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인텔 11세대 CPU와 사용해 본 삼성 980 PRO M.2 NVMe 1TB의 성능은? 다나와 리포터

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2021.04.23. 18:22:20
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초고속 저장장치 SSD의 빠른 발전 속도 덕분에 용량대비 가격도 안정화되면서 고용량 제품을 합리적인 가격에 구입할 수 있는 상황까지 와 있습니다. 초기 SSD의 인터페이스가 SATA3 였다면 최근에는 PCIe NVMe 초슬림형 SSD가 출시되면서 가격과 성능(속도)를 동시에 만족시키고 있습니다. 


PCIe 인터페이스도 초기에 3.0 버전에서 최근에는 4.0을 지원하는 차세대 제품들이 꾸준하게 출시되면서 2배 이상의 속도를 구현하고 있으며, 초기 SSD 시장의 주류였던 SATA SSD 대비 12.7배나 빨라졌고요.


이런 빠른 속도의 인터페이스의 변화는 삼성 980 PRO에서 체감할 수 있는데, 이전 세대와 비교하여 달라진 점은 크게 낸드(V-NAND)와 컨트롤러입니다. 낸드의 경우에는 5세대 14nm 공정에서 생산했던 V-NAND를 새로운 6세대 8nm 미세공정을 적용하여 15% 이상의 소비전력이 감소하였습니다. 


또한 기존 970 PRO에서 사용했던 Phoenix 컨트롤러를 삼성에서 자체 개발한 Elpis컨트롤러로 변경하여 속도와 안정성을 더욱더 끌어 올렸습니다. 






"인텔 11세대 CPU와 삼성 980 PRO M.2 NVMe SSD"




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PCIe 4.0 x4, NVMe 1.3c 버전의 가장 앞선 인터페이스를 적용한 삼성전자 980 PRO M.2 NVMe SSD를 사용할 수 있었던 CPU와 메인보드는 AMD 라이젠 계열 뿐이었습니다. 인텔에서는 PCIe 4.0 SSD를 지원하는 CPU와 메인보드가 전무했지만 11세대 로켓레이크-S CPU를 출시하면서 이제 인텔 메인보드와 CPU에서도 PCIe 4.0 SSD를 사용할 수 있게 되었습니다.


- CPU : 인텔 i9 - 11900F

- M/B : 에이수스 PRIME B560M-A

- SSD : 삼성 980 PRO 1TB


PCIe 4.0 x4 인터페이스의 삼성 980 PRO 1TB 모델을 테스트하기 위한 PC 구성은 11세대 인텔 i9 11900F CPU와 에이수스 PRIME B560M-A 메인보드입니다. 메인보드에 비해 CPU 성능이 오버스펙 느낌은 있지만 이번 리뷰는 980 PRO 1TB의 성능을 테스트하는 것이 목적이므로 참고해주시기 바랍니다.





"삼성 980 PRO 패키지"




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기존 970 PRO 패키지와 유사한 디자인의 삼성전자 980 PRO M.2 NVMe SSD의 전반적인 특징을 정리해 보면, 


- 8nm 미세공정 6세대 V-NAND 적용

- V-NAND 3bit MLC = 3D TLC

- 순차 읽기 최대 7,000 MB/s, 순차 쓰기 최대 5,000 MB/s

- 삼성 Elpis 컨트롤러 탑재

- PCIe 3.0 SSD 대비 2배, SATA SSD 보다 12.7배 빠른 속도

- 게임, 그래픽 등 고성능 작업에서의 높은 처리량

- 니켈코팅 및 열분산 필름 적용으로 안정적인 발열관리


M.2 2280 폼팩터 기반, PCIe 4.0 SSD 전용으로 개발된 삼성 Elpis 컨트롤러 탑재하여 최적의 속도를 끌어낼 수 있다는 점이 중요한 변화입니다.




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캐시 메모리는 LPDDR4 SDRAM 1GB 용량을 탑재하여 1GB 내의 대용량 파일을 복사, 이동할 때

빠른 성능을 안정적으로 유지할 수 있습니다.


