NVMe 'PCIe 3.0 vs PCIe 4.0' 성능? 어라, 차이없네
NVMe 'PCIe 3.0 vs PCIe 4.0' 성능? 어라, 차이없네
  • 김현동
  • 승인 2023.01.26 08:48
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현 PC 시장의 분위기는 '딱' 이거다 라고 꼭 찍어 결정하기가 매우 어중간한 상황이다. AMD는 5,xxx 시리즈와 7,xxx 시리즈가 인텔은 10세대와 11세대가 공교롭게도 최신 세대로 바통을 넘기지 못하고 공존하며 팔리고 있다.

그렇다 보니 "기왕사는 김에 좀 무리해서 좋은 것 사자"는 지름신의 유혹이 먹히지 않는다. 확 지르기에는 시장 여건도 마뜩잖다. 당장 물가 상승을 예고하는 각종 지표와 전달 대비 두 배 오른 난방비 청구서가 1월에 떨어졌으니 장바구니에 넣어둔 하드웨어가 밖으로 나올 리 만무하다.

하지만 이럴 때 사용하라는 단어 '가성비'가 늘 우리와 함께해왔다.

# 적정 투자 비용 대비 성능 만족

조금이라도 저렴한 가성비는 가격만 싸면 성능은 낮아도 괜찮다? 가 아니다. 적정 비용을 지급하고 사용자가 납득하는 수준의 성능을 안기는 제품을 상대로 '가성비' 제품이라 칭한다. 무작정 최신 하드웨어도 아닌 얼마만큼의 만족과 직결하냐가 곧 가늠좌다.

그 점에서 요즘 분위기의 최신 하드웨어라면 은근히 강조하는 기술 PCIe 3.0과 4.0은 동서고금을 막론하고 다양한 가설이 얽히고설켜 있다. 대충 이런 식이다. 3.0이면 충분하다. 아니 4.0은 되어야 쓸만하다. 또는 두 버전은 실제 사용성 측면에서는 차이가 없다는 식이다.

다양한 의견이 오가는 와중에 좋아요~ 숫자가 유독 많은 글이 눈에 들어오는데 '아직은 두 버전 간의 차이를 체감할 정도로 주변 기기의 진화가 이뤄지지 않았다는 것'이다. 당장 무리해가며 더 나은 버전을 고집할 필요 없다는 의견. 이는 정답인가? 궁금하다.


이론상 3.0과 4.0의 큰 차이는 전송 대역폭이다. 1.0은 2.5GT/s, 2.0은 5GT/s, 3.0은 8GT/s(초당 기가트랜스퍼), 4.0은 16GT/s 그리고 5.0은 32GT/s으로 3.0 보다는 4배, 4.0보다는 2배 더 넓다. 이러한 전송 대역폭은 핵심은 시피유와 메인보드 칩셋의 조합에 있다.

인텔을 기준으로 보면 본래 PCIe 레인은 CPU와 연결되는 고속화 채널을 의미한다. 하지만 주변 기기는 PCH 레인을 사용하고 이때는 대역폭이 3.0으로 제한되는데 DMI(Direct Media Interface) 링크를 통해 한 단계 거쳐 구현되기에 발생한다.

그렇다면 느린 거 아니야? 할 수 있지만 데이터 처리량이 적은 USB, 와이파이, 사운드, 네트워크 같은 기기가 구동하기에 충분하다.

그 점에서 주목할 부분은 CPU가 다이렉트로 연결되는 레인, 여기에는 GPU와 NVMe 스토리지가 위치한다. 고성능 하드웨어라는 측면에서 아무래도 빠르면 빠를수록 좋다고 생각하기에 요즘 분위기는 4.0 또는 그 이상 버전을 추천하는 추세다. 하지만 그만큼 비용도 상승한다.

굳이 구분하겠다면 최신 RTX 그래픽카드는 5.0에 대응하며 특징이라면 8+4핀 VHPWR 전원 케이블이 따라온다. 스토리지는 버전에 다른 외형상 차이는 없다. 장착 슬롯도 전 버전과 동일하다.

