SSD와 HDD 차이, NVMe·SATA·M.2는 뭐가 다를까?: 저장장치 입문 가이드

컴퓨터를 조립하면서 CPU와 GPU, RAM 용량까지 고르고 나면 또 하나의 부품 앞에서 익숙하지 않은 단어들이 한꺼번에 등장한다.

SSD, HDD, SATA, NVMe, M.2, PCIe.

예전에는 그냥 “하드디스크 몇 GB짜리냐” 정도만 생각하면 됐던 것 같은데, 이제 SSD를 하나 사려고 검색하면 이름부터 복잡하다.

어떤 제품에는 2.5인치 SATA SSD라고 적혀 있고, 어떤 제품은 M.2 NVMe SSD라고 한다.
그런데 조금 더 찾아보면 M.2 SATA SSD도 있다.

그러면 자연스럽게 이런 의문이 생긴다.

SSD와 NVMe는 다른 것인가?
M.2라고 적혀 있으면 무조건 빠른 SSD인가?
요즘 컴퓨터에도 HDD를 넣을 이유가 있을까?

저장장치가 어렵게 느껴지는 이유는 서로 다른 기준의 이름들이 한꺼번에 섞여 사용되기 때문이다.
하지만 하나씩 나눠보면 생각보다 단순하다.

우선 가장 중요한 것부터 정리하면,

HDD와 SSD는 데이터를 저장하는 방식의 차이고, SATA와 PCIe는 데이터를 전달하는 길의 차이에 가깝다.
그리고 SSD에서 말하는 M.2는 저장장치의 물리적인 형태를 나타내는 폼팩터 규격이다.
NVMe는 SSD와 시스템이 데이터를 주고받는 방식을 정의하는 통신 규격이다.

이 네 가지를 구분하면 저장장치 제품명도 훨씬 쉽게 읽을 수 있다.

HDD와 SSD는 무엇이 다를까?

먼저 가장 큰 구분은 HDD와 SSD다.
HDD는 Hard Disk Drive, SSD는 Solid State Drive의 약자다.
둘 다 Windows와 프로그램, 게임, 사진과 동영상 같은 데이터를 저장하는 역할을 한다.

하지만 데이터를 저장하고 읽는 방법은 완전히 다르다.

HDD 내부에는 실제로 회전하는 원판인 플래터가 들어 있다.
이 원판이 빠르게 회전하고, 헤드가 움직이면서 필요한 위치의 데이터를 읽거나 기록한다.
그래서 HDD를 작동시키면 약한 진동이나 회전 소리가 느껴질 수도 있다.

반면 SSD에는 이런 회전 디스크가 없다.
SSD는 NAND 플래시 메모리를 이용해 데이터를 전자적으로 저장하고 읽는다.

쉽게 비유하면 HDD는 원하는 자료를 찾기 위해 물리적으로 서랍을 움직여 찾아가는 방식에 가깝고, SSD는 필요한 위치의 데이터를 전자적으로 바로 찾아가는 방식에 더 가깝다.

이 차이 때문에 일반적으로 SSD는 HDD보다 데이터 접근 시간이 훨씬 짧다.
Windows를 HDD에서 SSD로 옮겼을 때 컴퓨터가 전반적으로 빨라진 것처럼 느껴지는 것도 이 때문이다.
컴퓨터 부팅, 프로그램 실행, 파일 검색처럼 작은 데이터를 계속 읽어야 하는 작업에서는 저장장치의 반응 속도가 체감 성능에 상당한 영향을 줄 수 있다.

그렇다면 HDD는 이제 필요 없는 저장장치일까?

SSD가 빠르다고 해서 HDD가 완전히 쓸모없어진 것은 아니다.

HDD의 가장 큰 장점은 대용량 저장 공간을 비교적 저렴하게 확보할 수 있다는 것이다.
예를 들어 Windows와 자주 사용하는 프로그램, 게임은 SSD에 설치하고 사진이나 동영상, 백업 파일처럼 용량은 크지만 매번 빠르게 불러올 필요가 없는 데이터는 HDD에 저장하는 식으로 두 저장장치를 함께 사용할 수 있다.
특히 여러 TB 이상의 저장 공간이 필요해질수록 HDD의 가격적인 장점이 커질 수 있다.

반대로 운영체제를 설치하는 메인 저장장치라면 이야기가 다르다.
지금 새 컴퓨터를 조립하면서 Windows를 설치할 저장장치를 굳이 HDD로 선택할 이유는 많지 않다.
운영체제와 프로그램은 SSD에 설치하고, HDD는 필요할 경우 대용량 파일이나 백업용으로 추가하는 편이 일반적인 사용 환경에는 더 잘 맞는다.

