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보드나라/케이벤치

대역폭 2배 향상, PCIe 4.0 SSD 과연 얼마나 쓸만할까?

PCIe 4.0 SSD 얼마나 빠를까

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지난 7월 7일 3세대 라이젠 프로세서가 출시 되었다.

3세대 라이젠 프로세서는 지난 세대 대비해 확실한 성능향상이 있었음이 여러 벤치마크 테스트에서 속속 밝혀지고 있는데, 성능 향상 외에도 다양한 특징이 함께 하고 있다.

그중 하나가 바로 PCIe 4.0을 드디어 대중화 시킨점이다.

이번에 함께하게된 X570 칩셋 메인보드에서 일반 소비자들도 드디어 PCIe의 새로운 규격인 PCIe 4.0을 활용할 수 있게 되었는데, AMD 자사의 새로운 5700 그래픽카드 시리즈와 신제품 M.2 SSD들이 PCIe 4.0의 확장된 대역폭을 지원해 이를 활용해 PC를 꾸며나갈 수 있게 되었다.

현재, 그래픽카드가 주로 활약하는 게임 렌더링에서는 게임 자체에서 PCIe 4.0을 활용하기보다는 메모리를 이용해 읽어들이는 경우가 많아 큰 효과를 기대하기 어려운 상황이다. 그에 따라 PCIe 4.0의 활용성 여부는 현재 주로 PCIe 4.0 M.2 SSD 활용에 집중되어 있는 상태다.

그래서 케이벤치에서는 PCIe 4.0 관련, 이목이 쏠려있는 PCIe 4.0 SSD는 과연 버전업 된 만큼, 얼마나 쓸만한지 알아보는 시간을 가졌다.

두배 대역폭은 스토리지에서 더욱 적극적인 활용

PCI express 규격을 제작하는 PCI-SIG 에서는 PCIe가 버전업 될때마다 각각 2배의 최대 대역폭 향상을 이룬다고 밝혔다.

PCI-SIG에서 제공한 위 차트를 보면 알 수 있듯이, 버전업 될때마다 각각의 항목 대역폭이 2배로 증가했으며, PCIe 3.0은 총 ~32GB/s이고 PCIe 4.0은 ~64GB/s로 정확하게 두배 차이다.

그러나 최근 케이벤치에서 PCIe 그래픽카드 벤치마크 프로그램 테스트 한 결과로 대역폭 증가는 확실히 확인되지만, PCIe 4.0과 3.0 활용상에 실 게임의 성능을 살펴볼 수 있는 그래픽 렌더링 점수 차이는 없는 수준인 것으로 나타났다. (참고 기사, 하루 만에 뒤바뀐 운명! 지포스 RTX 슈퍼 vs 라데온 RX 5700 벤치마크, 그 결과는?)

이같은 이유는 서론에 언급했듯이 게임들이 주로 메모리를 활용을 통해 렌더링을 하는 부분도 있지만, 기존 PCIe 3.0의 32GB 대역폭을 모두 활용하는 게임이 현재로서는 거의 전무 하기 때문이다.

오히려 일부 게이밍 노트북 브랜드 등에서는 PCIe 3.0을 x16이 아닌 x8로 제한하고 사용하며 남는 레인을 외부 그래픽포트로 돌릴 정도로 현시점에서 대역폭 확장에 따른 실성능 차이를 느끼기 어려운 상황이다.

그래픽카드 활용 부분에서는 아쉬움을 나타내지만, 서론에 언급 했듯이 현재 PCIe 4.0을 활용함에 있어 가장 눈에띄는 부분은 바로 스토리지, PCIe 4.0을 지원하는 M.2 NVMe SSD다.

벤치마크에서 큰 성능차를 보여주는 PCIe 4.0 SSD

과거에는 PCIe가 주로 그래픽카드, 일부 외부 칩셋 슬롯정도였지만 이제는 PCIe 활용에 스토리지, M.2 SSD를 빼놓을 수 가 없다. 그리고 이번 PCIe 4.0 규격은 오히려 현시점에서는 그래픽카드 보다는 M.2 SSD를 위함이 아닐까 싶을 정도로 성능 향상을 제공하는 것으로 알려졌다.