하지만 980 PRO SSD가 유의미한 변화만 있는 것은 아닙니다. 기존 PRO 라인업의 970 PRO 같은 경우에는 2-bit MLC V-NAND를 사용했다면 980 PRO는 3-bit MLC V-NAND로 사실상 3D TLC 낸드를 사용했다는 것이 중론입니다. 물론 2비트 MLC를 사용했다면 가격이 지금보다 더 높았겠지만 진정한 의미의 초고속 SSD를 기다리고 있는 분들에게는 아쉬운 점으로 남는 부분입니다.




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980 PRO는 용량 기준으로 250GB / 500GB / 1TB / 2TB 4가지 모델이 출시되었습니다. 출시 초기에는 대용량 모델 2TB 용량이 빠져있었지만 시간이 지남에 따라 출시되어 있으니 대용량 제품이 필요한 분들은 2TB 모델을 구입하시면 됩니다.


개인적으로 리뷰하게 될 제품은 1TB 용량으로 1GB의 저전력 디램캐시와 함께 평균무고장시간(MTBF)은 150만, 기록 가능한 데이터는 600TBW으로 충분히 만족스러운 모습을 보여주고 있습니다.



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박스 측면에 부착된 봉인씰을 제거하면 980 PRO 제품이 플라스틱 박스에 안전하게 패키징되어 있는 것을 볼 수 있습니다. 내부에 같이 동봉되어 있는 것은 사용 설명서로 구성품의 전부입니다. 


열에 민감하게 반응하는 M.2 NVMe SSD의 특성상 서멀패드와 방열판이 필요한데 제공하지 않는 부분은 아쉽습니다.





"삼성 980 PRO 외형"



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삼성 980 PRO 1TB는 가장 보편적으로 사용하는 M.2 폼팩터 / 2280 길이의 규격입니다. 정확한 크기는 80.15 x 22.15 x 2.38mm로 대부분의 메인보드에서 지원하며, 제품 정보를 알 수 있는 스티커가 전면에 부착되어 있습니다.


그 아래에는 3D TLC(V-NAND) 낸드플래시와 메모리, 컨트롤러 등이 집적되어 있는 상태로 블랙과 레드 컬러의 투톤이 상당히 고급스럽게 느껴지는 외관입니다.




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SSD 뒷면에는 삼성 SSD라는 문구와 각종 인증 마크가 새겨져 있는 심플한 모습입니다.


이전 세대에서는 Phoenix 컨트롤러를 사용했다면 980 PRO에서는 신형 Elpis 컨트롤러를 장착하여 속도와 안정성에서 더 나아진 모습을 보여주고 있습니다. 공정에서도 기존 5세대 V-NAND 14nm에서 6세대 V-NAND 8nm 공정으로 미세화되어 약 15% 정도 소비전력을 줄일 수 있게 되었습니다.



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두께는 2~3mm로 M.2 슬롯에 설치하면 메인보드 바닥면과 붙어 있는 느낌입니다.





"삼성 980 PRO 설치"



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삼성 980 PRO 1TB SSD는 M.2 NVMe 슬롯을 제공하는 메인보드라면 호환성 문제없이 설치할 수 있습니다. 


한 가지 주의할 점은 인텔 CPU는 11세대 로켓레이크-S에서부터 사용 가능하며 10세대 CPU에서는 PCIe 3.0만 지원하기 때문에 사용할 수 없습니다. 인텔 i9 - 11900F + 에이수스 PRIME B560M-A 구성은 PCIe 4.0 SSD 사용이 가능합니다.




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M.2 2280 폼팩터는 가장 기본적이며 많이 봐왔던 규격이라 낯설지 않은데요. 슬롯에 접촉하는 부분과 나사를 이용하여 고정할 수 있는 부분이 나뉘어 있기 때문에 이것만 잘 구분한다면 장착하는 것은 크게 어렵지 않습니다. 


PCIe 4.0 메인보드에서는 PCIe 4.0 x4 (64GT/s)로 작동하며 그렇지 않은 보드에서도 PCIe 3.0 x4 

(32GT/s) 속도로 사용할 수 있습니다. 발열이 높은 NVMe M.2 SSD의 특성상 서멀패드와 구리 방열판을 장착하여 써멀 쓰로틀링 상황에 대비했습니다.