즉, HDD는 느려서 쓸모없는 저장장치라기보다 속도보다 용량과 비용이 중요한 곳에 여전히 의미가 있는 저장장치다.

SSD라고 해서 모두 같은 속도는 아니다

여기서부터 조금 복잡해진다.
SSD라고 적혀 있다고 해서 모든 SSD의 속도가 같은 것은 아니다.

우리가 일반적인 PC에서 가장 많이 접하는 SSD는 크게 보면 다음 두 가지로 나눌 수 있다.

• SATA SSD
• PCIe NVMe SSD

두 제품 모두 NAND 플래시 메모리를 사용하는 SSD지만 컴퓨터와 데이터를 주고받는 방식이 다르다.
이 차이를 이해하려면 먼저 SATA를 볼 필요가 있다.

SATA SSD는 무엇일까?

SATA는 오랫동안 PC 저장장치를 연결하는 데 사용되어 온 인터페이스다.
HDD뿐 아니라 SSD도 SATA를 사용할 수 있다.

데스크톱에서 흔히 보던 직사각형 모양의 2.5인치 SATA SSD가 대표적이다.
이 SSD는 SATA 데이터 케이블을 메인보드에 연결하고, 파워서플라이에서 SATA 전원 케이블도 연결해서 사용한다.

흔히 SATA III라고 부르는 SATA 6Gb/s 규격의 최대 신호 전송 속도는 6Gbps다.
단순히 바이트 단위로 환산하면 750MB/s지만, 데이터 전송에 사용되는 인코딩을 고려하면 이론적인 실제 데이터 전송 한계는 약 600MB/s 수준으로 낮아진다.
여기에 각종 오버헤드까지 더해지기 때문에 일반적인 고성능 SATA SSD의 순차 읽기 속도는 대략 500~560MB/s 수준에서 형성되는 경우가 많다.

HDD와 비교하면 상당히 빠르지만, SSD 자체의 플래시 메모리가 더 빠르게 동작할 수 있어도 SATA라는 통로에서 속도의 한계가 생긴다.

여기서 등장한 것이 PCIe를 이용하는 NVMe SSD다.

NVMe SSD는 왜 더 빠를까?

NVMe는 Non-Volatile Memory Express의 약자다.
중요한 점은 NVMe가 SSD의 모양을 뜻하는 단어가 아니라는 것이다.
NVMe는 플래시 기반의 빠른 저장장치를 효율적으로 사용하기 위해 만들어진 통신 규격이다.

일반적인 소비자용 NVMe SSD는 SATA 대신 PCI Express, 즉 PCIe를 통해 시스템과 데이터를 주고받는다.
PCIe는 SATA보다 훨씬 높은 대역폭을 사용할 수 있기 때문에 NVMe SSD에서는 SATA SSD보다 훨씬 높은 순차 읽기·쓰기 성능을 구현할 수 있다.
그래서 제품 설명을 보면 SATA SSD에서는 대략 수백 MB/s 단위의 숫자가 보이는 반면, NVMe SSD에서는 수천 MB/s 단위의 읽기 속도가 등장한다.
최근의 고성능 NVMe SSD에서는 그보다 더 큰 숫자도 볼 수 있다.

하지만 여기서 한 가지 주의할 점이 있다.
SSD의 최고 읽기 속도가 몇 배 빨라졌다고 해서 컴퓨터의 모든 작업이 정확히 그만큼 빨라지는 것은 아니다.

대용량 파일을 이동하거나 영상 편집용 파일을 다루는 작업처럼 저장장치를 계속 사용하는 작업에서는 빠른 SSD의 장점이 크게 나타날 수 있다.

반면 웹서핑이나 문서 작업처럼 저장장치 성능이 병목이 아닌 작업에서는 SSD 벤치마크 숫자의 차이를 그대로 체감하기 어렵다.
게임에서도 게임 로딩이나 데이터 스트리밍에는 영향을 줄 수 있지만 SSD를 더 빠른 제품으로 바꾼다고 GPU처럼 평균 FPS가 크게 증가하는 것은 아니다.

저장장치 역시 결국 어디에 사용하느냐가 중요하다.

그렇다면 M.2는 무엇일까?

SSD를 검색하면서 가장 많이 혼동하는 단어 가운데 하나가 M.2다.
제품 이름에 M.2라고 적혀 있으면 왠지 SATA보다 빠른 SSD처럼 느껴질 수 있다.