그 차이가 어느정도일까 알아보기 위해 현재 케이벤치에서 샘플로 제공받은 PCIe 4.0 지원 M.2 NVMe SSD, Corsair MP600 2TB 모델, 그리고 PCIe 3.0에서 고성능으로 많은 선택을 받았던 WD BLACK 1TB NVMe 모델, 규격외 제품이긴 하지만 샌디스크 SATA M.2 SSD로 그 차이를 비교해보는 시간을 가졌다.

테스트는 간단하게 CrystalMark를 통해 진행했는데, 이미 스펙상, 알고있긴 했지만, 결과를 모아놓고 보니 매우 놀라운 향상을 확인할 수 있었다.

테스트에 활용된 WD BLACK 1TB 모델은 , PCIe 3.0 규격상에서 높은 성능을 자랑하는 대표적인 M.2 NVMe SSD 모델이다.

그럼에도 PCIe 4.0 SSD 모델과는 읽기 성능만 봤을때 그 차이가 60%가 나는 모습을 확인할 수 있었다. 일반적인 SATA 기반의 500MB/s 읽기의 SSD와는 900%라는 어마어마한 차이다.

올해 열린 컴퓨텍스에서는 단일 슬롯으로 5000MB/s의 읽기 성능을 내는 PCIe 4.0 SSD를 레이드로 묶는 레이드 카드로 15000MB/s를 기록하기도 하는 등, 실제로 이번 PCIe 4.0 SSD는 벤치마크상으로는 괄목할만한 성능향상을 선보이는 것은 분명하다.

이렇게 큰 차이를 보이는데, 실제 PC 환경에서의 활용할때는 어떠할까?

SSD가 대중화 될 수 있었던 가장 큰 도움에는 일반적인 사용 환경 개선도 있었지만 게임 로딩도 포함 되어 있으며, 그외 활용이 있다. 그러한 해당 요소를 바탕으로 테스트를 좀 더 해보았다.

실제 게임과 활용에서는?

그래픽카드도 분명 벤치마크에서는 PCIe 대비 향상된 대역폭을 확인할 수 있었고 이부분은 아마도 고화질 엔터테인먼트 로우급 콘텐츠 제작시에 이득을 볼 수 있는 부분은 있지만, 그래픽카드가 가장 주로 활약하는 렌더링, 게임분야 에서는 큰 영향을 주지 못하고 있다.

그럼 PCIe 4.0 SSD도 비슷하게 벤치마크 만큼 큰 성능 향상을 그 차이를 경험할 수 없지 않을까 하는 의심이 스멀스멀 차올랐다.

SSD가 사실 게임 프레임이나 렌더링에 큰 영향이 주지 않지만, 실 활용에서 주로 가장 영향을 많이 주는 부분인 로딩 부분으로 벤치마크처럼 세대간의 차이가 있다면 어느정도 격차가 않을까 하는 생각으로 게임 로딩 테스트를 진행해 보았다.

결과는 의심대로 나왔다.

많은 데이터를 읽어야해서, HDD로 첫 로딩을 시작하면 몇분이상 걸리는 토탈워:삼국의 2가지 벤치마크 로딩에서 로딩 속도는 오차범위내의 시간을 보여줬고 사실상 동일한 로딩 속도로 그 차이를 느낄 수 없었다. 다른 게임에서도 로딩시간의 차이는 있을 지언정 비교상의 차이는 크게 나지 않을 것으로 보인다.

벤치마크에서 PCIe 4.0 SSD와 PCIe 3.0 SSD간에 60%가량의 읽기, 53% 가량의 쓰기 성능 차이가 났음에도 별차이가 없었고 기존 M.2 SATA SSD와는 약 7~8초 정도의 유의미한 차이가 보이는 만큼 생각보다 실망스러운 부분이 아닐 수 없었다.

