제 외장형 드라이브가 광고된 성능에 도달하지 못하는 이유는 무엇입니까?

 

외장형 드라이브의 성능은 연결, 케이블 및 장치 유형 등 다양한 요소의 영향을 받습니다. 

기억해야 할 중요한 사실은 데이터 전송은 가장 느린 장치의 속도를 기준으로 한다는 점입니다. 즉 느린 원본 드라이브(HDD)에서 빠른 대상 드라이브(SSD)로 데이터가 전송되는 경우 달성 가능한 최대 전송 속도는 원본 드라이브의 제한을 받습니다.  

성능 저하의 또 다른 일반적 요인은 파일 크기 또는 파일 유형과 관련이 있습니다. 일반적으로 작은 파일의 데이터 전송 속도는 큰 파일을 전송할 때보다 느립니다.  

이 기사에서는 외장형 드라이브의 성능에 영향을 줄 수 있는 여러 요소들에 대해 설명합니다. 

 

Windows에서 쓰기 캐싱 활성화 

Windows에서 외장형 드라이브를 사용하는 경우 쓰기 캐싱을 활성화하여 성능을 개선할 수 있습니다. 자세한 내용은 Windows에서 외장형 드라이브의 성능을 향상하는 방법을 참조하십시오. 

 

전송 도중 속도 저하 

외장형 드라이브로 데이터를 전송하는 경우 초반에는 매우 빠른 속도(버스트 속도)를 보여주지만, 특정 시점이 되면 전송 속도가 느려지는 것을 알 수 있습니다. 이 문제는 데이터가 대상 드라이브의 캐시 메모리에 먼저 기록되기 때문에 발생하며, 캐시가 가득 차면 성능이 저하됩니다. 또한 앞에서 언급한 것처럼 파일 유형 또는 파일 크기도 데이터 전송 속도에 영향을 줄 수 있습니다. 예를 들어 전송 도중 속도 저하가 발생한다면 큰 파일이 먼저 전송된 후 작은 파일이 전송되기 때문일 수 있습니다. 

 

인터페이스 

다양한 인터페이스를 이용할 수 있기 때문에 사용 중인 컴퓨터가 외장형 드라이브의 인터페이스를 지원하는지 아는 것이 중요합니다. 컴퓨터 설명서를 확인하거나 제조사에 문의해 자세한 정보를 알아보시기 바랍니다.  
아래에는 가장 일반적인 인터페이스의 최대 처리량이 나와 있습니다.  
 

인터페이스 

(초당 기가바이트) 전송 속도 (초당 메가바이트) 

Thunderbolt 4

최대 40Gb/s또는 최대 5,000MB/s 

Thunderbolt 3 

최대 40Gb/s 

또는 

최대 5,000MB/s 

Thunderbolt 2 

최대 20Gb/s 

또는 

최대 2,500MB/s 

Thunderbolt

최대 10Gb/s 

또는 

최대 1,250MB/s 

USB 4

최대 40Gb/s*또는 최대 5,000MB/s  

USB 3.2 Gen 2×2 

최대 20Gb/s* 

또는 

최대 2,500MB/s 

USB 3.1 Gen 2 

최대 10Gb/s 

또는 

최대 1,250MB/s 

USB 3.1 Gen 1 

최대 5Gb/s 

또는 

최대 625MB/s 

SuperSpeed USB 3.0 

최대 5Gb/s 

또는 

최대 625MB/s 

고속 USB 2.0 

최대 480MB/s 

또는 

최대 60MB/s 

*참고: 

  • USB3.2 Gen 2x2: 10Gb/s에서 두 개 레인.
  • 컴퓨터와 기기 모두 40GB/s 속도를 지원해야 합니다.

 

연결성 

최고 성능을 발휘하려면 외장형 드라이브를 컴퓨터에 직접 연결하는 것이 좋습니다. 어댑터, 허브 또는 기타 확장 솔루션은 외장형 드라이브의 성능에 영향을 줄 수 있습니다. 
외장형 드라이브에 여러 개의 인터페이스가 있는 경우 올바른 케이블을 올바른 포트에 연결해야 합니다. 예를 들어 외장형 드라이브에 Thunderbolt 3 포트와 USB-C 3.1 포트가 있을 때 USB-C 3.1 Gen 2 케이블을 장치의 Thunderbolt 3에 연결하면 최대 처리량은 10Gb/s입니다. 따라서 장치에 올바른 케이블을 연결했는지 확인해야 합니다. 
  

케이블 

외장형 드라이브와 함께 제공되는 정품 케이블을 사용할 것을 권장합니다. 타사 케이블의 경우 사용하는 프로토콜이 다를 수 있으며, 품질 불량으로 인해 성능 저하가 일어나거나 드라이브 또는 컴퓨터가 망가질 수 있습니다. 

