응답시간 빨라지고, 수명 늘어난 `고성능 SSD` 선보인다

KAIST, 독립적 설계·조립 가능한 '조립형 SSD'
응답시간 31배 높이고, 수명은 23% 늘리고

데이터센터와 클라우드 서비스의 주요 저장장치인 'SSD(솔리드스테이트드라이브)'의 성능과 수명을 높일 수 있는 기술이 개발됐다.

KAIST는 김동준 전기·전자공학과 교수 연구팀이 패킷 기반 데이터를 자유롭게 전송하는 온-칩 네트워크 기술을 바탕으로 상호-분리형 구조 설계를 통해 독립적 설계와 조립이 가능한 '조립형 SSD 시스템'을 개발했다고 15일 밝혔다.

SSD는 반도체 기억소자를 사용하는 저장장치로, AI 기술 발전 영향으로 방대한 양의 데이터 학습이 요구되면서 중요성이 커지고 있다. 하지만 고성능 SSD제품일수록 내부 구성요소들이 서로 성능에 크게 영향을 미치는 상호-결합형 구조 한계로 인해 성능을 극대화하기 어려운 문제가 있다.

연구팀은 SSD 내부 구성요소 중 SSD 컨트롤러 내부, 플래시 메모리 인터페이스를 기점으로 CPU에 가까운 부분을 '프론트-엔드', 플래시 메모리에 가까운 부분을 '백-엔드'로 구분하고, 칩 내부에서 패킷 기반 데이터를 자유롭게 전송하는 플래시 메모리 전용 온-칩 네트워크를 새롭게 구성해 성능 감소를 최소화했다. 프론트-엔드 설계와 백-엔드 설계 간 상호 의존성을 줄여 설계를 독립적으로 쉽게 하도록 구현한 것이다.

또한 SSD 구동의 핵심 요소인 플래시 변환 계층의 일부 기능을 하드웨어로 가속해 플래시 메모리의 한계를 능동적으로 극복하도록 해 기존 시스템 대비 응답시간을 31배 줄였다. 또한 SSD 불량 블록관리기법에도 적용해 수명을 23% 가량 연장할 수 있었다.

김동준 교수는 "이번 연구는 기존 SSD가 가지는 구조적 한계를 규명하고, CPU와 같은 시스템 메모리 반도체 중심의 온-칩 네트워크 기술을 적용해 하드웨어가 능동적으로 필요한 일을 수행하도록 했다는 데 의미가 있다"고 "차세대 고성능 SSD 시장 활성화에 기여할 것으로 기대한다"고 말했다.

이 연구결과는 오는 19일 미국 플로리다주 올랜도에서 열리는 '제50회 국제 컴퓨터 구조 심포지엄'에서 발표될 예정이다. 연구는 김동호 KAIST 박사과정이 1저자로, 정명수 KAIST 교수가 공동 저자로 참여했다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr