PC 성능을 빠르게 만들기 위한 신제품 출시와 업그레이드는 계속 이어지고 있지만 때로는 가장 빠른 부품을 바꾸는 것보다 느린 쪽을 개선하는 것이 체감 성능을 높이는 비결이 되기도 한다.
예를 들어 최신 8코어 CPU와 오버클럭 메모리, 고사양 그래픽 카드를 새로 장만했다고 해도 거기에 사용하는 저장장치가 느린 하드 디스크(HDD)라면 전원을 켜고 윈도우 화면이 뜰 때까지 여전히 느릴 것이다. PC 속도가 가장 느린 부품에 발목잡히는 병목 현상이 발생하기 때문이다.
하지만 무턱대고 빠른 스토리지로 옮기기도 힘들다. SSD(Solid State Drive)는 HDD보다 확실히 빠르지만 용량이 적고 가격이 비싸다. 단순히 윈도우와 오피스 정도의 프로그램을 돌리는데는 문제가 없지만 게임 하나 용량이 50GB를 넘어가고 4K 콘텐츠가 증가하는 상황에서 SSD 하나로는 저장공간이 턱없이 부족하다.
SSD 용량을 확 늘릴 수 없다면 HDD 속도를 조금이라도 빠르게 할 수 있는 방법을 찾게 되는데 이번에 인텔이 출시한 옵테인 메모리(Intel Optane Memory)가 바로 HDD 속도를 빠르게 만들어주는 마법의 도구로 관심을 받고 있다.
인텔 차세대 메모리 옵테인
인텔 옵테인 기술(Intel Optane Technology)는 엄밀히 말하면 저장장치가 아닌 차세대 메모리를 목표로 개발됐다. 기존 메모리(DRAM)는 속도는 빠르지만 전원공급이 중단되면 저장된 데이터가 모두 지워지고, SSD에 사용되는 낸드 플래시(NAND Flash)는 D램보다 느린 대신 전원이 꺼져도 데이터를 보존할 수 있지만 쓰기 횟수가 제한되어 수명이 짧다는 문제가 있다.
이 때문에 메모리 업계에서는 D램처럼 지워지지 않으면서 낸드 플래시보다 수명이 긴 비휘발성 차세대 메모리(Non-Volatile Memory)를 개발하기 위해 노력하고 있는데, 인텔과 마이크론(Micron)이 공동 개발한 3D 크로스포인트(3D XPoint) 기술이 낸드 플래시보다 접근 속도가 1,000배 빠르고, 내구성은 1,000배 뛰어나며, D램보다 10배 높은 밀도로 메모리와 스토리지 어느 쪽으로든 사용할 수 있다.
이 3D 크로스포인트 기술을 이용한 차세대 메모리 제품은 인텔과 마이크론에서 각각 출시하게 되는데, 인텔에서 만드는 제품에는 '옵테인(Optane)'이라는 이름을 사용하게 된다.
HDD 비율 높은 데스크탑 PC 겨냥한 옵테인 메모리
차세대 메모리를 표방하는 인텔 옵테인 기술은 용량면에서는 D램보다 낫고 성능이나 내구성은 SSD보다 우수하지만 용량대비 가격도 D램과 SSD 사이에 낀 존재다. D램보다는 저렴하지만 응답속도와 수명에서 불리하고 SSD보다 빠르지만 고용량 제품 생산이나 비용 측면에서 떨어진다.
그러다보니 성능 및 생산성을 중시하는 서버 시장에는 옵테인 기술을 사용한 메모리 제품(인텔 DIMM)이나 PCIe 방식 고용량 스토리지 제품이 나올 수 있어도, 가격대비 성능이 중요한 PC 시장에서는 소비자 구매 부담도 줄이고 HDD와 연결해 대용량 SSD 효과를 낼 수 있는 스토리지 캐시용 '인텔 옵테인 메모리(Intel Optane Memory)'를 출시하게 된 것이다.
