SATA와 PCIe 차이점

컴퓨터 하드웨어 환경에서 스토리지 인터페이스는 스토리지 장치의 속도, 효율성 및 전반적인 성능을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 이 분야의 두 가지 주요 경쟁자는 SATA(Serial ATA)와 PCIe(Peripheral Component Interconnect Express)입니다. 이러한 인터페이스의 차이점, 장점 및 한계를 이해하는 것은 스토리지 솔루션에 대해 정보에 입각한 결정을 내리려는 사용자에게 필수적입니다.

크기, 속도, 성능 및 비용을 기준으로 두 가지 스토리지 옵션을 구별하는 방법에 대해 알아보겠습니다. 

 

커넥터 및 크기

 

 

 

SATA 및 PCIe는 일반적으로 지원하는 드라이브와 관련이 있지만 이러한 용어는 인터페이스 기술 자체를 나타낸다는 점을 인식하는 것이 중요합니다. SATA는 광학 드라이브, 하드 드라이브, SSD 등 다양한 드라이브를 마더보드에 연결하는 데 널리 사용되는 작은 L자형 커넥터가 특징입니다. 이 커넥터에는 연결된 장치에 전원을 공급하는 더 긴 L자형 보조 커넥터가 함께 제공됩니다.

 

 

SATA 하드 드라이브는 3.5인치와 2.5인치 크기로 제공되는 반면 SATA SSD는 일반적으로 2.5인치 폼 팩터로 제한됩니다. 수년에 걸쳐 SATA는 여러 세대에 걸쳐 개발되었으며, SATA III는 오늘날 가장 널리 보급되어 최신 하드 드라이브 및 주류 SSD의 표준 인터페이스 역할을 합니다.

 

반면에 PCIe 또는 PCI Express는 최신 마더보드에서 볼 수 있는 다목적 인터페이스로, 그래픽 카드와 같은 구성 요소를 위한 다양한 크기의 소켓과 Wi-Fi 및 USB 포트와 같은 추가 카드를 위한 더 작은 포트를 제공합니다. PCIe의 대역폭은 더 작고 성능이 떨어지는 연결의 경우 x1에서 사용 가능한 대역폭이 더 높은 더 큰 연결의 경우 x16까지 다양할 수 있습니다.

 

 

 

PCIe SSD는 PCIe 슬롯에 직접 연결할 수 있으며 종종 NVM Express(NVMe) 커넥터 유형을 사용합니다. 이러한 드라이브는 일반적으로 표준 그래픽 카드의 1/3 크기입니다. SATA 및 PCIe 인터페이스 모두 M.2 커넥터 유형을 사용할 수 있지만 PCIe 드라이브는 이 형식에서 더 널리 사용됩니다. M.2 드라이브는 컴팩트하고 가늘며, 추가 전원 없이 마더보드에 평평하게 놓일 수 있습니다. 고성능 M.2 드라이브에는 안전한 작동 온도를 유지하기 위해 히트 스프레더와 히트싱크가 포함될 수 있습니다.

 

M.2 또는 NVMe 커넥터 유형을 사용하든 PCIe 드라이브는 다양한 세대의 PCI Express를 지원할 수 있습니다. PCIe 3.0이 가장 일반적이지만 AMD의 x570 마더보드에서 볼 수 있듯이 PCIe 4.0의 도입은 두 배의 대역폭(16GBps)을 제공하여 더 빠르고 효율적인 드라이브를 가능하게 합니다.

 

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성능

각 드라이브는 성능 메트릭으로 특징지어지지만 SATA 및 PCIe 형식 모두 성능 제한이 있습니다. SATA III 드라이브는 주로 최대 지속 읽기 및/또는 쓰기 속도가 약 550MBps에 해당하는 6Gbps로 제한됩니다. SATA 하드 드라이브는 이러한 속도를 달성하지 못할 수 있지만 인상적인 Samsung 860 Evo와 같은 SATA III SSD는 합성 테스트에서 이 임계값에 편안하게 도달할 수 있습니다.

