SSD 내구성 (DWPD & TBW 변환)

SSD의 Endurance (내구성)에 대해 알아보자.

 

SSD에 사용되는 NAND storage는 HDD에 사용되는 Megnetic storage와 다르다. HDD의 자기 스토리지는 제자리에 쓰기를 지원한다. 즉, 쓰려는 실제 위치에 이미 데이터가 있는 경우 기존 데이터를 새 데이터로 직접 덮어쓸 수 있다. 이것은 Single-step process이다.

 

그러나, NAND에 데이터가 존재할 경우 (더 이상 사용되지 않는 것으로 표시된 데이터도 포함), NAND는 Write 하기 전에 먼저 지워야 한다 (프로그래밍됨). 이 Two-step process를 Program/Erase (P/E) cycle이라고 하며, SSD 내구성은 NAND의 등급이 매겨진 P/E cycle 수의 함수이다.

NAND는 읽을 때는 마모가 거의 발생하지 않지만, 쓸 때는 마모된다.

그러므로 무한정 쓰기 할 수 없고 수명이 있다.

 

오늘날, 일반적으로 사용되고 있는 SSD 내구성에 대한 지표는 DWPD (Drive Writes Per Day)와 TBW (Total Bytes Written)이다. (TBW가 조금 덜 일반적으로 쓰임)

TBW는 주로 Terabytes를 나타내지만, "TBW (TB)" 또는 "TBW (PB)"로 정확하게 표현할 수 있다.

DWPD, TBW 둘 다 같은 것을 표현하는 다른 방법이다. 한 벤더는 DWPD를 사용하고, 다른 벤더는 TBW를 지정한다. 그러면, 이 둘을 어떻게 비교할까?

 

SSD 초창기, 쓰기 시 마모되는 스토리지에 대한 개념은 새로운 것이었기 때문에, 많은 시스템 설계자가 SSD에 필요한 DWPD의 양을 과대평가했었다. 그래서 SSD 초기에는 10, 20 또는 그 이상의 DWPD가 정상이었다. 안전하게 여유를 확보한 것이다. 또한 대부분의 SSD는 1TB 미만으로 드라이브 용량이 상당히 적기 때문이기도 했었다. 그러나 드라이브 용량이 증가하고 업계가 워크로드의 읽기/쓰기 프로파일을 더 잘 이해함에 따라 DWPD가 급격히 감소하는 추세를 보였고, 요즘에는 1 DWPD의 SSD가 주로 쓰인다.

 

먼저, 정의를 살펴보자.

"Total Bytes Written"은 SSD에 오류가 발생하기 전에 기록할 수 있는 총 데이터 양이다.

"Drive Writes Per Day"는 보증 기간 동안 SSD의 전체 용량을 매일 오류 없이 덮어쓸 수 있는 횟수를 나타낸다.

예를 들어, 3 DWPD의 800GB SSD일 경우, 하루에 800GB 분량의 Write를 3회 하는 것으로 보아, 이 데이터량 (800GB * 3 = 2.4TB)을 보증 기간 동안 매일 Write 할 수 있다는 의미이다.

이 두 가지 지표 모두 보증 사양이기 때문에, 실제로는 SSD 제조업체가 제공한 수보다 훨씬 더 오래 드라이브를 사용할 수 있다.

이 둘 중, 하나를 변환하려면 디스크의 용량과 보증 기간을 알아야 한다. 드라이브 제조업체가 DWPD를 제공할 때, TBW를 알고 싶다면 다음과 같다. (일례로, 1 DWPD * 3.84TB * 5 * 365 = 7008TB. 즉, 7008 TBW가 된다.)

 

TBW = DWPD * Capacity * Warranty * 365

 

반대로, TBW를 DWPD로 변환하려면 다음 공식을 사용할 수 있다.

DWPD = TBW / (Capacity * Warranty * 365)

 

 

두 가지 규격이 다른 이유는 무엇일까?

TBW 사양에는 드라이브 수명이 실제로 명시되어 있지 않다. TBW 사양의 SSD는 TBW 목표를 초과한 경우 또는 보증 기간이 종료된 후, 어느 것이든 먼저 도래하면 실패한다. 반면, DWPD 사양은 쓰기 횟수를 보증 기간과 함께 결합하여 두 가지 작업을 동시에 수행할 수 있도록 한다.

대체로 이것은 선호도의 문제일 뿐, 내구성을 규정하는 표준 방법이 있는 것은 아니다.

일반적으로, SSD 마모는 드라이브의 사양보다 훨씬 작기 때문에, DWPD 또는 TBW 사양을 초과하는 일은 거의 일어나지 않는다. 그럼에도 불구하고, 100% 단정 짓기는 어려우므로 SSD의 SMART 속성을 수개월 간 검토해보면서 어느 한계점에 가까워진다면, 여유 공간을 두고 쓰기 요구 사항을 처리할 수 있는 SSD를 선택하는 것이 좋을 것이다. (e.g. eMLC)

 

참고로, 1 DWPD SSD는 대체로 십수 년 이상 사용 가능하므로 스토리지 자체의 수명보다 길다고 할 수 있다. 즉, SSD 내구성을 걱정할 일은 거의 없다고 봐도 무방하다.

 

 

※ PowerShell에서 마모 수준 확인