구형 PC라도 최신 SSD 쓰고 싶어, M.2 소켓없을 때 NVMe SSD 쓰는 법

2019-03-08 11:00
이상호 기자 ghostlee@bodnara.co.kr

선택받은 일부 하이엔드 시스템 사용자의 전유물로 여겨지던 M.2 SSD도 시간이 흐르면서 현실화된 가격, 메인스트림 사용자 대상 모델 출시를 통해 대중화의 길을 걷고 있다.

AMD와 인텔도 최신 플랫폼에서는 기본적으로 플래시 메모리를 위해 PCIe 인터페이스 기반으로 설계된 NVMe 프로토콜을 지원하는 M.2 소켓을 기본 지원하기 때문에, AMD는 1세대 라이젠, 인텔은 6세대 코어 프로세서인 스카이레이크 이후에 PC를 맞췄다면 고속 NVMe SSD 사용을 위한 M.2 소켓은 하나쯤 갖고 있을 것이다.

하지만 응용 프로그램이나 하드웨어 호환 이슈, 혹은 새로 PC를 맞추기에는 비용이 부담되거나 지금 쓰고 있는 PC 성능이 충분해 최신 플랫폼으로 넘어가지 않은 사용자에게 최신 NVMe M.2 SSD 사용을 위한 M.2 소켓은 딴 세상 이야기에 가깝다.

이런 구형 시스템 사용자들에게 NVMe M.2 SSD는 정녕 남의 나라 이야기에 불과할까?

M.2 소켓없는 구형 PC, PCIe 어댑터로 NVMe M.2 SSD도 OK

PC 플랫폼에서 NVMe를 네이티브 지원한 것은 인텔 4세대 코어 프로세서인 하스웰 리프레시와 함께 등장한 9 시리즈 칩셋인 Z97과 H97이었다. 당시 NVMe SSD는 SATA SSD에 비해 별나라 이야기처럼 비싼 가격, 차별화를 논하기엔 애매한 성능 등으로 관심은 받았지만 주력으로 자리잡지는 못했으나, NVMe M.2 소켓을 제공하는 경우가 종종 있기 때문에 아직 이들 제품을 쓰고 있다면 간단하게 NVMe M.2 SSD를 장착해 사용할 수 있다.

문제는 인텔 8시리즈 이하의 모델이나 AMD 볼도저 계열, 혹은 그 이전 세대 시스템이다.

이들 구형 시스템에서는 NVMe를 네이티브로 지원하지 않기에 NVMe M.2 SSD의 고성능을 활용할 수 없다고 생각하기 쉽다. 하지만 M.2 이전 SATA SSD의 성능 한계 극복을 위해 등장했던 PCIe 확장 카드 형식의 SSD처럼, 시중에 출시 중인 어댑터를 사용하면 이들 구형 시스템에서도 NVMe M.2 SSD 사용이 가능해진다.

M.2 SSD 어댑터는 제품에 따라 하나나 두 개, 혹은 네 개의 NVMe M.2 SSD 장착이 가능한 것도 있는데, 다수의 M.2 SSD 장착이 가능한 모델은 제품에 따라 별도 컨트롤러를 더해 자체적인 RAID 구성을 지원하니, 자신의 필요에 따라 적당한 제품을 선택하면 된다.

이렇게 어댑터를 이용해 구형 시스템에서 M.2 SSD를 쓸 때 주의할 사항이 있으니 바로 열. NVMe M.2 SSD는 고성능 구현 과정에서 상당한 열이 발생하는데, 이러한 발열 상태가 계속되면 열로 인한 고장을 방지하기 위해 성능을 낮추는 '스로틀링'이 발생하기 쉽다.

최신 메인보드에서 NVMe M.2 SSD 대응 방열판을 기본 제공하는 추세인 것도 이러한 이유다. 때문에 어댑터를 이용해 구형 시스템에서 고성능 NVMe M.2 SSD를 사용한다면 별도의 방열판을 구매해 더하거나, 처음부터 방열판이 포함된 모델을 선택하는 것이 권장된다.

추가로, 최신 NVMe M.2 SSD는 PCIe 3.0 x4Lane 인터페이스를 사용하므로 해당 규격을 지원하는 어댑터에 장착해야 성능 저하를 최소화할 수 있다. 어댑터의 인터페이스가 PCIe 3.0 x8Lane이나 그래픽 카드와 같은 PCIe 3.0 x16Lane이면 문제가 없지만, PCIe 3.0 x2Lane이나 PCIe 3.0 x1Lane 규격이면 병목현상에 의한 성능 저하가 발생한다.

당연히 메인보드에는 NVMe M.2 SSD 어댑터 장착을 위한 PCIe 슬롯도 필요하다. 성능 저하를 최소화할 수 있도록 단일 M.2 SSD를 사용할 때는 PCIe 3.0 x4Lane 이상의 슬롯, 혹은 4개의 M.2 SSD 장착이 가능한 어댑터를 쓴다면 PCIe 3.0 x16 슬롯이 여분으로 있다면 더할 나위 없지만, 없다면 뒤가 트인 PCIe 슬롯도 성능 저하를 감수한다면 일단 사용은 가능하다.

