신뢰성 있는 안전한 SSD을 평가하는데 중요한 요소는?

SSD의 용량은 커지면서 가격은 떨어지는 상황이 진행되면서 데이터센터에서도 HDD에서 SSD로 바꾸는 도입 사례가 증가하고 있다.

 

그래서 이번에는 <구글(Google) 데이터 센터에서 운용된 대량의 SSD 데이터를 분석한 연구>를 통해

• SSD의 신뢰성을 평가하는 요소
• 비교적 저렴한 일반 소비자용 SSD와 값 비싼 엔터프라이즈용 SSD의 차이점
• SSD는 HDD보다 안전한지

 

등의 대한 결과를 알아봤다.

　

 

 

토론토 대학의 Bianca Schroeder교수는 '구글 데이터 센터'에서 사용하는 SSD를 6년 이상 조사한 데이터를 분석하여 SSD의 신뢰성을 결정하는 요소에 대한 연구를 진행했다.

 

이 조사에서는

• 셀에 1bit를 기록하는 높은 신뢰성이 있다고 알려진 엔터프라이즈용 SLC
• 셀에 2bit 이상을 기록해 쓰기 횟수가 떨어지지만 저렴한 MLC
• MLC지만 쓰기 횟수를 늘린 엔터프라이즈용 MLC (eMLC)

등 3종류의 SSD가 대상이 되었다.

 

 

이번 연구에서 SSD의 신뢰성을 결정하는 중요한 요소는 'Raw Bit Error Rate(RBER)'인 것으로 나타났다. RBER은 로드시 발생한 데이터 오류 수를 읽어 들인 총 비트 수로 나눈 값으로 일반적으로 SSD의 에러 발생률 지표로 사용되는 "Uncorrectable Bit Error Rate(UBER)"이 ECC(오류 정정 기능)에 의한 데이터 오류 복구 후 오류 발생률을 나타내는 반면, RBER은 오류 복구 이전의 값을 나타낸다.

 

Bianca Schroeder교수에 따르면 UBER은 SSD의 신뢰성을 측정하는 지표로는 적합하지 않으며, RBER이 SSD의 신뢰성과 높은 연관성이 있었다고 한다.

 

또, RBER의 값이 UBER의 값에 미치는 상관관계는 없는 것으로 나타났으며, RBER의 증가는 SSD의 예상 수명 소모상태에 비해 훨씬 작은 것으로 나타났다. 그리고 SSD의 신뢰성에 큰 영향을 주는 것은 사용량보다 오히려 사용기간이었다는 결론을 내렸다.

 

 

또, SLC와 MLC를 비교한 신뢰성의 차이는 거의 없는 것으로 나타났으며, 상대적으로 저렴한 SATA인터페이스를 가진 일반 소비자용 SSD와 가격이 비싼 SAS연결을 위한 엔터프라이즈용 SSD에는 큰 차이가 없는 것으로 밝혀졌다. 그리고 일반적으로 MLC는 셀 다시쓰기 상한이 3,000번 정도로 알려져 있는데, 이번에 조사한 구글 데이터 센터에 있던 MLC타입의 SSD는 모두 쓰기 상한에 도달하지 못했다.

　

 

 

이번 연구 결과는 SSD의 신뢰성을 측정하는 지표로 RBER이 중요하다는 것과 함께 예상했던 것보다 SSD가 높은 신뢰성을 가졌다는 것을 알 수 있었다. 그러나 조사한 SSD의 각 모델은 30%~80%의 비율로 사용을 한 날로부터 4년 이내에 불량 블록이 발생했고, 2%~7%의 비율로 칩의 문제가 발생한 것으로 나타났다. 그리고 이 불량 블록의 발생률은 계속 사용함에 따라 악화된다는 것도 알게 되었다.

 

또한 UBER 값은 HDD에 비해 높기 때문에 데이터 상실의 위험을 감안하면 HDD이상으로 SSD에서의 백업도 중요하다는 결론이 났다.

 

 

참조 Flash Reliability in Production : The Expected and the Unexpected.pdf

참조 High-end SLC SSDs No More Reliable than MLC SSDs : Google Study | techPowerUp