"테스트 시스템 사양"



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[ 테스트 사양 ] 


- CPU : 인텔 11세대 i9 - 11900F

- MB : 에이수스 PRIME B560M-A

- RAM : ADATA XPG DDR4 SPECTRIX D41 8GB x2

- VGA : 엔비디아 RTX 3060

- SSD : 삼성 980 PRO 1TB

- Cooler : SilverStone SST-PF360W-ARGB

- Power : 시소닉 A12 STANDARD 230V EU SSR-700RA LLC





"삼성 980 PRO vs 970 PRO"




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PCIe 4.0 인터페이스를 지원하는 PRIME B560M-A 보드에 두 SSD를 설치하면 980 PRO는 PCIe 4.0 x4, 970 PRO는 PCIe 3.0 x4로 인식되는 것을 확인할 수 있습니다.






"벤치마크 테스트"


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저장 장치 테스트를 할 때 가장 먼저 돌려보는 CrystalDiskMark 8에서의 결과는 스펙에 나와 있는 최대 읽기 속도 7,000MB/s, 최대 쓰기 속도 5,000MB/s 보다 조금 낮은 수치이지만 PCIe 3.0 인터페이스의 970 PRO 보다는 월등히 높은 속도를 보여주고 있습니다. 


각각 12%, 86%로 용량을 채웠을 때도 속도 하락폭이 크지 않으며, 전반적인 속도는 안정적으로 나오고 있는 점은 고무적입니다.




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ATTO Disk Benchmark에서 측정한 속도는 대체적으로 비슷한 결과이지만 읽기, 쓰기 속도가 조금씩 떨어지는 모습을 보여주고 있습니다. 벤치마크마다 측정하는 방식 차이에 의해서 속도가 잘 나오는가 하면 그렇지 않은 것이 있습니다.


5세대 MLC 낸드 플래시를 탑재한 970 PRO와 비교해서 읽기는 3.23GB/s가 빠르고, 쓰기 속도는 2.02GB/s가 빨라 속도 비교 자체가 무의미해 보이네요.




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TxBENCH에서 측정한 속도 또한 크게 다르지 않은 결과를 보여주고 있어 성능 차이를 확실하다는 것을 알 수 있습니다.





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Samsung Magician의 속도 벤치마크 기능을 이용하여 측정해보면 스펙상에 표기된 속도보다 더 높게 나오고 있네요.




"더티 테스트"



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5세대 V-NAND와 비교하여 소비전력이 적고, 데이터 처리 속도가 빠른 6세대 V-NAND 낸드 플래시의 장점이 더티 테스트에서도 잘 나타나고 있습니다. 



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90% 정도의 용량까지 채우는 더티 테스트 해보면 평균 속도 50% 미만 구간이 0.5%로 정도로 극히 낮은 뛰어난 성능을 보여주었습니다. 속도 하락 구간이 거의 없다고 봐도 무방하며, 특히 용량이 작은 구간에서도 1GB/s 이상의 안정적인 속도를 꾸준하게 유지하여 전체적으로 만족스러운 모습입니다.


최대 속도 4104MiB/s, 평균 속도 2083MiB/s로 왜 대용량 파일 복사, 게이밍을 위한 SSD인지 알 수 있습니다.






"써멀 쓰로틀링"



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삼성전자 980 PRO 1TB SSD는 M.2 2280 폼펙터 기반이라 온도에 취약할 수밖에 없습니다. 써멀패드가 부착된 방열판을 적용하여 테스트해 보면 최고 온도가 65 ~ 67도 사이에서 유동적으로 

움직이지만 타사 제품에 비해 상당히 낮은 수준으로 유지되고 있네요.


SSD의 내부 온도가 지나치게 높아지면 SSD는 열 압력 조절(Thermal Throttling) 모드로 진입하여 온도를 낮추지만 완벽하지 않아 열로 인한 성능 저하가 있을 수 있습니다.


