SMI SM2504XT ES 2TB SSD

8채널 컨트롤러를 탑재한 하이엔드 SSD가 수년 전 이미 약 14 GB/s의 최대 읽기 속도에 도달했던 반면, 쿼드 채널 (quad-channel) 컨트롤러를 사용하는 메인스트림 드라이브는 종종 약 11 GB/s를 제공합니다. 하지만 더 높은 속도의 인터페이스를 특징으로 하는 새로운 유형의 3D NAND를 사용하면, 단 4개의 NAND 채널만으로도 14 GB/s에 도달하는 것이 가능합니다. 이것이 바로 Silicon Motion의 SM2524XT 컨트롤러가 설계된 목적입니다. 이 컨트롤러는 최대 4,800 MT/s의 전송 속도를 지원하는 4개의 NAND 채널을 보유하고 있으며, 최대 14 GB/s의 읽기 속도를 제공할 수 있습니다.

Silicon Motion의 SM2524XT 컨트롤러는 4개의 코어(아마도 Arm Cortex-R 시리즈로 추정)를 기반으로 하며, DRAM을 사용하지 않고 NVM 2.0 사양을 준수합니다. 이 장치는 최대 4,800 MT/s의 데이터 전송 속도를 지원하는 4개의 NAND 채널과 PCIe 5.0 x4 호스트 인터페이스를 갖추고 있습니다. 이 플랫폼은 최신 유형의 3D TLC 및 3D QLC NAND를 지원하며, 최신 플래시 메모리에서 불가피하게 발생하는 읽기 오류에 대처하기 위해 SMI의 NANDXtend LDPC ECC 기술을 특징으로 합니다. 다만 Silicon Motion은 NAND의 세대나 코드워드 (codeword) 크기는 공개하지 않았습니다.

회사 측은 이 컨트롤러가 14 GB/s에 달하는 순차 읽기 속도와 더불어 최대 250만 IOPS의 랜덤 IOPS를 제공할 수 있다고 밝혔으며, 이는 메인스트림 솔리드 스테이트 드라이브 (SSD)로서 매우 우수한 결과입니다. SMI는 TSMC의 서비스를 사용하여 6nm급 공정 기술로 이 컨트롤러를 생산합니다.

약 1년 전에 출시된 이전 모델과 비교했을 때, SM2524XT는 랜덤 워크로드 처리량을 최대 25%까지 높이고, 지연 시간 (latency)을 줄이며, KV cache 및 AI 추론 (inference) 작업에서 전형적으로 나타나는 파편화된 읽기/쓰기 작업 중 응답성을 개선합니다. 실제로 KV cache 및 향상된 AI 추론 성능은 이 새로운 SSD 컨트롤러 플랫폼의 핵심 장점 중 하나입니다.

“KV Cache는 AI 추론 성능의 핵심 요소가 되었으며, 지속적인 고성능 랜덤 읽기/쓰기 처리량(throughput)과 낮은 지연 시간(low-latency)의 데이터 액세스에 대한 필요성을 가속화하고 있습니다.”라고 Silicon Motion의 Client & Automotive Storage Business 부문 수석 부사장(Senior VP)인 Nelson Duann은 말했습니다. “AI PC가 점점 더 복잡한 로컬 에이전트(Local Agent) 및 온디바이스 LLM(on-device LLM) 워크로드를 지원하도록 진화함에 따라, SM2524XT는 차세대 AI 스토리지 아키텍처에 필요한 랜덤 I/O 성능, 지연 시간 안정성 및 전력 효율성을 제공하도록 설계되었습니다.”

KV cache는 AI 모델이 이전에 처리된 데이터를 유지하여 새로운 토큰(token)이 생성될 때마다 모델이 이를 다시 계산할 필요가 없도록 하는 저장 영역입니다. 이는 연산 오버헤드(compute overhead)를 크게 줄여주지만, 동시에 방대하고 작은 규모의 랜덤하며 지연 시간에 민감한 메모리 및 스토리지 액세스를 생성합니다. 데이터 센터 환경에서는 이것이 큰 문제가 되지 않을 수 있지만, 상대적으로 DRAM 용량이 제한적인 PC에서 AI 워크로드가 로컬로 실행될 때는 성능 병목 현상(bottleneck)을 일으킬 수 있습니다. 결과적으로 지연 시간과 KV cache 성능이 긴 문맥(long-context) 및 멀티 에이전트(multi-agent) 워크로드의 성능을 제한할 수 있습니다.

이러한 성능 저하를 해결하기 위해 SM2524XT 컨트롤러는 Silicon Motion의 여러 기술을 통합했습니다. 여기에는 NAND 인터페이스 내부에서 명령(command)과 주소(address) 트래픽을 분리하는 분리 명령 주소(Separated Command Address, SCA) 기술이 포함됩니다. 이 기술은 컨트롤러가 두 트래픽을 (직렬 방식이 아닌) 동시에 처리할 수 있게 하여 지연 시간을 낮추고 유효 대역폭(effective bandwidth)을 높이며, 이를 통해 예측 가능한 성능을 유지할 수 있게 합니다. 추가적인 이점으로, 이러한 기술들은 SM2524XT를 PC뿐만 아니라 엣지 AI(edge AI) 장치에서도 유용하게 만듭니다.

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Silicon Motion은 다음 주에 열리는 Computex 무역 박람회에서 최신 SM2524XT 컨트롤러를 기반으로 한 프로토타입 드라이브를 확실히 선보일 예정이며, 이 행사에서 해당 칩을 기반으로 한 실제 SSD가 언제 시장에 출시될지에 대한 구체적인 시기도 알게 될 것입니다. 하지만 이 제품들이 내년보다 일찍 출시되지는 않을 것이라고 말해도 무방합니다.

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Anton Shilov는 Tom's Hardware의 기고가입니다. 지난 수십 년 동안 그는 CPU와 GPU부터 슈퍼컴퓨터, 현대적인 공정 기술과 최신 팹(fab) 도구, 그리고 첨단 기술 산업 트렌드에 이르기까지 모든 분야을 다뤄왔습니다.