인텔은 지난 10여 년간 프로세서 시장을 주도해 온 기업으로 가장 잘 알려져 있습니다. 하지만 인텔은 저장 장치 분야에서도 활발하게 움직이고 있는데, 전통적인 방식의 SATA SSD와 NVMe PCIe SSD는 물론, '옵테인(Optane)'이라는 비교적 최신 기술까지 선보였습니다. 이 글에서는 인텔 옵테인이 정확히 무엇인지, 그리고 어떤 원리로 작동하는지 자세히 알아보겠습니다.
인텔 옵테인이란?
옵테인은 일반적인 SSD에 탑재되는 낸드(NAND) 플래시나 시스템 메모리에 쓰이는 DRAM 칩이 아닌, '3D XPoint'라는 완전히 다른 기술에 기반합니다. 처음에는 느린 기계식 하드디스크(HDD)를 보조하는 고속 캐시 용도로 개발되었지만, 용량이 점점 커지면서 이제는 독립적인 저장 장치로도 충분히 활용할 수 있게 되었습니다.
옵테인은 처음 출시될 당시 16GB, 32GB, 64GB 용량의 소형 M.2 80mm 폼팩터로만 제공되었지만, 이후 업데이트를 거쳐 현재는 최대 1.5TB 용량의 제품까지 출시되었습니다.
또한 예전에는 인텔의 최신 플랫폼에서만 사용할 수 있었지만, 지금은 AMD CPU를 포함한 다양한 플랫폼에서 이용 가능합니다. 예를 들어 스레드리퍼(Threadripper) 워크스테이션을 구성할 때도 훌륭한 선택지가 될 수 있습니다.
인텔 옵테인은 어떻게 작동하나?
3D XPoint 칩을 기반으로 하는 옵테인은 일반적인 NVMe SSD와 시스템 RAM 사이의 흥미로운 성능 균형점을 만들어냅니다. 대부분의 사람들은 시스템 메모리(RAM)가 일반적인 SSD보다 훨씬 빠르고 반응성이 뛰어나며, 특히 HDD보다 월등히 빠르다는 것을 알고 있습니다. 하지만 시스템 메모리는 휘발성이라는 치명적인 단점이 있습니다. 즉, 전원이 꺼지면 저장된 모든 데이터가 사라집니다. 메모리의 빠른 반응성은 휘발성이라는 대가를 치르고 얻어지는 것이며, 바로 이 지점에서 비휘발성 저장 장치가 필요해집니다.
옵테인의 3D XPoint 칩은 RAM과 NVMe SSD의 중간 어딘가에 위치합니다. 평균적인 SSD보다 훨씬 빠른 반응성을 보여주면서도 RAM만큼은 아니며, 동시에 비휘발성이기 때문에 SSD처럼 데이터를 영구적으로 보관할 수 있습니다. 대용량 데이터를 한 번에 읽고 쓰는 순차(Sequential) 작업에서는 NVMe SSD가 훨씬 유리하지만, 무작위(Random) 액세스 작업에서는 옵테인이 압도적인 강자입니다.
이러한 차이를 설명하는 핵심 지표가 바로 'IOPS(Input/Output Operations per Second)', 즉 초당 입출력 작업 수입니다. IOPS는 저장 장치의 무작위 액세스 성능을 측정하는 지표로, 일상적인 데스크톱 환경에서 컴퓨터를 사용할 때 체감되는 시스템 반응 속도를 더 정확하게 보여줍니다.
실제 사례를 통해 살펴보겠습니다.
현재 PCIe 3.0 NVMe SSD의 대표주자는 삼성 970 EVO 시리즈입니다. 1TB 모델 기준으로 최대 순차 읽기 3,400MB/s, 순차 쓰기 약 2,500MB/s를 자랑하며, 세부 수치는 용량에 따라 다소 달라질 수 있습니다. 반면 비슷한 급의 옵테인 드라이브는 순차 읽기 2,600MB/s, 순차 쓰기 2,200MB/s로 순차 성능에서는 다소 뒤처집니다.
그런데 IOPS를 보면 이야기가 완전히 달라집니다. 970 EVO는 큐 깊이(Queue Depth, 대기 중인 입출력 작업의 개수로, 값이 낮을수록 IOPS도 낮아짐) 32 조건에서 최대 500,000 IOPS의 무작위 쓰기와 450,000 IOPS의 무작위 읽기를 기록하지만, 큐 깊이 1 조건에서는 각각 15,000 IOPS와 50,000 IOPS로 급격히 하락합니다. 반면 옵테인은 큐 깊이 16 조건에서 무작위 쓰기 575,000 IOPS, 무작위 읽기 550,000 IOPS를 기록하며, 이런 항목에서 원래 성능이 떨어지는 경향이 있던 저용량 드라이브에서도 마찬가지입니다. 옵테인이 이렇게 낮은 큐 깊이에서 970 EVO를 앞선다는 사실은 놀라운 결과입니다.
물론 이러한 성능의 대가는 결국 '가격'입니다. 삼성 1TB 970 EVO는 판매처에 따라 약 130달러 수준에 구입할 수 있습니다. 반면 비슷한 급의 옵테인 905P 960GB는 약 1,262달러부터 시작합니다. 더 작은 용량의 제품은 상대적으로 합리적일 수 있지만, 110mm M.2 폼팩터의 380GB 905P도 약 505달러에 달하며, 이 크기는 최근 3년 이내에 출시된 메인보드가 아니면 장착이 어려울 수 있습니다.
옵테인은 누구에게 필요한가?
일반적으로 옵테인을 감당할 수 있는 예산이라면 운영체제(OS)를 옵테인 드라이브에 설치하는 것이 좋습니다. 무작위 읽기·쓰기 성능이 정말 놀라울 정도로 뛰어나 시스템 전반의 반응 속도를 획기적으로 끌어올려 줍니다. 반대로 예산이 부족하다면 970 EVO처럼 검증된 고성능 NVMe SSD 역시 매우 훌륭한 선택입니다.
참고로 인텔은 2022년 옵테인 사업을 단계적으로 종료하기로 발표했기 때문에, 신제품 구매는 점점 어려워지고 있습니다. 따라서 옵테인 도입을 고려한다면 재고 물량의 가격과 호환성을 꼼꼼히 확인하는 것이 좋습니다.
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