특히 게이밍 SSD는 고속으로 장시간 사용하는 경우가 많으므로 열로 인한 속도 저하가 없어야 안정적으로 사용할 수 있는데요. 써멀 쓰로틀링 상황을 가정하여 CrystalDiskMark에서 테스트한 읽기, 쓰기 속도는 각각 6000MB/s, 2000MB/s 초반대를 유지하여 안정적인 편입니다.






"파일 전송 테스트"



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실제 큰 용량의 파일 이동에 있어서 속도와 이 속도를 인한 시간 단축이 있는 살펴보기 위하여 

50GB, 100GB 대용량 파일을 2종의 M.2 NVMe SSD에 직접 테스트해 봤습니다. 읽기, 쓰기 할 때 

얼마나 빠르게 복사하며 실제 소요되는 시간을 알아보겠습니다.




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<쓰기 테스트> 


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<읽기 테스트> 


[  50GB 용량 파일 / M.2 NVMe SSD 사용시  ]


1. 쓰기 테스트 


- 전송 속도 : 1.95GB/s(초반) / 1.97GB/s(중반) / 1.98GB/s(종반)

- 완료 시간 : 26초


2.읽기 테스트 


- 전송 속도 : 1.68GB/s(초반) / 1.67GB/s(중반) / 1.67GB/s(종반)

- 완료 시간 : 30초



50기가의 파일을 복사하는데 있어 처음부터 끝까지 일정한 속도를 유지하고 있습니다. NVMe 2280 인터페이스 SSD의 최고 속도에 의해 복사 속도가 결정되므로 파일 복사하는 상대 저장장치 종류도 중요합니다.




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<쓰기 테스트> 


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<읽기 테스트> 


[ 100GB 용량 파일 / M.2 NVMe SSD 사용시  ]



1. 쓰기 테스트 


- 전송 속도 : 1.80GB/s(초반) / 1.40GB/s(중반) / 1.60GB/s(종반)

- 완료 시간 : 59초


2.읽기 테스트 


- 전송 속도 : 1.80GB/s(초반) / 1.60GB/s(중반) / 500MB/s(종반)

- 완료 시간 : 1분 57초



100기가의 파일 복사시에도 1GB의 DRAM 캐시 버퍼로 인하여 숙도가 후반에 떨어지지 않고 초반, 중반, 종반대로 나누면 전구간에서 일정하게 1.40 ~ 1.80GB/S 속도를 유지하면서 쓰기에서는 59초로 빠른 파일 복사 속도를 보여주고 있습니다.


하지만 읽기 속도에서는 상대 SSD의 디램 캐시의 용량이 작아 후반부에는 500MB/s로 속도가 떨어져 100GB 파일을 복사하는데 1분 57초나 소요되었습니다.





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이번에는 1MB 용량의 파일 7710개를 전송했을 때의 속도와 시간을 테스트해 봤습니다.



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<쓰기 테스트> 


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<읽기 테스트> 


[ 1MB 용량 파일 7710개 / M.2 NVMe SSD 사용시  ]


1. 쓰기 테스트 


- 전송 속도 : 234MB/s(초반) / 232MB/s(중반) / 235MB/s(종반)

- 완료 시간 : 33초


2.읽기 테스트 


- 전송 속도 : 245MB/s(초반) / 286MB/s(중반) / 347MB/s(종반)

- 완료 시간 : 26초




"부팅 속도"



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부팅속도에 가장 큰 영향을 미치는 SSD의 특성상 윈도우 10에서의 부팅 속도가 궁금해서 측정해 봤습니다. 윈도우10 최신 버전을 설치한 후, 부팅속도를 측정해 보면 14초로 정도로 SATA3 SSD와 비교해 봤을때는 3~4초 정도 더 빠릅니다.





"게임 로딩 속도"



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게임에서도 강한 SSD, PCIe 4.0 NVMe M.2 인터페이스의 삼성 980 PRO SSD의 게임에 있어서도 

강한 모습을 보여주고 있습니다. 배그 설치 후 바로 로딩해 보면 약 43초 정도가 걸려 SATA3 SSD보다 약 5초가 빨랐습니다.


오버워치는 메인화면이 로딩되기 까지 약 13초가 소요되어 상당히 빠르게 진입하는 것을 알 수 있습니다. 성능 좋은 PC와 비교해도 큰 차이가 없을 정도로 게임의 체감 로딩 속도는 게이머라면 만족할 정도로 빠릅니다.