사실 일반 데스크탑 PC는 여러 개의 스토리지 장착이 가능하므로 굳이 HDD에 옵테인을 캐시로 쓰는 것보다 고성능 SSD와 대용량 HDD를 따로 쓰는 게 더 효과적이다. 하지만 스토리지 갯수가 제한되는 노트북, 미니 PC, 올인원 PC 등은 SSD 용량을 늘리기 위해 많은 비용을 지불하는 대신 대용량 HDD에 인텔 옵테인 메모리를 써서 SSD 같은 효과를 노릴 수 있다.
또한 SSD와 HDD 조합으로 구성된 데스크탑 PC에서도 용량 문제로 게임을 느린 HDD에 설치하거나 SSD에 매번 게임을 지우고 새로 설치하려고 시간을 낭비하던 것을 '인텔 옵테인 메모리 + HDD 조합'으로 게임 환경을 개선하는 것도 가능하다.
데이터 전송 속도가 빠른 최신 PCIe NVMe M.2 SSD를 일반 스토리지용으로 쓰려면 구매 비용이 SATA SSD나 HDD보다 크게 높아지지만 16GB와 32GB 용량으로 나온 인텔 옵테인 메모리는 보다 저렴한 비용으로 기존 스토리지 성능 향상까지 기대할 수 있다.
인텔 옵테인 메모리 공식 출시 가격은 해외 기준으로 16GB 모듈이 44달러, 32GB 모듈이 77달러인데 국내에서는 16GB 제품만 7만원대에 판매되고 있으며 32GB는 아직 출시되지 않았다. 환율이나 저가형 SSD와 가격 차이 등을 고려해 32GB는 경쟁력이 높지 않다고 생각했는지도 모른다.
인텔 옵테인 메모리, 어떻게 사용하나
인텔 옵테인 메모리는 일반 NVMe M.2 SSD와 달리 인텔의 차세대 메모리 규격을 사용하므로 이를 지원하는 최신 인텔 7세대 카비레이크 프로세서가 필요하다. 셀러론과 펜티엄을 제외한 코어 i3/i5/i7 프로세서에 메인보드는 인텔 200 시리즈인 Z270/Q270/H270/Q250/B250/C236 칩셋을 사용하고 옵테인 메모리를 장착할 수 있도록 메인보드에는 PCIe NVMe M.2 2280 지원 슬롯이 있어야 한다.
또한 200 시리즈 메인보드에 인텔 옵테인 메모리를 지원하는 최신 바이오스를 업데이트를 해야 하며 전용 소프트웨어 설치도 요구된다. 최신 바이오스가 적용된 메인보드는 인텔 옵테인 메모리를 바로 인식하지만, 그 이전에 보드를 구입한 사람은 제조사 홈페이지에서 옵테인 지원 바이오스와 인텔 빠른 스토리지 기술(Intel Rapid Storage Technology, RST) 또는 인텔 옵테인 메모리 소프트웨어를 다운로드 받을 수 있다.
옵테인 메모리를 사용하려면 바이오스 설정에서 SATA 모드를 기존에 사용하던 AHCI 대신 옵테인 가속 기능을 지원하는 RST 모드(Intel RST Premium with Intel Optane System Acceleration)로, 부팅 메뉴의 CSM(Compatibility Support Module) 항목의 장치 옵션을 UEFI로 바꿔야 한다. 메인보드에 따라 RST PCIe 스토리지 리매핑 옵션을 따로 활성화 시켜줘야 하는 경우도 있다. UEFI - RST(RAID) 모드로 윈도우를 설치해야 하므로 기존 SATA(AHCI) 모드 윈도우 PC에서 옵테인 메모리만 장착해서 바로 쓸 수는 없다.
