Windows PC의 성능을 한 단계 끌어올리고 싶으신가요? RAID(독립 드라이브 중복 배열)와 마이크로소프트의 ReFS(복원 파일 시스템), 이 두 가지 기술을 활용하면 소프트웨어 성능과 저장 장치의 신뢰성을 동시에 개선할 수 있습니다. 필요한 것은 최소한 여유 드라이브 두 개뿐입니다.
ReFS가 낡은 NTFS에 필적하는 성능을 내는지 궁금하신가요? 이 글에서는 마이크로소프트의 새로운 파일 시스템인 ReFS를 RAID1, RAID0, 단일 디스크 성능과 비교해 보고, RAID1-ReFS 조합의 실질적인 활용 방안까지 함께 살펴봅니다.
RAID 시작하기
요즘은 스토리지 공간(Storage Spaces) 기능 덕분에 RAID 볼륨 생성이 무척 간단합니다. 검색 창에 "스토리지 공간"이라고 입력하고 프로그램을 실행하기만 하면 됩니다.
스토리지 공간을 실행한 후 설정 변경 버튼을 클릭합니다.
이제 스토리지 풀을 만듭니다. 스토리지 풀 만들기를 선택한 뒤 배열에 추가할 여유 드라이브 두 개를 지정하세요. 주의할 점은 볼륨에서 드라이브를 추가하거나 제거하면 디스크의 모든 데이터가 삭제된다는 사실입니다. 반드시 중요한 데이터를 백업한 후 진행하세요.
스토리지 풀 생성 화면에는 다양한 옵션이 표시됩니다. 특히 주목해야 할 두 가지 항목은 (1) 복원력 유형과 (2) 파일 시스템입니다. 드라이브가 두 개일 때 복원력 유형은 양방향 미러(Two-way mirror, RAID1) 또는 단순(Simple, RAID0) 중 하나만 선택할 수 있습니다. 파일 시스템은 NTFS와 ReFS를 지원하는데, 단순(RAID0)을 선택하면 NTFS만 사용 가능합니다. ReFS는 두 개 이상의 드라이브 구성을 전제로 설계되었기 때문입니다.
RAID 볼륨을 만들고 드라이브 문자를 할당하면 일반 하드 디스크처럼 사용할 수 있습니다. 네트워크로 드라이브를 공유하거나, 파일을 옮기거나, 영상·사진 편집 소프트웨어의 캐시 저장 위치로 지정할 수도 있습니다. 후자의 경우 Adobe Premiere나 Photoshop 같은 상용 프로그램의 성능을 크게 끌어올릴 수 있습니다. 참고로 소프트웨어 RAID에도 여러 종류가 있으며 각각 장단점이 있습니다.
Windows 운영체제(OS)에는 소비자용 RAID가 크게 세 가지 있습니다: RAID1, RAID0, RAID5(그 외에도 수많은 변형이 존재합니다). 여기에 포맷 방식 두 가지, 즉 NTFS와 ReFS가 더해집니다. ReFS는 Windows 8.1에서 처음 등장했으며 아직 발전 중이지만 이미 뛰어난 안정성과 성능을 제공합니다.
Windows RAID 종류
- RAID0: 엄밀히 말해 RAID0은 이름과 달리 아무런 중복성도 없습니다. 두 드라이브에 데이터를 절반씩 나눠 저장하며, 중복 보호 대신 순수한 성능을 제공합니다. RAID0은 ReFS로 포맷할 수 없어 사실상 NTFS에 묶여 있습니다.
- RAID1: 미러링이라고도 불리는 RAID1은 두 드라이브가 필요하며, 실제 사용 가능한 용량은 한 드라이브 분량입니다. 데이터를 양쪽에 동일하게 복사하기 때문에 한쪽 디스크에 문제가 생겨도 데이터를 지킬 수 있습니다. 또한 디스크 읽기 속도가 빨라져 프로그램 실행과 캐시 읽기가 더 빨라집니다.
- RAID5: 이 글에서는 다루지 않습니다. 최소 세 개의 드라이브가 필요하지만 RAID1보다 많은 가용 용량을 확보할 수 있습니다.
