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퓨전 드라이브

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목차

1. 개요

퓨전 드라이브는 애플에서 개발한 하이브리드 저장 장치로, SSD와 하드 디스크 드라이브를 결합하여 성능과 용량을 모두 확보하는 기술이다. 2012년 OS X 마운틴 라이언이 설치된 아이맥과 맥 미니 모델에 처음 탑재되었으며, 이후 일부 애플 제품에서 지원되었다. 퓨전 드라이브는 두 저장 장치를 하나의 논리 볼륨으로 묶어 사용하며, 사용 빈도가 높은 데이터를 SSD에 저장하여 접근 속도를 높이고, 대용량 데이터를 하드 디스크 드라이브에 저장하여 저장 공간을 효율적으로 관리한다. 퓨전 드라이브는 애플의 코어 스토리지를 기반으로 하며, 파일 시스템에 독립적으로 작동한다. 2021년 11월 현재 퓨전 드라이브를 제공하는 Mac은 없다.

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퓨전 드라이브
개요
Apple Fusion Drive 로고
Apple Fusion Drive 로고
종류하이브리드 하드 디스크 드라이브 (SSHD)
제조사애플
출시2012년 10월 23일
중단2020년
기술 사양
인터페이스SATA 6Gbps
구성 요소솔리드 스테이트 드라이브 (SSD)
하드 디스크 드라이브 (HDD)
SSD 용량24 GB (2012년 ~ 2013년, 3TB HDD와 함께)
128 GB (2013년 ~ 2015년)
32 GB (2015년, 1TB HDD와 함께)
128 GB (2015년 ~ 2017년, 2TB 또는 3TB HDD와 함께)
128 GB (2017년 ~ 2020년, 1TB, 2TB 또는 3TB HDD와 함께)
작동 방식
설명자주 사용하는 데이터를 SSD에, 덜 사용하는 데이터를 HDD에 자동으로 저장 및 관리
특징시스템 성능 향상 및 스토리지 용량 확보
지원 장치
지원 장치아이맥
맥 미니
맥북 프로 (Retina 모델, 2012년 후반 ~ 2015년)
기타
대체 기술솔리드 스테이트 드라이브 (SSD) 단독 구성

2. 사용 가능 시점

퓨전 드라이브는 2012년 10월 23일 애플 행사에서 처음 발표되었으며, OS X 마운틴 라이언이 설치된 아이맥과 맥 미니 2012년 말 모델에서 처음 지원되었다.[12] 이후 퓨전 드라이브는 해당 모델들의 후속 기종에서 사용 가능했지만, 맥북과 맥 프로와 같은 다른 애플 기기로는 확장되지 않았다. 2021년 11월 현재, 퓨전 드라이브를 제공하는 Mac은 없다.

2. 1. 지원 모델

퓨전 드라이브는 2012년 10월 23일에 열린 애플 행사에서 발표되었으며, OS X 마운틴 라이언이 설치된 아이맥과 맥 미니 2012년 말 모델에서 처음 지원되었다.[12] 이후 이 컴퓨터들의 후속 모델에서도 퓨전 드라이브를 지원했지만, 다른 애플 기기로 확장되지는 않았다. 최신 맥북과 맥 프로 모델들은 플래시 스토리지만을 사용하며, 2012년 중반 비 레티나계 맥북 프로의 경우 선택적 업그레이드로 플래시 스토리지가 제공되었지만 퓨전 드라이브 방식이 아닌 표준 하드 디스크 드라이브를 대체하였다.

퓨전 드라이브를 지원하는 제품의 구성은 다음과 같다.

제품출시일HDD 저장 용량플래시 저장 용량
맥 미니2012년 말1 TB128 GB
2014년 말
아이맥
(모든 모델)		2012년 말
2013년 말
2014년
아이맥
(27인치, 레티나 아님)		2012년 말3 TB
2013년 말
아이맥
(27인치, 레티나)		2014년 말
2015년 중순
아이맥2015년 말1 TB24 GB
2 TB128 GB
2017년 중반1 TB32 GB
2 TB128 GB
3 TB
2019년 초1 TB32 GB
2 TB128 GB
3 TB
아이맥
(21.5인치)		2020년 말1 TB32 GB


3. 디자인

애플의 퓨전 드라이브는 상세한 문서가 제한된 독점적인 기능을 포함하고 있으며, Hystor라는 연구 프로젝트의 영향을 받은 것으로 알려져 있다.[4] 이 하이브리드 저장 시스템은 고속 SSD와 대용량 하드 드라이브를 결합하여 퓨전 드라이브의 설계에 중요한 고려 사항으로 작용했다.[5] 퓨전 드라이브의 내부 작동 방식에 대해서는 몇 가지 실험적 연구들이 진행되었으나,[3][6][7][8][9][10] 완전히 밝혀지지는 않았다.