 

읽기 및 쓰기 속도에 영향을 미치는 파일 크기 및 구성의 차이로 인해 실제 사용량이 다를 수 있으므로 실제 시나리오에서 이러한 속도를 달성하는 드라이브는 거의 없다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. SATA 프로토콜을 사용하는 M.2 SSD는 이와 동일한 속도 제약 조건을 준수하므로 더 빠른 속도를 원할 경우 PCIe M.2 드라이브가 필요하다는 점을 강조합니다.

 

실제 사용에서는 드라이브가 달성할 수 있는 실제 최대치에 도달하는 드라이브가 거의 없으며, 파일 크기 및 구성의 차이가 실제로 읽기 및 쓰기 속도에 영향을 줄 수 있습니다.

 

SATA 프로토콜을 사용하는 M.2 SSD에도 동일한 속도가 적용되므로 M.2 드라이브를 구입할 때 주의하십시오. 더 빠른 속도를 원한다면 SATA M.2 드라이브가 아닌 PCIe M.2 드라이브가 필요합니다.

 

 

PCIe 드라이브는 M.2 또는 NVMe 커넥터 표준을 사용하는지 여부에 관계없이 향상된 속도를 제공하지만 여전히 드라이브의 메모리 칩 속도와 설계된 PCI-Express 세대의 영향을 받습니다. PCIe 3.0 드라이브는 일반적으로 3,500MBps의 최대 지속 읽기/쓰기 속도를 자랑하는 반면, PCIe 4.0 드라이브는 최대 7,000MBps의 일반적인 최대 지속 읽기/쓰기 속도로 기준을 높입니다. 또한 10,000MBps 이상을 목표로 하는 차세대 PCIe 5.0 드라이브도 출시되고 있습니다.

 

그러나 이러한 속도는 가상 테스트에서 PCIe 3.0 드라이브가 일반적으로 약 2,500MBps의 지속 읽기를 달성하고 가장 진보된 PCIe 4.0 드라이브가 약 6,500MBps의 지속 읽기를 제공하는 실제 시나리오에서는 거의 실현되지 않습니다. 고속 데이터 센터용으로 설계된 드라이브가 드물고 프리미엄 가격대임에도 불구하고 7GBps를 초과하는 읽기 속도와 6GBps의 지속적인 쓰기 속도를 제공할 수 있는 예외적인 경우가 있습니다.

 

임의 읽기 및 쓰기 속도와 같은 추가 성능 메트릭은 SATA와 PCIe 드라이브 간의 차이가 적습니다. PCIe 드라이브는 SATA 드라이브보다 3배에서 5배 더 빠른 랜덤 읽기/쓰기 속도를 자랑할 수 있지만, 실제 개선은 특히 장거리 전송에서 2-3배 향상으로 해석되는 경우가 많습니다. 짧은 전송에서 성능 격차가 크게 좁혀집니다.

 

사용 중 이러한 드라이브 유형의 느낌에 대한 실질적인 차이는 사용자의 시스템 요구 사항에 따라 크게 달라집니다. 빠른 NVMe 또는 M.2 PCIe 드라이브는 SATA SSD에 비해 게임 로딩 및 Windows 부팅 시간을 약간 단축할 수 있지만 눈에 띄는 차이는 크지 않습니다. 특히 빈번한 대용량 파일 전송이 일상의 일부인 경우 격차가 더 두드러집니다.

 

실질적으로 실제 성능의 도약은 SATA SSD에서 PCIe SSD로 업그레이드하는 것보다 하드 드라이브에서 SSD로(심지어 SATA에서 SATA로도) 전환할 때 더 두드러집니다.

 

가격

컴팩트한 크기와 더 높은 성능 잠재력으로 인해 PCIe 드라이브는 SATA 드라이브에 비해 비용이 더 많이 드는 경향이 있습니다. 가격 차이가 항상 중요한 것은 아닙니다. 예를 들어, 500GB Samsung 870 Evo SATA SSD와 500GB Samsung 970 Evo PCIe M.2 SSD 사이에는 약 30달러의 차이가 있을 수 있습니다.

 

그러나 특정 드라이브는 상당히 비쌀 수 있습니다. 예를 들어, Intel의 Optane 기반 905P 960GB 드라이브는 평균 1TB PCIe 드라이브 5개 이상의 비용을 합친 비용을 초과할 수 있습니다.