Windows 파일 시스템 종류
Windows 10의 핵심 파일 시스템은 ReFS와 오래된 "신기술" 파일 시스템 NTFS 두 가지입니다. NTFS는 Windows의 표준 파일 시스템이지만, 두 개 이상의 (동일하거나 비슷한 사양의) 여유 하드 드라이브가 있다면 ReFS 사용을 고려해 보세요. ReFS는 비트 부패(bit-rot) 현상을 줄여주므로 저장 장치 포맷에 이상적이며, NTFS로 포맷된 RAID1 파티션과 비슷한 성능을 보여줍니다. ReFS가 상대적으로 새롭고 잠재적인 버그가 있을 수 있지만, 필자의 경험으로는 매우 훌륭했습니다.
RAID 벤치마크
디스크 성능은 Windows에서 다양한 작업에 영향을 미칩니다. 특히 인터넷 브라우징은 브라우저 캐시에 데이터를 자주 읽고 쓰는데, 캐시가 느린 디스크에 있다면 빠른 SSD에 있을 때보다 반응 속도가 떨어질 수밖에 없습니다. 그렇기 때문에 하드 드라이브 벤치마크가 중요합니다.
어떤 배열과 파일 시스템 조합이 가장 빠른지 확인하기 위해 SATA 도크가 장착된 테스트 머신에 노후화된 OCZ Onyx SSD 두 개를 연결했습니다. RAID1(NTFS), RAID1(ReFS), RAID0, 그리고 단일 NTFS 드라이브, 총 네 가지 구성을 벤치마크했습니다. 모든 합성 벤치마크에는 AS-SSD를 사용했고, CrystalDiskMark로 교차 검증했습니다. 마지막으로 7-Zip과 Handbrake를 활용한 실사용 테스트도 진행했습니다. Android Studio 컴파일러를 이용한 테스트는 완전히 실패했습니다.
무작위 읽기 및 쓰기 (4KB)
RAID 배열은 짧은 큐 깊이(queue depth) 환경, 즉 대부분의 일반 사용자 환경에서 잘 작동하지 않습니다. 따라서 웹 브라우징이나 사무 작업용으로는 RAID를 권하지 않습니다. 무작위 읽기에서는 단일 드라이브가 다른 구성 대비 약 9%의 이점을 보였습니다.
쓰기 속도에서는 RAID0이 압도적입니다. 경쟁 구성보다 거의 50% 빠릅니다. RAID1과 단일 드라이브는 모든 드라이브에 데이터를 동일하게 복사하는 반면, RAID0은 쓰기를 두 드라이브에 분산하기 때문에 당연한 결과입니다.
순차 읽기 및 순차 쓰기 (4KB)
순차 읽기 속도는 디스크 간 복사 작업의 척도입니다. 파일을 옮길 때 성능이 좋으면 전송 속도 역시 빨라집니다. RAID1은 단일 디스크와 RAID0 대비 순차 읽기에서 극적인 향상을 보였습니다. 이론상 RAID0도 순차 읽기를 개선해야 하지만, 합성 벤치마크에서는 이 가정이 입증되지 않았습니다.
순차 읽기와 쓰기는 파일 복사 성능을 대표합니다. 예상대로 RAID1-ReFS가 가장 느렸는데, 복사되는 데이터에 체크섬을 계산하기 때문입니다. 다만 성능 저하 폭이 크지 않습니다. 반면 RAID0은 기대에 크게 못 미쳤지만, 그래도 단일 드라이브와 RAID1-NTFS보다는 약간 빠릅니다.
무작위 읽기 및 쓰기 (4KB, 큐 깊이 64)
깊은 큐 깊이와 무작위 읽기/쓰기를 결합한 벤치마크는 서버 성능과 상용 애플리케이션 성능을 예측하는 데 유용합니다. 이론대로 RAID0이 네 가지 구성 중 가장 빠른 디스크 성능을 보였습니다. 하지만 RAID1도 읽기 속도에서 근접한 성능을 내면서 데이터 중복성까지 제공합니다. RAID1을 ReFS로 포맷하면 NTFS 대비 읽기 속도 손실이 매우 적습니다.
