인가 시리얼ATA인가만 다르다.
실험 1. 윈벤치99 serial 윈벤치99는 비록 오래된 프로그램이기는 하지만 하드디스크의 필수적인 성능을 알아보는데는 약방의 감초처럼 쓰이는 프로그램이기도 하다.
일단 데이터 전송률을 살펴보면 두 제품이 큰 차이가 없다는 것을 쉽게 알 수 있다. 그렇다면 최고 전송률 150MB/s라는 시리얼ATA는 허구라는 것인가? 그것은 결코 그렇지 않다. 시리얼ATA에서 말하는 최고 전송률 150MB/s는 어디까지나 말 그대로 최고의 외부 전송률이다. 하드디스크와 메인보드를 연결하는 속도를 이 정도로 넉넉하게 갖추었다는 것에 다름 아니다. 이는 IDE방식의 ATA-100이나 ATA-133도 마찬가지이다. 전송속도에 결정적인 영향을 미치는 것은 그 보다는 내부 전송률이다. 지금의 하드디스크는 플래터를 회전시켜 데이터를 기록하고 읽어들인다. IDE이건 시리얼ATA방식이건 보급형인 하드디스크의 회전속도는 아직은 7200rpm에 머물고 있다. 물론 일부 스카시 방식의 경우 15,000rpm급 제품이 선보이고는 있지만 이를 대중적인 제품이라 하기는 어렵다. 소음과 진동은 참기 어려울 정도이다. 따라서 시리얼ATA방식의 하드디스크라고 하더라도 넉넉한 외부 연결통로를 갖추었을 뿐 실제 전송속도는 IDE방식과 큰 차이가 없다고 할 수 있다. 이는 근본적으로 하드디스크의 동작방식이 바뀌지 않는 다음에야 기대하기 어려운 일이다. 제조사의 스펙만 살펴보아도 시리얼ATA방식이나 IDE방식이나 별 다른 차이를 찾기 어렵다.
하지만 전송률이나 억세스타임, CPU점유율 등에서 큰 차이가 없음에도 불구하고 비즈니스 디스크 윈마크와 하이엔드 디스크 윈마크에서 제법 차이를 보이는 것은 주목할 만 하다. 즉, 전송률의 잣대로만 본다면 큰 차이를 느끼기 힘들지만, 전체적인 성능에서는 기존 IDE보다는 적으나마 우위에 있다고 할 수 있는 부분이 있다는 것이다. 실험 2. 비즈니스 윈스톤 2002 비즈니스 윈스톤은 대체적으로 CPU, 메인보드, VGA를 테스트 할 때 쓰는 테스트 프로그램이다. 하지만 이 프로그램은 데이터 처리량이 많고 하드디스크의 의존도가 다른 어떤 프로그램보다 매우 크다. 스크립트로 구성된 다양한 프로그램을 구동할 때 하드디스크에 따라 어느 정도의 성능 차이가 나는지 알 수 있다. 무엇보다 이 프로그램을 이용하면 하드디스크의 물리적인 성질은 물론, 하드디스크에 따른 성능 차이를 알 수 있다는 것이 가장 확실한 차이점이다. 빠른 하드디스크가 얼마나 전체적인 컴퓨터 시스템 성능에 영향을 미치는지를 파악할 수 있는 것이다.
같은 사양에서 하드디스크만의 차이로 이 정도 차이라면 결코 그 차이를 작다 말하기는 어렵다. 시게이트 제품의 경우 특히 이런 항목에서 좋은 점수를 받고 있는 편이다. 물론 경우에 따라서는 이 정도 차이에 실망하는 경우도 많겠지만 같은 하드디스크에서 인터페이스의 차이만으로 이 정도 성능을 얻을 수 있다는 것은 결코 작은 것이 아니다. 실험 3. HD-Tach 98 하드테크는 액세스 타임과 읽기/쓰기 속도, CPU 점유율 등을 체크하는 프로그램으로 윈벤치와 거의 같은 실험을 한다. 하지만 이 프로그램은 윈벤치와 다르게 하드디스크의 파티션까지 완벽하게 초기화 한 상태에서 실험을 진행한다. 앞선 실험과는 달리 하드디스크의 기본적인 성능을 알아보는데는 더욱 쓸모 있다.
실험결과를 살펴보면 읽기 속도는 물론 쓰기 속도까지 알 수 있다. 상대적으로 시리얼ATA의 곡선이 조금 불안한 모습을 보이고 있다. 이는 시리얼ATA 하드디스크의 문제나 인터페이스의 한계라기보다는, 컨트롤러의 문제라고 보는 것이 좋을 듯 싶다. 앞으로 더욱 다양한 컨트롤러가 선보일 것이고, 심지어 ICH5 쯤에서는 사우스브리지에 통합될 가능성이 크므로, 이런 문제는 그다지 심각하지 않을 수 있다.