참고: Thunderbolt 3 케이블의 유형은 크게 액티브와 패시브로 나뉩니다. 
  • 일반적으로 패시브 케이블은 길이가 길고 가격이 저렴하며, 최대 처리량은 20Gb/s입니다.
  • 액티브 케이블은 최대 처리량이 40Gb/s이며, 가격이 비싸고 다양한 크기로 이용할 수 있습니다. 
  

리소스

컴퓨터는 외장형 드라이브의 성능에서 핵심적인 역할을 합니다. 컴퓨터의 하드웨어에 따라 다른 구성 부품과 리소스를 공유할 수 있으며, 모든 리소스가 동시에 사용 중인 경우에는 외장형 드라이브의 전송 속도에 영향을 미칩니다.  
예를 들어 일부 Thunderbolt 3 컴퓨터는 2개의 PCI 레인을 사용하도록 설계되었지만, Thunderbolt 3에서 허용하는 40Gb/s를 달성하기 위해 4개의 PCI 레인을 요구할 수 있습니다. 따라서 컴퓨터에 레인이 2개만 있는 경우 최대 처리량은 20Gb/s입니다. 2016년형 MacBook Pro 13인치는 이러한 성능 제한의 대표적인 예입니다. 자세한 내용은 2016년형 MacBook Pro의 성능 저하 문제를 참조하십시오. 또한 일부 Dell Thunderbolt 3 시스템은 설계 방식이 다릅니다. 2개의 PCI 레인을 사용하도록 만들어진 모델도 있고 4개의 PCI 레인을 사용하도록 만들어진 모델도 있습니다. 자세한 내용은 여기를 참조하십시오. 
대용량 데이터 전송을 수행하거나 전반적인 전송 속도를 극대화하려는 경우에는 다른 작업을 최소로 실행하는 것이 가장 좋습니다. 이렇게 하면 시스템이 데이터 전송에 더 집중하여 성능을 향상할 수 있습니다. 

 

파일 시스템 

컴퓨터의 기본 파일 시스템으로 스토리지 기기를 포맷하여 성능을 최적화할 수 있습니다. 스토리지 기기를 Mac에서만 사용하려는 경우에는 HFS+ 또는 APFS라고 불리는 Mac OS Extended(Journaled)로 포맷하는 것이 좋습니다. Windows의 경우에는 NTFS로 포맷하는 것이 바람직합니다.  Mac과 PC 모두에서 장치를 사용해야 한다면 exFAT로 포맷하는 것이 가장 좋지만,  이 파일 시스템은 두 운영 체제에 모두에 대해 최적화되지 않았기 때문에 최고의 전송 속도에 도달하지 못할 수도 있습니다. 스토리지 기기를 포맷하는 자세한 방법은 하드 드라이브 포맷 방법을 참조하십시오. 

 

원본 및 대상 드라이브 

느린 원본 드라이브에서 빠른 외장형 드라이브로 데이터가 전송되는 경우 느린 드라이브의 제한을 받기 때문에 전송 속도가 느립니다. 또한 스토리지 공간이 거의 가득 찬 경우에도 성능 저하가 발생할 수 있습니다.  

 

HDD 및 SSD

현재 여러 가지 유형의 외장형 드라이브를 이용할 수 있습니다. 그중에는 기존의 회전식 하드 디스크 드라이브(HDD)를 사용하여 제작된 제품도 있고 고속 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)를 사용하여 제작된 제품도 있습니다. 장치는 다양한 유형의 인터페이스를 사용하도록 제작되기 때문에 외장형 드라이브의 성능은 데이터를 저장하는 데 사용하는 기술과 장치가 지원하는 인터페이스 유형에 따라 결정될 수 있습니다.  
각 기술의 주요 특징은 아래 설명을 참조하십시오. 
  
HDD
HDD는 하나 이상의 플래터, 헤드 또는 기타 구성 요소가 포함된 움직이는 부품으로 이루어져 있으며 플래터(디스크)에 데이터를 자기적인 방식으로 저장합니다. HDD는 3.5인치와 2.5인치 폼 팩터로 제작되며, 5,400RPM에서 7,200RPM 사이의 회전 속도 또는 RPM(분당 회전 수)을 지원합니다. 대부분의 최신 HDD는 SATA 연결을 사용합니다. 
 
SSD
HDD와 달리 SSD는 움직이는 부품을 포함하고 있지 않으며 빠른 성능과 무소음 동작, 뛰어난 안정성을 자랑하는 NAND 플래시 메모리로 이루어졌습니다. 다양한 유형의 플래시 메모리가 있기 때문에 사용하는 플래시 유형에 따라 SSD의 성능이 다를 수 있습니다. 또한 성능은 읽기/쓰기 기록, 그리고 드라이브에 적용되는 자극 유형(IO 요청)에 따라 시간이 지나면서 변할 수 있습니다. 일반적으로 최신 드라이브가 성능이 더 뛰어납니다. 플래시 메모리 종류 간의 주요 차이점은 아래를 참조하십시오. 
 