정작 현장에서 들리는 목소리는 달가움보다는 아직은 시기상조라는 지적뿐이지만.

# 5.0은 과하고 3.0 vs 4.0을 비교해보니

20레인이라고 가정하고 시스템을 꾸미면 고성능 그래픽카드가 16x를 사용한 나머지 레인을 가지고 주변기기 데이터를 처리하는 식이다. 하지만 고성능이 아닌 한 가성비 그래픽카드 혹은 내장 GPU 기반이라면 레인을 다 점유하지 않기에 리소스가 남게 된다.

굳이 풀 스펙 하드웨어 기반으로 시스템을 꾸미지 않아도 레인은 충분하고, 평범한 사용 환경이라면 '혹시나' 하는 우려가 부끄러울 만큼 하드웨어 성능 저하가 당연히 없다. 가성비 시스템에 선택되는 하드웨어라면 비슷한 위치에 놓인다.


▲ PCIe 4.0 대응 마이크론 크루셜 P5 Plus NVMe 스토리지


▲ PCIe 3.0 대응 마이크론 크루셜 P5 NVMe 스토리지

# 테스트 환경
시피유 : 인텔 코어 i5-12500
쿨러 : upHere N1055CF 쿨러 by 맥스엘리트
메인보드 : X690 UD DDR5 by 기가바이트
메모리 : 마이크론 DDR5 8GB x 2EA by 대원CTS
SSD : 마이크론 P5 / P5 Plus by 대원CTS
VGA : 내장 GPU
OS : Windows 11 Pro (22H2 / 22621.525)

테스트는 간단하다. PCIe 3.0과 4.0 스토리지를 각각 연결해 성능을 체크해봤다. 이때 내장 GPU 시스템이기에 레인 할당량은 미비한 상황. 따라서 스토리지 대역폭에 간섭이 없고 사실상 스토리지 3.0과 4.0 버전이 요구하는 이론상 레인은 100%가 보장되는 환겅이다.


결과는 3.0과 4.0 버전에 따른 성능 차이는 같거나 의미 없는 숫자다. PC는 모든 하드웨어의 연동으로 작동하기에 개별 장비의 독립된 성능 측정이 아닌 총 하드웨어로 구성한 환경에서의 성능 측정 때 얼마만큼의 성능이 발현되느냐에 주목했다.

다양한 작업이 있지만 보편적으로 자주 사용하는 DX10, DX11 환경과 흔히 즐기는 게임 마지막으로 PC 사용성에 연관한 테스트(콘텐츠 작업, 문서, 웹서핑 ) 등을 가정해 설정했다.

결과는 숫자 측면에서 측정된 값에 차이가 있긴 하지만 미비했다. 이는 실제 사용 과정에 체감 성능 차이로 이어질 정도의 큰 차이가 아니라는 것. 그렇다면 투자 비용 대비 실익은 크지 않다.

수백만 원에 달하는 고성능 그래픽카드를 사용하는 환경이라면 그만큼 즐기는 게임도 다를테고 고로 처리하는 데이터 용량도 방대할 수 있다. 그 때라면 결과는 다를 수 있다. 하지만 일반적인 가성비 사용 환경에서의 성능 차이는 테스트 결과 대로 주목할 만큼 의미가 없다.

테스트 조건에 부합하는 환경이라면 웹서핑, 문서작성, 사무환경, 수험생, 학부모, 영화감상, 조달 납품용 PC 정도가 해당한다.

이들 환경에서는 조금 더 투자하면 성능상 이점이 분명하겠지, 라는 기대감에 굳이 4.0을 고집할 필요가 없다는 결과다. 시장 분위기는 3.0 보다는 4.0 스토리지가 힘을 받는 모습이지만 그만큼 가격도 상승한다. 확인한 대로 투자 비용 대비 성능 차이가 없다.

게다가 지금은 고물가 저성장 시대다. 아낄 수 있는 부분에서는 아끼는 지혜가 필요할 시점이다.


By 김현동 에디터 Hyundong.Kim@weeklypost.kr
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