시게이트, 엔터플라이즈 캐패시티 3.5 HDD v5로 알아보는 SATA, SAS의 차이점

차세대 저장장치인 SSD가 꾸준히 저변을 확대해 가고 있지만 아직도 용량대비가격으로 훨씬 높은 이점을 갖고 있는 하드디스크 역시 저장밀도의 증가와 내구성 개선 등을 통해 꾸준하게 발전하고 있다. 

이제는 인텔 및 AMD 메인보드 등에서 표준화가 되어 버린 S-ATA (시리얼-ATA)과 예전의 P-ATA (패러럴-ATA)는 PC 안에 하드디스크 및 CD-ROM 드라이브 등의 세컨더리 스토리지에 연결하기 위한 인터페이스로 개발이 되었다.  기존의 PATA는 특성상 데이터를 병렬로 처리를 하며 하나의 케이블에 "마스터-슬레이브" 개념으로 하나의 데이터 라인에 2개의 스토리지가 붙는 형식이었다. 

 

PATA (흔히 IDE) 라고 불리는 테이터 전송 방식은 몇가지 취약한 약점들이 있었다. 

첫째, 하나의 데이터버스를 이용하여 느린 전송 속도를 갖는다는 점

둘째, 컴퓨터 내부에 공기흐름을 방해하여 잠열을 지속 시키며, 

셋째, 장착할 수 스토리지의 한계 (프라이머리와 세컨더리 커텍터를 통해 최대 4개)

네번째, 핀의 휨 등에 의한 불량율의 증가

다섯번재, 데이터 케이블이 30cm 밖에 되지 않은 길이의 한계

PATA 방식도 여러가지 개선을 통해 꾸준하게 속도를 증가시켰다.  최종적으로 PC에서 사용을 했던 프로토콜을 울트라 DMA 방식으로 울트라 ATA/66 정도를 인텔 및 AMD 칩셋에서 네이티브로 지원을 했으며 프라미스 등의 외부 칩셋을 통해 최대 ATA133 까지도 지원을 했다.  이 때 ATA 케이블은 외형적으로 40선과 80선 으로 구분이 되었는데, 지난 기억을 떠올려 보면 보다 "뻣뻣했던 케이블"이 80선을 지닌 PATA 케이블 이었다. 

PATA는 태생적으로 여러가지 문제점을 갖고 있다가 ~~ 년에 SATA가 본격적으로 지원하는 인텔~~ AMD~~ 칩셋으로 인해 급격히 몰락의 길을 걷는다. 

SATA는 앞서 문제가 되었던 대부분의 문제를 해결하였으며 나아가서 칩셋과 Point to Point 로 연결이 되기 때문에 보다 안정적이며 

빠른 성능을 내게 된다. 그렇게 될 수 있었던 이유는 하나의 케이블에 하나의 스토리지가 하나씩 연결이 되는 방식이기 때문에 데이터 버스를 공유하지 않기 때문이다. 

[적색 라인이 1번이다. 그리고 파랑색의 커넥터를 메인보드에 그리고 남은 2개의 커넥테에 하드디스크 점퍼를 조정하여 마스터-슬레이브를 설정해야만 했다. 그리고 이 케이블과 함께 사라진 플로피 드라이브~~ ]
 

데이터 전송 속도에서도 비약적인 발전을 거듭하게 되는데 현재는 SATA3가 표준 기술이다. 

일반적으로 병렬 버스 구조에서 직렬 버스 구조로 데이터 전송 방법을 바꾸게 되면 논리적으로 80%정도의 효율 향상이 된다. 이는 데이터의 전송시 발생하는 인코딩 방식에서 비트와 문자열 경계를 구분하는 정보를 함께 가지고 있으므로, 클럭 신호가 따로 필요 없기 때문이다. 

SATA 1.5 Gbit/s(SATA 1세대) 

SATA 1.5 Gbit/s는 1세대 SATA 인터페이스다. 사타 원(SATA I), 혹은 SATA/150이라고 말하기도 한다. 1 초에 약 1.5 기가비트의 속도로 데이터를 전송 및 수신할 수 있다.  실제로는 SATA/150이나 PATA/133이나 이론적인 순간 데이터 전송량은 비슷하다고 한다.  하지만 SATA 장치들은 NCQ 같은 고급 기능을 제공하여 다중 작업 환경에서 SATA의 성능이 보다 높다.  그리고 이 인터페이스가 지원하는 대역폭 처리량은 최대 150MB/s 까지 이다. 