깊은 큐에서의 쓰기 성능 역시 RAID0이 독보적입니다. RAID1-NTFS와 RAID1-ReFS는 배열 유지에 따른 오버헤드 때문에 미미한 성능 감소를 보였지만, 그 차이는 크지 않습니다.
실사용 성능
실사용 성능 테스트 결과는 합성 벤치마크만큼 흥미롭지 않았습니다. Handbrake 인코딩과 7-Zip 압축 해제에서 RAID0은 약 2~3%의 성능 우위를 보였습니다. 반면 300MB 규모의 사진 폴더를 압축할 때는 모든 RAID 배열이 단일 드라이브보다 느렸으며, 단일 드라이브와 RAID1-ReFS 사이에 7% 차이가 났습니다.
아쉽게도 일부 데이터는 제외해야 했습니다. 예컨대 소스 코드 컴파일 테스트에서 RAID1-ReFS가 압도적인 성능 우위를 보였는데, 차이가 너무 커서 테스트 방법론에 심각한 결함이 있다고 판단했습니다. RAID1은 단일 드라이브보다 거의 두 배 빨랐고, RAID0은 약 20% 향상을 보였습니다. 빌드 환경이나 테스트 방식에 문제가 있을 수 있어 재측정 전까지 차트를 공개하지 않습니다.
Windows에서 RAID의 활용 방안
벤치마크 결과를 바탕으로 RAID가 적합한 용도는 다음과 같습니다:
- 사진·영상 편집용 캐시/스크래치 드라이브
- 데이터 중복성과 비트 부패 방지 기능을 갖춘 네트워크 저장 드라이브
- 소프트웨어 설치용 저장 드라이브
캐시/스크래치 드라이브: 인텔의 RST(Rapid Storage Technology) 드라이버를 사용하면 별도의 드라이브를 캐시 드라이브로 지정할 수 있습니다. 이 용도로는 읽기·쓰기가 매우 잦은데, 서류상으로는 RAID0이 가장 큰 이점을 제공합니다. 다만 실사용 벤치마크를 고려하면 단일 SSD가 오히려 가장 큰 성능 향상을 가져다줄 가능성이 높습니다.
네트워크 저장 드라이브: ReFS의 가장 명확한 용도는 저장 드라이브입니다. 데이터 무결성 특성과 뛰어난 읽기 속도 덕분에 고속 네트워크 환경에서 미디어 스트리밍에 매우 적합합니다.
소프트웨어 저장 드라이브: 이 구성에서는 RAID1 파티션에 소프트웨어를 설치하기만 하면 됩니다. 읽기 속도 이점, 데이터 중복성, 비트 부패 방지 기능을 모두 갖춘 RAID1-ReFS는 RAID1-NTFS보다 확실히 나은 선택입니다. RAID1-NTFS 대비 약간의 성능 감소가 있지만, 데이터 무결성에서 얻는 이득이 그 단점을 충분히 상쇄합니다. 프로덕션 환경에서는 데이터 무결성 강화가 특히 가치 있을 수 있습니다.
RAID1-ReFS는 정말 훌륭한 선택
ReFS로 포맷한 RAID 배열은 NTFS 대비 성능 저하가 미미해 그 대가를 치를 만합니다. RAID5 같은 다른 구성을 테스트할 디스크가 부족했지만, RAID1에서 나온 결과는 고무적입니다. 다른 배열에서도 ReFS가 최소한 비슷한 성능을 낼 것으로 기대합니다.
필자의 생각: ReFS는 아직 프로덕션 환경용으로 공식 홍보되지 않지만, 필자의 경험상 저장 시스템과 소프트웨어 설치 드라이브로 가장 잘 어울립니다. 캐시 드라이브로도 나쁘지 않은 선택입니다.
ReFS를 직접 사용해 보셨나요? 어떤 결과를 얻으셨는지 댓글로 알려주세요!