하지만 M.2 자체는 속도를 의미하지 않는다.
SSD에서 말하는 M.2는 쉽게 말해 저장장치의 물리적인 형태를 나타내는 폼팩터 규격이다.
우리가 흔히 보는 M.2 SSD는 기다란 껌 하나처럼 생긴 작은 기판 형태다.
데스크톱이나 노트북의 메인보드에 있는 M.2 슬롯에 바로 꽂아서 사용하기 때문에 2.5인치 SATA SSD처럼 별도의 데이터 케이블과 전원 케이블을 연결할 필요도 없다.

문제는 여기서 생긴다.
M.2 SSD라고 해서 모두 NVMe SSD인 것은 아니다.
M.2 형태를 가지고 있으면서 SATA 방식으로 작동하는 SSD도 존재한다.

M.2 = 모양
SATA / PCIe = 데이터가 지나가는 인터페이스
NVMe = SSD와 시스템이 데이터를 주고받는 통신 규격

이라고 구분해서 생각하면 이해하기 쉽다.

M.2 SATA와 M.2 NVMe는 생긴 것도 비슷하다

이 부분이 저장장치를 처음 고를 때 특히 헷갈린다.
M.2 SATA SSD와 M.2 NVMe SSD는 겉으로 보면 상당히 비슷하게 생길 수 있다.
둘 다 작은 기판 형태이고 각각 이를 지원하는 M.2 슬롯에 장착하는 방식이기 때문이다.
하지만 같은 M.2라는 이름을 사용하더라도 내부에서 데이터를 주고받는 방법은 다를 수 있다.

M.2 SATA SSD라면 기본적으로 SATA 인터페이스의 성능 범위 안에서 작동한다.

반면 M.2 NVMe SSD는 PCIe를 이용하기 때문에 훨씬 높은 성능을 낼 수 있다.

그래서 저장장치를 구입할 때는 단순히 제품 설명에 M.2라고 적혀 있는지만 확인해서는 안 된다.
M.2 SATA인지, PCIe NVMe인지까지 확인해야 한다.
특히 오래된 노트북이나 메인보드를 업그레이드하는 경우에는 M.2 슬롯이 있다고 해서 모든 종류의 M.2 SSD를 지원한다고 단정하면 안 된다.

메인보드와 노트북 제조사가 제공하는 저장장치 지원 규격을 확인하는 것이 가장 정확하다.

M.2 2280이라는 숫자는 무엇일까?

M.2 SSD를 보다 보면 또 하나 자주 등장하는 숫자가 있다.

M.2 2280

처음 보면 SSD 성능을 나타내는 숫자처럼 보이지만 이것 역시 속도와는 관계가 없다.
2280에서 앞의 22는 폭 22mm, 뒤의 80은 길이 80mm를 의미한다.
즉 M.2 2280은 폭 22mm, 길이 80mm의 M.2 장치를 말한다.
일반적인 데스크톱용 NVMe SSD에서 흔히 볼 수 있는 크기다.

그 밖에도 2230, 2242, 22110처럼 길이가 다른 M.2 규격이 존재한다.
그래서 SSD 제품명에 적혀 있는 숫자를 볼 때도 무엇을 나타내는 숫자인지 먼저 구분할 필요가 있다.

2280은 속도가 아니다.
1TB는 저장 용량이다.
PCIe 4.0이나 PCIe 5.0은 사용하는 PCIe 세대를 나타낸다.
그리고 7,000MB/s 같은 숫자가 실제 저장장치의 순차 읽기 성능을 나타내는 식이다.

SATA SSD와 NVMe SSD를 간단히 비교하면

구분	HDD	SATA SSD	NVMe SSD
저장 방식	자기 디스크	NAND 플래시	NAND 플래시
기계식 움직임	있음	없음	없음
대표 형태	3.5인치·2.5인치	2.5인치·M.2	M.2 등
대표 인터페이스	SATA	SATA	PCIe
전송 성능	낮음	높음	매우 높음
가격 대비 대용량	매우 유리	보통	제품에 따라 다름
Windows 설치용	권장도가 낮음	충분히 사용 가능	가장 일반적인 선택
대용량 보관·백업	유리	가능	가능하지만 비용 고려
고속 파일 작업	불리	보통	유리

새 컴퓨터에는 어떤 저장장치를 선택하는 것이 좋을까?

새 데스크톱이나 노트북을 구입하는 기준이라면 개인적으로는 NVMe SSD를 메인 저장장치로 먼저 생각하는 것이 가장 자연스럽다.
운영체제와 프로그램, 자주 사용하는 게임을 NVMe SSD에 설치하고 필요한 저장 공간에 따라 추가 SSD나 HDD를 구성하면 된다.