게임 로딩에서 큰 차이를 느낄 수 없다면, 실제 우리가 PC를 사용할때 어떤 부분에서 벤치마크 성능차 만큼 그 성능 향상을 경험할 수 있을까 궁금했고, 스토리지의 고용량 데이터 복사 테스트가 떠올랐다.

SSD 내부에 각각 100GB의 더미데이터를 자체 내부 폴더에 복사하는 형식으로 테스트를 진행했고, 이러한 부분에서 당연하게도 벤치마크 만큼 직관적인 성능차이가 확인되었다.

PCIe 4.0 SSD에서는 평균 2000MB/s 이상으로 100GB를 복사할 수 있었고, PCIe 3.0 SSD에서는 1300~1500MB/s를 오가는 모습으로 데이터를 복사하는 모습을 확인할 수 있었다.

결과적으로, PCIe 4.0 SSD의 성능 활용은 게임적인 부분 보다는, 그래픽카드처럼 고화질, 고용량의 영상및 사진 작업, 다수 파일의 읽기/쓰기 복사 환경과 같은 컴퓨팅 작업 능력에서 더 빛을 발하는 것으로 확인되었고, 게임과 같은 관련 부분에서는 기존 PCIe 3.0 NVMe SSD와는 큰 차이를 느끼기 어렵다고 보여진다.

발열까지 신경써야되는 PCIe 4.0 SSD, 서두를 필요 없다

▲ 더티 테스트 3~5분 테스트 도중 체크한 발열 (메인보드 제공 방열판 사용)

분명 새로운 PCIe 4.0 규격을 통해 큰 성능 향상을 확인할 수 있었던 PCIe 4.0 SSD지만, 테스트를 해보면 해볼 수록 아직 전문적인 분야에서의 활용외에는 일반 사용자들이 느낄만한 메리트는 현재로선 크지 않다는 느낌을 받을 수 있었다.

이러한 와중에 더더욱 아쉬운 것은, PCIe 4.0 SSD는 뜨겁다는 것이다.

사실상 PCIe 4.0은 PCIe 3.0에 비해 대역폭 향상, 클럭이 올라갔다는 뜻이며, 그에 따른 빠른 성능만큼이나마 더 높은 발열이 발생한다. (컨트롤러의 종류와 성능에 따라 다르긴 하겠지만 성능만큼 높은 발열이 발생한다)

물론 기존 PCIe 3.0 SSD 제품들도 뜨거운편이긴 했지만, 방열판이 없어도 일정 발열과 스로틀링정도는 감수하며 활용할 정도는 되었다. 그러나 이번 PCIe 4.0 SSD는 제대로 사용하기 시작하면 방열판이 없을시 제품이 위험하지 않을까 싶은 높은 발열을 발생하기 때문에 방열판은 선택이 아니라 필수인 상황이다.

그렇기에 대부분의 PCIe 4.0 SSD 제품 패키지에 아예 방열판을 기본 포함시켜 출시되고 있을 정도다. (X570 메인보드는 칩셋 액티브 쿨링 기본에 대다수가 기본 M.2 방열판 제공중)

결국, 이번 PCIe 4.0 SSD에 대해 얼마나 쓸만하냐는 원론적인 질문을 필자에게 물어본다면, 성능 향상은 분명 의미 있는 부분이지만, 발열과 같은 부분에서 더욱 신경써야되는 것과 전문가가 아닌 일반 PC 사용자의 입장에서는 실제 체감이 어렵기때문에, PCIe 4.0 SSD는 현재로서는 서둘러 장만해야될 이유를 찾지 못했다고 답할 듯 하다.

오직 최고의 성능만을 추구한다면 PCIe 4.0 SSD는 새로운 규격이고 분명 선택할만 하지만, 현재의 PC 환경에 큰 체감적 변화를 가져다 줄 정도는 아니라는게 오늘 살펴본 최종적인 결과라고 할 수 있겠다.

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