HGST는 2014 플래시 메모리 서밋(2014 Flash Memory Summit)에서 데이터 집약적인 사용환경에 대한 신속한 인사이트를 제공하는 새로운 SSD용 아키텍처를 공개한다. 이번 서밋에서 HGST가 소개한 기술은, 새로운 비휘발성 메모리 컴포넌트와 지연율을 낮춘 인터페이스 프로토콜을 결합해 SSD의 성능을 비약적으로 향상시킨 것이다.

HGST의 신기술을 적용한 PCle 기기는 대기환경에서 초당 512 바이트에 300만 IOPS, 비대기환경에서는 랜덤지연율이 1.5 마이크로초에 불과하다. 이는 기존 SSD 아키텍처와 NAND 플래시 메모리로는 달성하기 어려웠던 성과로, 기존 플래시 기반 SSD 대비 수십 배 이상 빠른 속도와 새로운 블록 스토리지를 구현할 수 있다.

HGST의 최고기술책임자(CTO)인 스티브 캠벨은 이번 PCM SSD 시연에 대해 “급속도로 발전하고 있는 스토리지 산업에 발맞추는 HGST의 지난 노력에 대한 성과”라며, “혁신적인 속도를 갖춘 엔터프라이즈 어플리케이션 개발을 위해 다년간 추진해온 연구와 개발이 결실을 거두게 되어 기쁘다”고 말했다. 또한 스티브 캠벨 CTO는 “새로운 인터페이스 프로토콜과 차세대 비휘발성 메모리를 결합해 업계 최고의 성능을 구현해낸 한편, HGST가 고객사와 함께 연구해온 새로운 소프트웨어 및 시스템 아키텍처 개발에 탄력을 얻었다”고 덧붙였다.

SSD에 사용되는 메모리는 1GB 용량의 PCM(Phase Change Memory) 컴포넌트다. PCM은 NAND 플래시 메모리 대비 훨씬 빠른 읽기 액세스 타임을 지원하는 고밀도 비휘발성 메모리의 한 종류이다.

HGST는 이 같은 새로운 메모리 기술을 서버와 소프트웨어 어플리케이션에 최적화하기 위해, 지연율을 낮춘 인터페이스 아키텍처를 개발해왔다. 해당 아키텍처는 목표 성능을 구현할 수 있도록 완벽하게 최적화됐으며, 이미 설치된 메모리 기술에 제약을 받지 않는다. HGST는 컨트롤러 기술에 1GB 용량의 45 나노미터 PCM 칩들을 통합해 기존 PCIe Gen 2x4 SSD 카드와 동일한 크기의 원형을 개발했다.

HGST는 캘리포니아 주립대학교 샌디에이고 캠퍼스(The University of California, San Diego)의 연구원들과 공동으로 새로운 통신 프로토콜을 개발해, 지연 시간을 1us까지 낮췄다. 새로운 인터페이스 프로토콜은 올해 초 2014 Usenix FAST(File and Storage Technologies) 회의에서 첫 선을 보인 바 있다.

HGST 연구소의 스토리지 아키텍처 담당자인 즈보니미르 반딕박사는 “300만 IOPS 속도도 놀라운 점이지만 시연 행사에서 가장 눈길을 끄는 요소는, 소규모 블록의 랜덤 읽기 모드에서 지연 시간을 1us까지 낮췄다는 사실이다”고 말했다. 반딕 박사는 “이는 NAND 플래시와 현존하는 컨트롤러 및 인터페이스 기술로는 절대 불가능한 성과”라고 덧붙였다.

급속히 성장하고 있는 비휘발성 메모리의 가장 큰 장점은 NAND 플래시 대비 100배 이상 짧은 읽기 지연 시간이다. 비휘발성 메모리 고유의 장점을 충분히 활용하기 위해서는 새로운 컨트롤러 및 인터페이스 기술이 필요하다. 현존하는 비휘발성 메모리를 위한 익스프레스 프로토콜은 기존의 NAND 플래시 환경에는 큰 문제가 없으나, 향후 데이터센터에 적용될 차세대 비휘발성 메모리 기술에는 턱없이 부족하다.