윈도우 설치 후 옵테인 메모리를 지원하는 인텔 빠른 스토리지 기술(RST) 최신 버전 소프트웨어를 다운로드 받아 설치하면 인텔 옵테인 메모리 항목이 추가되어 클릭 한 번으로 옵테인 메모리 활성화를 할 수 있다. 기존 SSD를 이용한 시스템 가속 기능은 적용 대상 스토리지를 선택할 수 있는데, 인텔 옵테인 메모리는 오직 윈도우 OS가 설치된 시스템 드라이브에만 적용된다.
옵테인 메모리를 활성화시키면 잠깐의 처리 과정을 거쳐 시스템을 다시 부팅하라는 메시지가 나오고 재부팅 후 시스템 드라이브에 옵테인 메모리가 RAID처럼 연결되어 인텔 옵테인 메모리 어레이를 구성하고 있는 것을 볼 수 있다. PCIe NVMe 방식으로 속도가 빠른 옵테인 메모리를 시스템 드라이브의 캐시 용도로 사용해 성능 향상을 노린다.
인텔 옵테인 메모리 어레이는 윈도우 장치 관리자에서 인텔 옵테인 메모리와 해당 시스템 드라이브의 용량으로 표시된다. 디스크 속성을 살펴보면에서 장치에 쓰기 캐싱 사용이 활성화 된 것을 볼 수 있는데 옵테인 메모리가 적용된 상태에서는 쓰기 캐싱 사용 설정을 바꿀 수 없다.
만약 인텔 빠른 스토리지 기술(RST) 소프트웨어가 복잡하거나 시스템 드라이브와 옵테인 메모리 하나만 있는 사람들은 RST 기능을 단순화 시킨 인텔 옵테인 메모리 소프트웨어를 쓰는 것이 좋다. 인텔 옵테인 메모리는 같은 RST 버전을 기반으로 옵테인 메모리 설정과 관리를 위한 기능만 갖춰 사용하기 쉽다.
SSD vs SSHD vs HDD에서 옵테인 효과는?
인텔 옵테인 메모리는 용량은 작지만 낸드 플래시보다 빠른 접근 속도와 내구성을 갖춰 스토리지 성능 향상에 도움을 줄 수 있다. 이 때문에 옵테인 메모리 리뷰는 대부분 느린 HDD에 옵테인을 붙여서 얼마나 빨라지는지 눈으로 보여주는데 초점을 두고 있다.
하지만 필자는 인텔 7세대 카비레이크 프로세서와 200 시리즈 메인보드, 여기에 옵테인 메모리까지 구입한 사람이 돈이 없어서 SSD를 못 사거나 구형 500GB, 1TB짜리 HDD를 계속 쓸 거라고 보진 않는다. 오히려 어쩔 수 없이 성능과 용량의 타협점(SSD+HDD)을 선택했던 사람들이 옵테인 메모리가 SSD급 성능을 내준다면 과감히 대용량 HDD로 넘어갈 수 있다고 생각한다.
그래서 옵테인 메모리 적용이 가능한 시스템 드라이브 환경을 PCIe NVMe 고성능 SSD와 저용량 구형 HDD를 제외한 SSD+HDD 조합의 일반 SATA SSD, 옵테인 메모리에 적합한 대용량 HDD, 그리고 옵테인 메모리보다 앞서 SSD를 가지고 비슷한 생각을 실현했던 하이브리드 드라이브 SSHD로 설정했다. 인텔 SSD 510 시리즈 120GB와 씨게이트 데스크탑 SSHD 2TB는 예전에 출시된 제품이라 관련 제품의 평균적인 성능을 보여준다고 생각되고, 씨게이트 엔터프라이즈 캐패시티 3.5 v4 HDD 5TB는 일반 PC에서 옵테인 메모리와 함께 사용할 단일 HDD 용량에 어울린다.