예를 들어 게임용 컴퓨터라면 NVMe SSD 1~2TB 정도에서 시작해볼 수 있다.
사진과 동영상 파일이 많다면 여기에 추가 SSD를 설치할 수도 있다.
몇 TB에서 수십 TB에 이르는 대용량 자료를 보관해야 한다면 대용량 HDD를 추가하는 방법도 있다.

반대로 오래된 컴퓨터를 업그레이드하는 경우에는 NVMe SSD를 사기 전에 메인보드가 어떤 저장장치를 지원하는지 먼저 확인해야 한다.
M.2 슬롯이 없더라도 SATA 포트가 있다면 2.5인치 SATA SSD로 교체하는 것만으로도 HDD를 사용하던 시스템에서는 상당한 체감 차이를 얻을 수 있다.

항상 가장 빠른 SSD를 구입해야 하는 것은 아니다.
내 컴퓨터가 지원하는 규격과 내가 실제로 하는 작업을 기준으로 선택하는 것이 더 중요하다.

게임용 PC라면 PCIe 5.0 SSD가 무조건 좋을까?

여기까지 이해하면 다음 질문이 자연스럽게 생긴다.

NVMe SSD 중에서도 PCIe 3.0, PCIe 4.0, PCIe 5.0 같은 제품이 있는데, 그렇다면 가장 최신인 PCIe 5.0 SSD를 사는 것이 무조건 좋은 것일까?

벤치마크의 최고 순차 읽기 속도만 비교하면 더 최신 세대의 SSD가 훨씬 빠르다.
하지만 실제 PC에서는 SSD 가격과 발열, 메인보드 지원 규격 그리고 내가 하는 작업까지 함께 생각해야 한다.
특히 게임에서는 SSD의 순차 읽기 속도가 두 배가 된다고 게임 프레임도 두 배가 되는 식으로 작동하지 않는다.

그래서 저장장치는 단순히 가장 큰 숫자를 고르는 것보다 내 사용 환경에서 어느 정도의 성능이 실제로 필요한지를 따져보는 것이 중요하다.

이 부분은 별도로 다뤄볼 만한 이야기가 많다.

저장장치 이름을 읽는 순서

마지막으로 온라인에서 SSD를 하나 발견했다고 생각해보자.

제품 설명에 ‘2TB M.2 2280 PCIe 4.0 NVMe SSD’ 라고 적혀 있다고 가정해보면, 이제 각각의 의미를 나눠볼 수 있다.

• 2TB – 저장할 수 있는 데이터의 용량.
• M.2 – 제품의 물리적인 형태.
• 2280 – 폭 22mm, 길이 80mm라는 크기 규격.
• PCIe 4.0 – SSD가 사용하는 PCI Express 세대.
• NVMe – 저장장치와 시스템이 데이터를 주고받기 위해 사용하는 규격.
• SSD – 일반적으로 NAND 플래시 메모리를 이용하는 반도체 기반 저장장치.

결국 중요한 것은 SSD, M.2, NVMe를 같은 말로 생각하지 않는 것이다

저장장치를 고를 때 가장 먼저 정리해야 할 것은 용어나 숫자가 아니다.
각각의 이름이 무엇을 설명하고 있는지 구분하는 것이다.

HDD와 SSD는 데이터를 저장하는 기술이 다르다.
SATA와 PCIe는 데이터를 전달하는 인터페이스가 다르다.
M.2는 장치의 물리적인 형태를 나타내는 폼팩터 규격이다.
NVMe는 고속 SSD를 위해 만들어진 통신 규격이다.

그래서 ‘SSD = NVMe’ 도 아니고, ‘M.2 = NVMe’ 도 아니다.
요즘 새 PC에서 흔히 사용하는 제품이 M.2 형태의 PCIe NVMe SSD이기 때문에 이 단어들을 거의 같은 뜻처럼 사용하게 되었을 뿐이다.
이 차이를 알고 나면 저장장치를 고르는 일도 훨씬 간단해진다.

그리고 여기서부터 다음 고민이 시작된다.

SSD는 1TB면 충분할까, 아니면 처음부터 2TB나 4TB를 사는 것이 좋을까?
또 같은 NVMe SSD라면 PCIe 4.0과 PCIe 5.0의 차이를 실제로 체감할 수 있을까?

저장장치 역시 CPU나 GPU, RAM과 마찬가지로 가장 비싸고 빠른 제품이 항상 가장 좋은 선택은 아니다.
결국 중요한 것은 내가 저장해야 할 데이터의 양과 내가 실제로 사용하는 프로그램, 그리고 그 컴퓨터를 어떤 용도로 사용할 것인지다.

다음 저장장치 가이드에서는 게임과 일반 사용을 기준으로 SSD 500GB·1TB·2TB·4TB 중 어느 정도의 용량이 적당한지부터 정리해보려 한다.