3. 1. 작동 원리

애플의 퓨전 드라이브 설계는 제한적인 문서와 함께 독점적인 기능을 통합한다. 퓨전 드라이브는 Hystor라는 연구 프로젝트의 영향을 받았다는 보고가 있었다.[4] 해당 논문에 따르면,[5] 이 하이브리드 저장 시스템은 고속 SSD와 대용량 하드 드라이브를 통합하는데, 이는 퓨전 드라이브에서 사용된 설계 고려 사항 중 하나이다.

  • SSD와 하드 드라이브는 운영 체제에서 관리하는 단일 블록 장치로 논리적으로 병합되며, 이는 파일 시스템과 독립적이며 애플리케이션을 변경할 필요가 없다.
  • SSD 공간의 일부는 들어오는 쓰기 트래픽을 흡수하기 위한 쓰기 버퍼로 사용되어 인지 가능한 지연 시간을 숨기고 쓰기 성능을 향상시킨다.
  • 더 자주 액세스되는 데이터는 SSD에 저장되고, 더 크고 덜 자주 액세스되는 데이터는 HDD에 저장된다.
  • 데이터 이동은 액세스 패턴을 기반으로 한다. 데이터가 HDD에 있다가 갑자기 자주 액세스되면 퓨전 드라이브를 제어하는 프로그램에 의해 일반적으로 SSD로 이동된다. 유휴 기간 동안 데이터는 사용자를 위한 지속적인 데이터 처리 성능을 제공하기 위해 가장 적합한 장치로 적응적으로 마이그레이션된다.


퓨전 드라이브의 내부 메커니즘에 대해 추측하기 위해 몇 가지 실험 연구[3][6][7][8][9][10]가 수행되었다. 여러 추측이 있지만 완전히 확인되지는 않았다.

  • 퓨전 드라이브는 여러 물리적 장치를 관리하는 논리 볼륨 관리자인 애플의 코어 스토리지를 기반으로 하는 블록 레벨 솔루션이다.[6][7] 퓨전 드라이브의 용량은 두 장치의 합계로 확인되었다.[6][7] 퓨전 드라이브는 파일 시스템에 구애받지 않으며, HFS Plus 및 ZFS 모두에 효과적이다.[8]
  • SSD 공간의 일부는 들어오는 쓰기를 위한 쓰기 버퍼로 사용된다.[6][7] 안정된 상태에서는 최소 4GB의 공간이 쓰기 버퍼링을 위해 예약된다.[3][6][7] 성능 일관성을 위해 SSD에 작은 여유 공간이 할당된다.[7]
  • 데이터는 액세스 빈도를 기준으로 SSD로 승격된다.[6][7] 빈도는 블록 레벨에서 감지되며[9] 파일 시스템 메모리 캐시 아래에서 감지된다.[10] 데이터 마이그레이션은 유휴 또는 가벼운 I/O 기간 동안 128KB 청크로 발생한다.[6][7]
  • 운영 체제 및 기타 중요한 문서는 항상 SSD에 캐시된다.[6] 애플리케이션도 유사하게 처리될 가능성이 높다.[7] 일반 파일은 두 장치 모두에 존재할 수 있다.[9]

3. 2. 기술적 세부 사항

애플의 퓨전 드라이브 설계는 제한적인 문서와 함께 독점적인 기능을 통합한다. 퓨전 드라이브는 Hystor라는 연구 프로젝트의 영향을 받았다고 알려져 있다.[4] 해당 논문에 따르면,[5] 이 하이브리드 저장 시스템은 고속 SSD와 대용량 하드 드라이브를 통합하여 퓨전 드라이브 설계에 영향을 주었다.