고용량 단일 하드 기준으로 잡았던 씨게이트 EC 3.5 HDD v4 5TB는 스토리지 성능을 측정하는 CrystalDiskMark에서 HDD치고는 빠른 속도를 기록했지만 인텔 옵테인 메모리 16GB를 적용하면 읽기 속도가 NVMe SSD급인 900MB/s까지 올라간다. 순차 쓰기 성능은 150MB/s로 낮아졌지만 옵테인 메모리의 빠른 접근 시간을 무기로 4K 읽기/쓰기 성능 모두 크게 향상된 것으로 나온다.
이 같은 성능 향상은 HDD 뿐만 아니라 SSHD와 SSD에 옵테인 메모리를 적용했을 때도 똑같다. CrystalDiskMark 기본 1GB 테스트 조건에서는 옵테인 메모리 캐시 용량으로만 동작하기 때문에 스토리지에 관계없이 모두 같은 결과값을 기록한 것으로 보인다.
특히 옵테인 메모리 32GB 모듈은 순차 읽기 속도는 최대 1400MB/s, 쓰기 속도는 16GB의 2배인 300MB/s까지 올라가기 때문에 HDD 쓰기 속도가 옵테인 메모리 16GB보다 빠르다면 32GB 모듈을 선택하는 것이 낫다.
옵테인 메모리, 윈도우/게임 로딩과 파일 전송 빨라진다
SSD와 SSHD, 그리고 HDD에 각각 인텔 옵테인 메모리를 적용했을 때 윈도우 10 부팅 시간 차이를 비교해보면 SSD의 경우는 큰 차이가 없고 SSHD와 HDD는 부팅 및 재부팅 시간이 크게 단축된 것으로 나온다. SSD보다 빨라진 것은 아니지만 SSD급이라고 봐도 될 정도로 윈도우 부팅 시간이 줄었다. 재미있는 것은 SSD와 캐시용 SSD를 사용하는 SSHD의 경우 옵테인 메모리를 쓰면 윈도우 재부팅 시간이 더 길어진 반면 순수하게 HDD에 옵테인 메모리를 쓰면 재부팅 시간도 줄어든 것으로 나왔다.
온라인 게임 블레이드 & 소울에서 게임 실행 후 타이틀 화면이 뜰 때까지 걸리는 로딩 시간을 비교한 결과 SSD와 SSHD, 그리고 HDD 모두 옵테인 메모리를 적용했을 때 로딩 시간이 단축되는 것을 확인할 수 있다. SSD에서는 그 차이가 적어서 체감하기 힘들지만 SSHD나 HDD를 쓴다면 속도가 빨라진 것을 느낄 수 있을 것이다.
물론 두 번째 실행했을 때는 옵테인 메모리는 물론 SSD와 HDD도 로딩 시간 차이가 거의 없었지만 일부러 게임을 켜고 끄면서 두 번씩 로딩하지는 않을테니 첫 번째 로딩 시간보다 의미가 없다.
인텔 옵테인 메모리를 쓰면 파일 전송 시간에도 차이가 생긴다. 인텔 옵테인 메모리는 읽기 속도에 비해 쓰기 속도가 빠르지 않기 때문에 단일 파일 복사 테스트에서는 큰 차이가 없거나 오히려 더 느려지는 경우도 있다. 그러나 여러 개의 파일을 복사해야 하는 경우 접근 속도가 빠른 옵테인 메모리 효과로 복사 시간이 단축된 것으로 나타났다.
캐시 방식 옵테인 메모리의 한계, 불안한 초기 안전성
인텔 옵테인 메모리가 빠른 읽기/쓰기 속도로 어떤 저장장치에든 붙이면 성능이 뻥튀기 되는 마법의 도구처럼 여겨질 수도 있지만 꼭 그렇지는 않다. 모터를 돌려 플래터를 회전시키는 HDD에 캐시 메모리용으로 옵테인을 붙여놨기 때문에 HDD를 돌려야하는 순간이 오면 성능도 발목이 잡히게 된다. 만약 옵테인 메모리와 묶어놓은 저장장치가 SSD라면 성능 차이로 인한 병목 현상도 그만큼 줄어들겠지만 가장 빠른 옵테인과 가장 느린 HDD을 묶었으니 성능 하락을 피하기 어렵다.