NAND 플래시 종류 

 

장점 

단점 

SLC 

싱글 레벨 셀 

셀당 단일 데이터 비트 

 

엔터프라이즈용 솔루션 

빠른 성능 

가장 정확한 데이터 읽기/쓰기 

낮은 밀도 (셀당 1비트) 

낮은 전력 소비 

긴 수명 - 약 90,000 ~ 100,000 사이클 

가장 비쌈  
 
 

eMLC 

엔터프라이즈 멀티 레벨 셀 

셀당 여러 개의 데이터 비트 

 

엔터프라이즈용 솔루션 

성능 - MLC보다 빠름 

SLC보다 저렴함 

MLC보다 긴 수명 - 약 20,000 ~ 30,000 사이클 

엔터프라이즈에 최적화됨

성능 - SLC보다 느림 

높은 밀도(셀당 2비트) 

MLC 

멀티 레벨 셀 

셀당 여러 개의 데이터 비트

 

소비자/게이머용 솔루션 

SLC보다 저렴함 

TLC 플래시보다 안정적임 

 
 
 

성능 - SLC보다 느림  

다소 덜 정확한 데이터 읽기/쓰기  

높은 밀도(셀당 2비트) 

높은 전력 소비 

짧은 수명 - 약 10,000 주기 

TLC 

트리플 레벨 셀  

셀당 3개의 데이터 비트 

 

소비자용 솔루션 

낮은 비용 

성능 - MLC보다 느림  

높은 밀도(셀당 3개 비트)  

짧은 수명 - 약 3,000 -5,000 사이클  

 

QLC 

쿼드 레벨 셀 

셀당 4개의 데이터 비트 

 

소비자용 솔루션 

낮은 비용 

 

성능 - 다른 유형보다 느림 

높은 밀도(셀당 4개 비트) 

짧은 수명 – 약 1,000 사이클

 
최신 버전의 HDD는 SATA 연결을 사용하지만, SSD의 경우에는 아래와 같이 다른 기술도 이용할 수 있습니다.  

SATA III – SATA 6Gb/s로도 알려진 이 3세대 SATA 인터페이스는 6Gb/s 속도로 동작하며 처리량은 600MB/s입니다. 

PCIe PCIe(Peripheral Component Interconnect express) - 이 인터페이스는 구성 부품(예: 비디오 카드, RAID 카드 등)을 컴퓨터의 마더보드에 직접 연결할 때 일반적으로 사용됩니다. 하지만 최신 SSD는 이러한 인터페이스를 사용할 수 있습니다. PCIe는 많은 버전이 있지만, 현재 SSD는 최대 32GB/s 대역폭을 지원하는 PCIe Gen 3와 양방향 모드로 64GB/s를 지원하는 Gen4를 사용하여 제작됩니다.

M.2 - NGFF(Next Generation Form Factor)라고도 불리는 이 인터페이스는 다목적으로 유연하게 사용할 수 있으며, SATA III 및 PCIe 연결을 지원하고 다양한 크기로 제작됩니다. 가장 일반적인 폼 팩터는 M.2 2280(80x22mm)입니다. 

NVMe - NVMe(Non-Volatile Memory Express)는 컨트롤러와 스토리지 구성 부품 간의 통신을 허용하는 SSD를 위해 특별 설계된 프로토콜로, 성능 최적화 기능을 제공합니다. 이 기술은 U.2(NVMe를 독점적으로 사용), PCIe, M.2등 다양한 폼 팩터로 이용할 수 있습니다. NVMe는 SATA에서 사용되는 AHCI(Advanced Host Controller Interface)의 성능을 뛰어넘기 위해 설계되었습니다. NVMe는 읽기 및 쓰기 명령을 동시에 수신하는 능력을 강화하여 대기 시간을 줄이고, 에너지를 절감하며, 다른 무엇보다도 성능을 향상합니다. 

 

RAID 

일부 외장형 드라이브는 성능에 영향을 줄 수 있는 RAID 기능을 지원합니다. 예를 들어 RAID 0을 사용하면 대개 단일 드라이브보다 속도가 빠르지만, RAID-1의 경우에는 성능 향상이 거의 체감되지 않습니다. 
 
RAID 구성 예시 
 

표준 RAID  

모드 
최소 디스크 수 
데이터 보호 
장애 허용 능력 
성능 
읽기        쓰기 
용량 활용 

RAID 0 

2 

아니요 

0개 디스크 

높음 

높음 

100% 

RAID 1 

2 

 

1개 디스크 

높음 

중간 

50% 

RAID 5 

3 

 

1개 디스크 

높음 

낮음 

67% ~ 94% 

RAID 6 

4 

 

2개 디스크 

높음 

낮음 

50% ~ 88% 

중첩된 RAID 

RAID 10 

4 

 

중첩당 1개 디스크 

높음 

중간 

50%