퓨전 드라이브의 주요 작동 방식은 다음과 같다.

  • SSD와 하드 드라이브는 운영 체제에서 관리하는 단일 블록 장치로 논리적으로 병합된다. 이는 파일 시스템과 독립적이며, 애플리케이션 변경을 요구하지 않는다.
  • SSD 공간 일부는 들어오는 쓰기 트래픽을 흡수하는 쓰기 버퍼로 사용되어 지연 시간을 줄이고 쓰기 성능을 향상시킨다.
  • 자주 액세스되는 데이터는 SSD에, 덜 자주 액세스되는 데이터는 HDD에 저장된다.
  • 데이터 이동은 액세스 패턴에 따라 이루어진다. HDD에 있던 데이터가 갑자기 자주 액세스되면 퓨전 드라이브를 제어하는 프로그램에 의해 SSD로 이동된다. 유휴 기간 동안 데이터는 사용자에게 지속적인 데이터 처리 성능을 제공하기 위해 가장 적합한 장치로 자동 마이그레이션된다.


퓨전 드라이브의 내부 메커니즘에 대한 몇 가지 실험 연구가 수행되었다.[3][6][7][8][9][10] 그러나 여러 추측이 있지만 완전히 확인되지는 않았다.

  • 퓨전 드라이브는 여러 물리적 장치를 관리하는 논리 볼륨 관리자인 애플 코어 스토리지를 기반으로 하는 블록 레벨 솔루션이다.[6][7] 퓨전 드라이브의 용량은 두 장치의 용량을 합한 것과 같다.[6][7] 퓨전 드라이브는 파일 시스템에 영향을 받지 않으며, HFS Plus와 ZFS 모두에 효과적이다.[8]
  • SSD 공간 일부는 들어오는 쓰기를 위한 쓰기 버퍼로 사용된다.[6][7] 안정적인 상태에서는 최소 4GB의 공간이 쓰기 버퍼링을 위해 예약된다.[3][6][7] 성능 일관성을 위해 SSD에 작은 여유 공간이 할당된다.[7]
  • 데이터는 액세스 빈도에 따라 SSD로 이동된다.[6][7] 액세스 빈도는 블록 레벨에서 감지되며,[9] 파일 시스템 메모리 캐시 아래에서 감지된다.[10] 데이터 마이그레이션은 유휴 또는 가벼운 I/O 기간 동안 128KB 단위로 발생한다.[6][7]
  • 운영 체제 및 기타 중요한 문서는 항상 SSD에 캐시된다.[6] 애플리케이션도 유사하게 처리될 가능성이 높다.[7] 일반 파일은 두 장치 모두에 존재할 수 있다.[9]

참조

[1] 웹사이트 The best desktop computers of 2018 https://blog.pandora[...] 2019-01-03
[2] 웹사이트 Apple Fusion Drive—wait, what? How does this work? https://arstechnica.[...] Condé Nast 2012-10-23
[3] 웹사이트 Understanding Apple's Fusion Drive http://www.anandtech[...] AnandTech 2012-10-24
[4] 웹사이트 Computer Science Research at Ohio State Makes Impact in Apple's Hybrid Storage Product http://web.cse.ohio-[...] www.cse.ohio-state.edu 2014-10-12
[5] conference Hystor: making the best use of solid state drives in high performance storage systems
[6] 웹사이트 Achieving fusion—with a service training doc, Ars tears open Apple's Fusion Drive https://arstechnica.[...] www.arstechnica.com 2012-11-05
[7] 웹사이트 A Month with Apple's Fusion Drive http://www.anandtech[...] www.anandtech.com 2013-01-18
[8] 웹사이트 Fusion Drive - loose ends https://jolly.jinx.d[...] jolly.jinx.de/ 2012-10-31
[9] 웹사이트 More on BYO Fusion drive https://jolly.jinx.d[...] jolly.jinx.de/ 2012-10-31
[10] 웹사이트 Fusion Drive last words https://jolly.jinx.d[...] jolly.jinx.de/ 2012-11-04
[11] 웹인용 Apple Fusion Drive—wait, what? How does this work? http://arstechnica.c[...] Condé Nast 2012-10-23
[12] 웹인용 Understanding Apple's Fusion Drive http://www.anandtech[...] AnandTech 2012-10-24


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