앞선 실험들과 거의 비슷한 결과를 보이고 있다. 오히려 이번 실험에서는 거의 모든 항목에서 시리얼ATA가 IDE하드디스크에 뒤지는 결과를 보이고 있다. 물론 그 차이는 매우 적기는 하지만, 시리얼ATA라면 무조건 빠르다는 것은 환상이라고도 할 수 있는 것이다. 실험 4. 온도, 소음 테스트 하드디스크에 있어 온도와 소음은 성능만큼이나 중요한 부분이다. 실제로 하드디스크가 지나친 발열 때문에 시스템 전체가 다운되는 일도 있다. 게다가 고성능 7200rpm급 제품의 가장 큰 약점 가운데 하나는 열 발생이 심하고, 소음과 진동 또한 만만치 않다는 점이다. 이런 이유 때문에 일부 제품에서는 유체베어링을 써서 적극적으로 물리적인 성질을 개선시키고 있기도 하다. 제품은 물론 이를 만든 제조사에서 어떤 철학을 가지고 제품을 만드는지, 즉 성능을 높이기 위해 열과 소음은 어느 정도 감수하는지, 아니면 열과 소음 같은 물리적인 성질을 무엇보다 중요하게 생각하는지도 관심을 가지고 지켜볼 대목이다. 온도실험은 윈벤치의 하드디스크 전송률 실험을 할 때 함께 진행했으며 약 40분 이상 하드디스크를 혹사시켜 온도를 높였다. 당시 실험실의 온도는 25도씨였으며 접촉식 온도계를 이용했다. 소음실험은 소음측정계를 이용했으며 기준 소음은 약 60dBA이었다.
실험에 쓰인 시게이트의 경우 열이 상당히 심하다. 이는 구조적으로 완전 밀폐된 설계방식 때문으로 생각된다. 비록 유체베어링을 쓰기는 했지만 열 문제를 해결하기에는 단점이 될 수 있다. 물리적인 연결방식의 차이가 소음, 온도 등 물리적인 성질에는 별다른 영향을 미치지 못한다는 것을 잘 보여주는 대목이다. 지금 당장보다는 다음을 주목하자. 전체적인 결과만을 살펴본다면 기대가 컸던 만큼 실망도 크다고 할 수 있다. 그렇다면 시리얼ATA는 처음부터 잘못된 인터페이스라는 것인가? 사실 시리얼ATA말고도 차세대 하드디스크의 인터페이스로 거론된 것은 몇 개가 있다. 가장 대표적인 것이 지금은 외장형 하드디스크나 디지털캠코더 연결용으로 쓰이는 IEEE1394이다. 다만 값이 비싸고 무엇보다 인텔이 외면해서 실패로 끝났다. 이 분야의 관련 기술을 갖고 있는 TI사는 IEEE1394를 PC용 인터페이스로 더욱 알맞게 포워딩한 IEEE1394b에 여전히 미련을 버리지 못하는 것으로 알려지고 있다. 처음부터 320MB/s이라는 빠른 속도를 갖출 것으로 보여 기대를 갖게 만들기도 한다. 이렇듯 시리얼ATA는 기술적으로는 IEEE1394b보다 떨어지고 대중성으로만 따지면 기존 패러럴ATA보다 불리한 건이 사실이다.
하지만 지금의 시리얼ATA는 그 첫 번째 제품이라는 것에 주목할 필요가 있다. 처음 만들어진 규격으로 기존의 제품에 비해 빠른 속도를 선보인다는 것은 그리 쉬운 일이 아니다. 냉정하게 생각하면 150MB/s라는 전송 속도는 이미 ATA-133이 지금 상황에서 그렇게 놀라운 수준은 아니다. 값 차이는 크지 않겠지만, 처음에는 IDE에 비해 결코 싸지 않을 것이다. 하지만 인텔을 시작으로 시게이트를 비롯한 대부분의 하드디스크 업체가 이에 동참한다는 것은 결코 적은 이점이 아니다. 앞으로 2세대(300MB/s), 3세대(600MB/s) 등으로 전송속도를 두 배씩 늘릴 수 있는 기반을 갖추고 있다는 점도 큰 장점이다. IDE방식이 한계에 다다른 지금, 최선책은 아니라고 하더라도 지금의 기술로는 가장 현실적이며 현명한 해결책이 시리얼ATA라는 데에는 별다른 이견이 없을 듯 싶다. 물론 이론적으로는 시리얼ATA의 장점은 1) 적은 핀수로 연결되어 간결하다. 덕분에 복잡한 신호로 인한 왜곡과 오염이 거의 없어 더욱 안정적인 신호를 전송할 수 있다. 2) 그러면서도 낮은 전압을 이용한다. 따라서 노트북 등에도 쉽게 적용 가능하다. 패러럴 ATA (66/100/133MB/s) : 소모 에너지 = 1.85 X 10-(9) joule/byte 시리얼 ATA (150MB/s) : 소모 에너지 = 8.5 X 10-(11) joule/byte 실제 1/20정도로 크게 줄어든다. 3) 지금은 아니지만 결국 단순해져서 나중에는 값이 싸진다. 4) IAA같은 소프트웨어가 필요없이 100% 성능을 낸다. 즉 소프트웨어에 대해 독립적이다. 5) 케이블 길이가 좀 길다. 6) 앞서 Differential 전송과 연결해서 한쪽은 데이터를 송신하고, 반대로 다른 쪽은 데이터를 받아들이며 다른 연결선은 반대로 작동하는 비동기방식이다. 덕분에 지연시간이 없어 신호왜곡 문제가 줄어든다. 등의 장점을 갖게 된다. 물론 이는 어디까지나 교과서적인 장점이다. 내년 중반쯤이면 IDE가 없이 시리얼ATA를 기본으로 갖춘 메인보드가 선보일지도 모른다. 물론 워낙 튼튼한 기반을 갖추고 있는 IDE를 이기지 못할 지도 모른다. 어찌되었던 한계에 다다른 IDE방식을 바꾸기 위한 노력이라는 점에서, 컴퓨터에서 가장 느린 하드디스크의 성능 개선에 포문을 열었다는 점에서 시리얼ATA가 갖는 장점은 결코 작지 않을 것이다. 시리얼ATA는 지금 이순간에도 진화하고 발전하는 인터페이스이기 때문이다. |
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