"포토샵 로딩 속도"




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마지막으로 일반 사용자, 디자이너, 사진 편집을 하는 분들이 가장 많이 사용하는 포토샵 실행 속도와 대량 이미지를 연속 로딩했을 때 렉이 걸리는지 확인해 봤습니다. 포토샵은 6초 정도에서 로딩을 끝마치며 이미지 로딩에서도 마지막 사진까지 매끄럽게 로딩하는 것이 만족스럽습니다.






"프리미어 로딩 속도"




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영상 편집프로그램인 오도비 프리미어의 로딩속도는 약 13초가 소요로 체감되는 속도는 더 빠르게 느껴지네요.





"온도 변화"




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온도에 예민하게 반응하는 M.2 NVMe SSD라서 스트레스 상황에서 온도 변화가 어떻게 되는지 

확인해 봤습니다. 최초 부팅해서 온도를 보면 20도 후반을 유지하다가 읽기, 쓰기를 계속해서 하면 50도, 61도로 조금씩 상승하다가 65도가 넘어갑니다.


사용시간이 늘어나면 최종 65도를 기점으로 ±2도 범위에서 오르락내리락 하면서 일정한 온도를 유지합니다. 온도가 65도를 넘어서도 건강상태는 100% 좋음이 지속됩니다.





"Samsung Magician"



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삼성 SSD 사용자들이라면 반드시 설치해야 할 소프트웨어가 삼성 매지션(Samsung Magician)입니다.


Samsung Magician 다운로드

http://samsung.com/magician


매지션(Magician)은 드라이브 상태 요약, 읽기/쓰기 누적 사용량 확인, 원 클릭 펌웨어 업데이트, Secure Erase로 디스크 안전 삭제, RAPID 모드를 제공하는 필수 소프트웨어입니다.


설치한 매지션을 실행하면 드라이브 상태, 펌웨어 버전, 인터페이스, AHCI 모드, TRIM 상태, RAPID 모드 mOn/Off를 설정할 수 있는 심플한 인터페이스로 구성되어 있습니다. 그 외에도 Performance Benchmark, 자가 진단, 드라이브 최적화, 오버 프로비저닝, Secure Erase 등의 기능을 지원합니다.




"결론"



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삼성전자 980 PRO SSD는 PCIe 4.0 SSD를 선도하는 제품으로 인텔 11세대 CPU와 B560 메인보드의 조합에서 좋은 모습을 보여주었습니다. 기존 세대 SSD와 달라진 점은 삼성에서 자체 개발한 Elpis 컨트롤러를 장착하고, 3D TLC 타입이긴 하지만 이전 세대보다 진보한 6세대 8nm V-NAND 탑재, PCIe 4.0 인터페이스를 적용하여 전반적인 속도와 안정성이 높아졌습니다.


최대 순차 읽기 7,000 MB/s, 최대 순차 쓰기 5,000 MB/s 속도를 지원하여 그래픽 작업, 고사양 게임에서 뛰어난 성능을 기대할 수 있으며, 무엇보다 니켈코팅 컨트롤러와 열분산 필름으로 안정적인 발열관리가 가능한 점에서 높은 점수를 주고 싶습니다.


일반 SSD의 최고 온도가 70도를 넘어가는 것과 다르게 65±2도를 유지하여 성능 저하의 원인이 되는 발열에 대한 문제를 자체적으로 해결한 점이 인상적이었습니다. 디램 캐시 용량만 1GB라 대용량 파일 복사에도 유리하며 600TBW의 데이터 쓰기 용량은 수명을 크게 늘렸으며, 5년 제한적 보증으로 5년 동안은 안심하고 사용할 수 있게 해줍니다. 


대용량, 고성능 SSD가 필요한 분들에게 적합한 제품이라고 할 수 있습니다. 특히 PCIe 4.0 SSD를 지원하는 인텔 / AMD CPU, 보드로 시스템을 조립할 예정이거나 OS 설치용 SSD의 빠른 체감속도를 경험하고 싶으신 분들에게 추천드립니다 :)




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