앞에서 했던 파일 복사 테스트는 옵테인 메모리 내에서 처리 가능한 비교적 작은 용량을 기준으로 한 것으로 물리적인 옵테인 메모리 용량을 초과한 상황에서는 쓰기 속도가 급격히 떨어진다.
예를 들어 옵테인 메모리 16GB에서 이보다 용량이 큰 블레이드 & 소울 게임 폴더(약 30GB)를 통째로 복사했을 때 일반적인 SSD, SSHD, HDD는 읽기와 쓰기 시간 차이가 거의 없지만 옵테인 메모리 결과는 다르다. 옵테인 메모리를 캐시로 쓰면 다른 드라이브로 데이터를 옮기는 읽기 기준 복사 시간은 더 빨라지는 대신 데이터를 옵테인 메모리 드라이브로 가져오는 쓰기 기준 복사 시간은 훨씬 늘어난다.
하지만 순수하게 낸드 플래시 메모리만 사용하는 SSD와 결합했을 때는 읽기와 쓰기 시간 모두 빨라진 것으로 나타나 캐시 용량을 초과했을 때 옵테인 메모리와 HDD 사이에 병목 현상이 커지는 것으로 보인다.
스토리지 성능을 측정하기 위해 IO Meter로 테스트한 결과 인텔 SSD 510 시리즈 12GB의 4K 랜덤 읽기 성능은 약 19,000 IOPs, 4K 랜덤 쓰기는 약 3,000 IOPs로 다른 SSHD 및 HDD보다 빨랐지만 낸드 플래시보다 접근 시간이 월등히 빠른 옵테인 메모리를 적용하면 4K 랜덤 읽기와 쓰기 IOPs가 10배 가까이 올라가는 것으로 나온다. 하지만 이미 드라이브 차원에서 SSD 캐시를 사용하는 SSHD는 옵테인 메모리를 사용해도 4K 랜덤 읽기/쓰기 성능이 SSHD에 맞춰 제한되고 있는 것으로 보인다.
따라서 인텔 옵테인 메모리가 제 성능을 발휘하기 위한 조건은 SSD도 SSHD도 아닌 대용량 HDD가 가장 적합하다. IO Meter 테스트에서도 HDD 4K 랜덤 읽기/쓰기 결과는 SSD보다 훨씬 느리지만 옵테인 메모리를 적용하면 SSD를 뛰어넘는 것으로 나온다.
문제는 대용량 파일 복사 때처럼 캐시 용량을 넘는 장시간의 쓰기 환경을 버틸 수 있느냐다. 위의 IO Meter 테스트에서 5TB HDD와 옵테인 메모리 32GB 결과가 없는 이유도 바로 4K 랜덤 쓰기 테스트 중에 블루스크린이 발생하면서 시스템 드라이브가 깨져서 데이터가 손실됐기 때문이다.
IO Meter 4K 랜덤 쓰기 테스트에서 옵테인 32GB + 5TB HDD 시스템이 손상된 후 재부팅을 했지만 윈도우가 설치된 부팅 디스크를 찾을 수 없다는 메시지에 어쩔 수 없이 메인보드 바이오스상에서 강제로 옵테인 메모리와 시스템 드라이브 RAID를 해제했다. 다른 윈도우 PC에 HDD를 연결해 확인해본 결과 RAID 0로 묶은 디스크가 깨졌을 때처럼 완전히 초기화되고 데이터도 모두 사라진 것으로 나온다. 안타깝게 옵테인 메모리 32GB 모듈은 더 이상 메인보드에서 인식되지 않아 다시 테스트 할 수도 없었다.
