대용량 파일을 복사할 때 속도가 갑자기 떨어지는 이유

 

프로그램을 내려받거나, 대용량 파일을 복사할 때 속도가 갑자기 떨어지는 현상을

가끔 겪는 사람들이 있다.

 

문제는 자신이 사용하는 컴퓨터의 저장장치가 SSD, 혹은 NVMe로 구성되어 있음에도

사용 시 속도 저하가 생긴다는 것이다.

 

이런 현상은 이제 막, 새로 컴퓨터를 구매했거나 조립을 했는데도 발생할 수 있는

문제이기 때문에 반드시 필독하여, 하자가 있는 제품을 구매한 것은 아닌지,

고장이 난 것은 아닌지, 하는 오해에서 벗어나길 바란다.

 

이번 글은, SSD 사용시 속도 저하 원인을 분석하고, SSD와 NVMe의 메모리 유형에 대해

알려주겠다.

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대용량 파일을 복사할 때 속도가 갑자기 떨어지는 이유

NVMe SSD의 성능과 내구성에 큰 영향을 끼치는 한 가지 요소가 있다.

그건 바로 메모리 유형이다.

 

대용량 파일을 복사하거나 프로그램을 다운로드 받는 과정에서 갑자기 속도가 떨어지는 현상은

어떤 메모리 유형을 사용하냐에 따라 편차가 크게 달라진다.

 

DRAM 캐시 역시 높은 속도와 안정성을 제공하기 때문에 많은 사람들이 신경쓰는 요소이지만,

정작 메모리 유형은 신경쓰지 못하는 경우가 태반이다.

 

우선 아래의 사진을 확인해보겠다.

 

해당 사진은 QLC 메모리 타입 제품과 TLC 메모리 타입 제품의 데이터 전송 속도다.

결론만 먼저 말하자면 당신이 사용하는 컴퓨터가 대용량 파일을 전송하거나 내려받을 때

갑자기 속도가 떨어지는 이유는 대부분 QLC 타입의 NVMe SSD를 사용하기 때문이다.

SSD의 메모리 유형 TLC, QLC, SLC

• SLC (Single-Level Cell)
  각 셀이 1비트의 데이터를 저장한다. 가장 빠르고 내구성이 뛰어나지만 가격이 매우 비싸다.
  주로 고성능 산업용 제품에 사용된다.
• MLC (Multi-Level Cell)
  각 셀이 2비트의 데이터를 저장한다. SLC보다는 느리지만 내구성과 성능이 좋다.
  가격은 SLC보다 저렴하다.
• TLC (Triple-Level Cell)
  각 셀이 3비트의 데이터를 저장한다. 일반 소비자용 SSD에서 많이 사용되며, 가격이
  저렴하고 용량이 크지만 내구성과 속도는 SLC와 MLC보다 낮다.
• QLC (Quad-Level Cell)
  각 셀이 4비트의 데이터를 저장한다. 가장 저렴하고 대용량의 SSD를 제공하지만,
  내구성과 성능은 상대적으로 낮다.

QLC SSD 사용 시 속도 저하가 되는 이유는?

1. 낮은 쓰기 속도
   QLC 메모리는 다른 유형의 NAND 플래시 메모리보다 쓰기 속도가 느리다.
   각 셀이 4비트의 데이터를 저장하기 때문에 쓰기 작업이 더 복잡하고 시간이
   오래 걸린다. 초기에는 SLC 캐시를 사용하여 높은 속도를 유지하지만,
   캐시가 꽉 차면 QLC 본래 속도로 전환되어 쓰기 속도가 급격히 떨어진다.
2. SLC 캐시의 제한
   많은 QLC SSD는 성능 향상을 위해 SLC 캐시를 사용한다.
   SLC 모드는 1비트의 데이터를 저장하여 빠른 속도를 제공하지만, 캐시 용량이
   제한되어 있다. 대용량 파일을 다운로드하거나 복사할 때 SLC 캐시가 빨리
   가득 차면 SSD는 QLC 모드로 전환되며, 이때 속도가 현저히 감소한다.
3. 데이터 분산 문제
   QLC SSD는 데이터를 더 많은 레벨에 저장하기 때문에 데이터 분산이 복잡하다.
   이로 인해 데이터를 저장하고 읽는 데 필요한 시간이 증가하는데, 특히 랜덤 쓰기
   작업에서는 성능 저하가 두드러진다.
4. 쓰기 증폭 (Write Amplification)
   QLC 메모리는 쓰기 증폭이 발생할 가능성이 높다.
   쓰기 증폭은 데이터가 실제로 쓰여지는 양보다 더 많은 데이터를 쓰는 현상이다.
   이는 SSD의 수명을 단축시키고 성능을 저하시킨다.
   QLC SSD는 쓰기 증폭을 줄이기 위해 고급 알고리즘을 사용하지만, 근본적인
   문제를 완전히 해결하지는 못한다.

일정 용량별 속도 제한이 있는 SSD

 

참고로 QLC 메모리는 SLC, MLC, TLC와 비교했을 때 내구성이 낮다. 이는 반복적인

쓰기 작업이 많을 경우 성능 저하로 이어질 수 있다. 내구성이 낮기 때문에 SSD가

더 자주 데이터 블록을 정리하고 재배치해야 하며, 이 과정에서 성능 저하가 발생한다.

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QLC SSD 사용 중 갑자기 전송속도가 떨어졌을 때 해결방법

없다.

 

더 큰 용량의 QLC SSD는 더욱 큰 SLC 캐시를 제공할 수 있지만, 그것도 잠시 뿐이다.

또한 더욱 큰 용량의 제품으로 교체를 당장에 할 수 있는 노릇도 아니다.

 

그렇기 때문에 자신이 사용하는 컴퓨터의 프로그램 전송 속도가 만족스럽지 않다면,

새로운 NVMe SSD로 교체를 할 때, QLC 제품이 아닌 TLC 이상의 제품으로

선택할 수 밖에 없다.

 

내가 지금 이 글을 쓰는 이유는 QLC 제품의 가격대가 9만5천원으로 판매가 되고 있고

브랜드의 인지도로 인하여 많은 사람들이 구매를 하고 있다.

왼쪽 제품보다 오른쪽 제품이 훨씬 많이 판매가 되고 있다.

 

하지만 브랜드의 인지도는 낮지만, TLC 메모리 유형이면서, 디램리스 제품이 아니며

가격이 훨씬 저렴한 제품은 널려 있다는 것을 알리기 위함이다.

(제품 홍보를 하기 위한 글이 아니기 때문에 블러 처리를 하고 모자이크 처리를 했다.)

 

심지어 AS 역시 5년으로 동일하다.

 

브랜드 인지도 때문에 많이 판매되는 상황

 

어린시절부터 20년 이상 컴퓨터를 조립하고 관련 일을 해오면서 확실히 느낀것은

당연히 브랜드의 인지도도 중요하지만, 인지도가 낮은 브랜드를 사용하더라도

AS가 확실하고 필요한 모든게 탑재되어 있는 저장장치는 말썽을 부리는 경우가

단 한번도 없었다는 것이다.

 

나의 글이 SSD와 NVMe 저장장치를 선택할 때, 보다 합리적인 선택을 할 수 있길 바라며

오늘 포스팅 마무리하겠다.