단지, 여분의 PCIe 슬롯이 PCIe 3.0 x4Lane 이상을 지원하지 않는다면 제대로된 성능을 기대할 수 없으므로 이때는 사용을 포기하거나 메인보드 교체, 혹은 시스템 업그레이드를 고려할 필요가 있고, 안정적으로 사용하기 위해서는 메인보드에서 NVMe 지원 바이오스(UEFI) 업데이트가 적용되었는지 확인할 필요가 있다.

참고로, AMD는 라이젠 지원을 위한 400 시리즈와 300시리즈를 포함한 이전 세대의 모든 메인보드 칩셋, 인텔은 9 시리즈 이하 및 H310과 H110 칩셋은 PCIe 2.0을 지원하니, 이들 칩셋과 연결된 슬롯에 사용할 때는 성능 저하가 발생할 수 있다는 점을 기억해 두자.

구형 시스템서 최신 NVMe M.2 SSD의 성능은?

물리적으로는 구형 시스템에서도 어댑터를 사용하면 충분히 NVMe M.2 SSD를 쓸 수 있지만, 바이오스 업데이트를 통해 공식 지원하지 않는다면 NVMe SSD와 호환성 문제로 인식하지 못한다거나 성능이 정상 수준을 벗어나 급격히 떨어지는 등 불안한 모습을 보일 수 있다.

또한, 자료 저장용 매채로는 쓸 수 있어도 부팅 드라이브 사용하지 못하는 경우가 생길 수 있다. 때문에 구형 시스템에서 NVMe SSD를 사용하기 전에 시행 착오를 줄이기 위해 제조사나 유통사를 통해 구형 메인보드의 NVMe SSD 지원 사항을 미리 파악해 둘 필요가 있다.

한편, 인텔 8 시리즈 이하의 칩셋 메인보드와 AMD 900시리즈 이하 칩셋 메인보드는 NVMe 프로토콜을 지원하지 않기 때문에 일정 수준의 성능 저하가 발생한다. 인텔 9 시리즈 칩셋 메인보드도 NVMe를 공식 지원하지만 메인보드 칩셋의 PCIe 버전이 2.0이기 때문에, 메인보드 칩셋과 연결된 PCIe 슬롯에 장착하면 제대로된 성능을 내주지 못하는 것은 알아둘 필요가 있다.

위 테스트 결과는 NVMe를 공식 지원하는 Z370 칩셋이 쓰인 기가바이트 Z370XP SLI 제이씨현 메인보드에서 WD 블랙 3D NVMe SSD 1TB를, M.2 NVMe SSD용 PCIe x16 라이저카드인 JEYI WARSHIP ADAPTER에 장착한 후 측정한 성능으로, 칩셋과 CPU 모두 PCIe 3.0을 지원하기 때문에 성능은 스펙상 최대 성능을 제대로 뽑아주고 있다.

그렇다면 동일한 조건에서 NVMe를 공식 지원하지 않는 구형 시스템에서는 어느 정도의 성능을 내줄까? Z87 칩셋 기반의 기가바이트 Z87X UD3H 메인보드에서 테스트했다.

Z87칩셋 메인보드는 처음부터 NVMe 지원을 상정하고 설계된 칩셋이 아닌 영향인 듯, CPU와 연결된 PCIe 3.0 x16(x8Lane) 슬롯에 연결되었을 때도 Z370 칩셋 메인보드에 장착했을 때보다 낮은 성능을 보여주었고, 인터페이스 규격상 대역폭이 PCIe 3.0의 절반인, Z87칩셋과 연결된 PCIe 2.0 x4Lane 슬롯에 장착했을 때는 앞선 경우보다 성능 하락폭이 큰 것을 알 수 있다.

앞서 이야기한 것 처럼, AMD 라이젠 대응을 위한 300 시리즈 칩셋과 400시리즈 칩셋과 구형 AMD 칩셋 메인보드와 인텔 9 시리즈 이하 칩셋 및 H110과 H310 칩셋은 GPP PCIe 2.0을 지원한다. 때문에 CPU가 아닌 메인보드 칩셋과 연결되는 방식으로 M.2 소켓을 구현한 일부 AMD 라이젠 지원 메인보드나 구형 메인보드 칩셋의 PCIe Lane이 쓰인 PCIe 슬롯에 M.2 SSD를 어댑터에 장착해 연결하면 같은 현상이 나타난다.

구형 시스템의 한계로 어느정도 성능 하락은 감수해야 하지만, 확장 슬롯에 여유가 있으면서 NVMe M.2 SSD의 고성능을 써보고 싶은 사용자라면 적절한 어댑터를 결합해 SATA 그 이상의 스토리지 성능을 체험할 수 있다.

어댑터와 슬롯 여분만 있다면 구형 시스템의 NVMe M.2 SSD 지원 이상 無

구형 시스템에서 NVMe M.2 SSD를 네이티브 지원하는 최신 플랫폼으로 업그레이드 하기에는 CPU와 메인보드는 기본에 메모리까지 교체해야 하고, 메인보드 교체는 시스템 전체를 분해했다 다시 조립하고, 거기서 더 나가면 OS와 각종 프로그램 재설치와 패치, 설정을 다시 세팅해야 하는 대공사가 뒤따르니 쉽게 결정하기 어렵다.

그에 반해 구형 시스템 사용자라도 어댑터를 이용면 구형 시스템 사용자도 훨씬 쉽게 NVMe M.2 SSD를 이용할 수 있어 SATA SSD의 성능이 부족하거나, 더 고성능 SSD를 쓰고 싶은 사용자에게 추천할만한 방식이다.