SATA 3.0 Gbit/s(SATA 2세대)

SATA1 스토리지 제품들과 메인보드 칩셋이 출시가 되면서 SATA1에서 문제점이 발견된다.  그것은 응용 프로그램에서 SATA의 구동 모델은 PATA의 구동 모델을 가상으로 구현하는 방식이었기 때문에, 디스크가 한번에 한가지 요청(읽기/쓰기 등의 동작)만 처리할 수 있었다.  이에 반해, SCSI 디스크는 여러 요청을 받아서 큐(queue)에 넣은 후, 디스크 드라이브가 응답 시간을 최적화하기 위해 요청을 다시 배열할 수 있었다.  NCQ에 의해 SATA에도 이러한 기능이 도입되었다. NCQ는 부가 기능으로 SATA 1.5 Gbit/s 와 SATA 3.0 Gbit/s 두 군데에서 쓸 수 있다.

그렇다 보니 1세대 SATA 장치들은 이전의 PATA/133 장치에 비해 조금 더 빠를 뿐이었다. 그리하여 데이터 전송량을 150 MB/s 에서 300 MB/s 로 늘린, 3 Gbit/s 의 SATA2 가 등장하게 된다.  3.0 Gbit/s 규격은 흔히 시리얼 ATA II, 또는 사타 투(Serial ATA II, SATA II)라고도 불린다. 또 다르게는  SATA 3.0, SATA/300이라고도 불리웠다. 

SATA 6.0 Gbit/s(SATA 3세대, 현재)

현재의 PC에서 SATA 3.0 Gbit/s는 완벽하게 표준화가 되었으며, 하드디스크 외에도 동일한 SATA3를 지원하는 SSD가 출시가 되면서 그 속도 또한 비약적으로 향상되었다.  이 규격은 인텔의 P67, H67, Z68 과 AMD의 SB850 이 나오면서 지원하게 된다. 그리고 전 세대에 비해 더욱더 작아진 소비전력 그리고 핫 플러그까지도 지원하게 된다.  SATA3는  앞서 설명을 했다시피 SATA 의 3세대 SATA로써 최대 6.0Gb/s  전송속도와 대역폭 처리량은 최대 600MB/s의 데이터 처리 대역폭을 갖게 되었으며, 그리고 하위 표준인 SATA2 와도 호환이 된다. 

여기까지 예전의 스토리지 데이터 전송 방식을 이해했다면 오늘은 주인공인 엔터플라이즈용 SAS 에 대해서 간단하게 알아보고록 하자.  그 전에 시게이트에서 대표적으로 판매가 되고 있는 SAS 스토리지인 엔터플라이즈 캐패시티 3.5 를 살펴보자. 

서버 및 워크스테이션에 사용되는 엔터플라이즈 제품군도 우리가 흔히 볼 수 있는 데스크톱용 하드디스크와는 차이가 없는 외형을 갖고 있다.  실제 서버 및 데스크톱용 하드디스크의 외형적인 차이로 제품을 구분하기는 거진 불가능에 가깝다.  하지만 제품의 라벨 하단을 보면 하드디스크이 용량과 "SAS" 라는 라벨링이 되어 있는 것을 볼 수 있다. 

SAS (Serial Attached SCSI)

SAS (이하 사스) 사스 디스크는 예전 서버 및 워크스테이션에서 사용되던 SCSI (흔히 스카시)에 확장형 표준이다.  앞서 간단하게 설명을 했지만 일단 데스크톱용 하드디스크와 동일한 외형을 갖고 있지만 데이터 케이블 및 전원 케이블이 일체형으로 되어 있다.   아래의 사진을 보도록 하자. 

이와 같이 일체형 (데이터 케이블 - 전원 케이블) 형태를 갖게 되는 가장 큰 이유는 바로 "핫 플러그 인" 의 지원이다.  즉 서버의 특성상 서버를 셧다운 시키는 것을 일단 하지 않는다는 것을 가정하고 모든 주변기기들을 설계하였는데 이에 맞추기 위한 즉 서버의 전원을 내린 후 디스크의 교체 작업 등을 할 필요 없이 서버가 계속 동작을 하면 와 중에 하드디스크의 삽입 및 제거 등이 가능하다는 이야기 이다.  이 차이가 물론 서버 및 엔터플라이즈용 스토리지의 가장 큰 장점이다. 

사스도 SATA와 마찬가지로 여러가지 세대를 거치면서 꾸준하게 발전을 해왔다. 2004년에 처음 등장한 SAS-1은 초당 3.0 Gbit 의 속도만을 냈다.  하지만 5년 후에 2009년에는 그 2세대에 해당 되는 SAS-2 가 발표가 되면서 전 세대에 비해 약 2배 정도 빠른 6.0Gbit 까지 성능을 끌어올렸다.   현재는 이 보다 빠른 SAS-3 가 표준이 되고 있는데 SAS-3 경우 초당 최대 12.0 Gbit 전송속도를 갖는다. 

 

 

 

 

 

 

 

출처 : 브레인박스

작성 : 문태환기자

원문 : https://www.brainbox.co.kr/bbs/board.php?bo_table=review&wr_id=6064&page=11