또한 SSD에 옵테인 메모리를 사용할 때는 활성화/비활성화도 비교적 빠르고 옵테인 메모리를 해제해도 SSD 성능에 영향이 없었는데, SSHD나 HDD에서는 간혹 딜레이가 생기거나 옵테인 메모리를 다시 비활성화 시켰을 때 HDD 성능이 떨어진다던지 알 수 없는 오류로 더 이상 옵테인 메모리를 활성화하지 못하는 문제도 경험했다.
물론 인텔 옵테인 메모리를 지원하는 바이오스나 소프트웨어 모두 아직 초기 버전으로 성능 저하 및 안전성 관련 문제들은 앞으로 개선될 것으로 생각된다. 하지만 옵테인 메모리가 윈도우와 중요한 자료가 저장되는 시스템 드라이브에 일종의 RAID 형태로 묶이는 캐시 메모리 시스템이다보니 장시간 쓰기 작업이 많은 환경에서는 당분간 사용하지 않는 것이 좋다.
만약 지금 꼭 옵테인 메모리를 쓰고 싶다면 가급적 장시간 쓰기 부하를 주는 작업은 삼가하고 시스템 드라이브의 중요 데이터를 자주 백업해두는 것을 권장한다.
HDD 캐시보다 고성능 옵테인 SSD 기대
인텔 옵테인 메모리는 D램과 SSD 사이를 이어주는 인텔 차세대 메모리 옵테인 기술 가운데 가장 먼저 PC 유저들에게 선보였지만 그 용도는 지극히 제한적이다. 인텔은 예전에 Z68 메인보드 칩셋에 SSD를 HDD 캐시로 써서 성능을 높여주는 스마트 응답 기술(Intel Smart Response Technology, iSRT)을 선보였고, 인텔 옵테인 메모리는 단지 HDD 캐시에 사용될 부품만 SSD에서 차세대 메모리로 바꿨을 뿐 여전히 그 연장선에 있다.
SSD보다 비싼 가격을 상쇄시키면서 최신 7세대 코어 프로세서와 200 시리즈 메인보드 시스템 보급을 늘릴 수 있도록 캐시 메모리 형태의 제품으로 출시됐지만, SSD 사용자에게는 도움이 되지 않고 HDD 사용자는 저렴한 SSD를 구입할 수 있는 비싼 가격에 망설여질 것이다. 대용량 HDD에 옵테인 메모리를 써서 성능을 높이려는 사람은 쓰기 성능 하락과 옵테인 메모리 어레이에 문제가 발생했을 때 데이터 손실 위험을 걱정해야 한다.
어차피 옵테인 메모리가 SSD 성능을 빠르게 할 수 없다면 차라리 시스템 드라이브 설치 제한을 풀고 SSD + HDD 조합을 쓰는 사람들을 위해 소프트웨어에서 드라이브 선택이 가능하도록 하는 것이 좋지 않을까?
인텔 옵테인 메모리의 효용성과 별개로 차세대 메모리로써 그 가치는 매우 높게 생각한다. 그것이 기존 D램이나 SSD를 완전히 대체하는 존재가 되지 못한다고 할지라도 엔터프라이즈 시장에서 더 많은 D램, 더 빠른 SSD를 원하는 수요를 충족시킬 가능성은 충분하기 때문이다. 또한 저용량이지만 시스템 특성상 빠른 반응 속도를 위해 D램에 배터리를 붙여서 쓰던 임베디드 시장에서 옵테인 제품은 훌륭한 대안이 될 수 있다.
그러나 가격대비 성능이 중요한 일반 PC 시장에서 옵테인 SSD는 기존 낸드 방식 SSD를 대체하지 못할 것으로 예상된다. 옵테인 가격이 충분히 내려갈 때가 오면 SSD는 그보다 훨씬 저렴할 것이고 용량대비 가격에서 옵테인 > SSD > HDD 구조를 깨기 어렵다. 그래서 인텔 데스크탑 CPU와 HEDT(High-end Desktop) CPU가 따로 존재하듯 옵테인 SSD와 낸드 기반 SSD 관계도 비슷할 것으로 보인다.
