M.2 SSD는 모두 NVMe 방식일까?

컴퓨터의 저장장치를 알아보다 보면 M.2 SSD와 NVMe SSD라는 표현을 자주 접하게 된다. 제품 설명에도 ‘M.2 NVMe SSD’라는 표현이 많이 사용되기 때문에 M.2 SSD라면 모두 NVMe 방식이라고 생각하기 쉽다. 하지만 결론부터 말하면 M.2 SSD가 모두 NVMe 방식인 것은 아니다. M.2는 SSD의 형태와 연결 규격을 의미하고, NVMe는 SSD가 데이터를 주고받을 때 사용하는 통신 프로토콜을 의미한다. 따라서 M.2 형태의 SSD 중에는 NVMe 방식도 있고 SATA 방식도 존재한다.

먼저 M.2가 무엇인지 이해할 필요가 있다. M.2는 저장장치의 크기와 연결 형태를 정의한 규격이다. 기존의 2.5인치 SSD는 케이스 내부에 장착한 뒤 SATA 데이터 케이블과 전원 케이블을 연결해야 했다. 반면 M.2 SSD는 메인보드에 있는 M.2 슬롯에 직접 꽂아 사용할 수 있기 때문에 별도의 데이터 케이블이나 전원 케이블이 필요하지 않다.

M.2 SSD를 보면 길쭉한 기판 형태로 되어 있으며 제품 이름에 2280, 2242, 22110 같은 숫자가 표시되는 경우가 있다. 예를 들어 M.2 2280에서 앞의 22는 SSD의 폭이 22mm라는 의미이고 뒤의 80은 길이가 80mm라는 뜻이다. 일반적인 데스크톱이나 노트북에서는 M.2 2280 규격이 가장 널리 사용된다.

문제는 M.2라는 형태만 보고 SSD의 속도를 판단할 수 없다는 점이다. M.2 SSD에는 크게 SATA 방식과 PCI Express 방식이 존재한다.

M.2 SATA SSD는 기존 2.5인치 SATA SSD와 동일한 SATA 인터페이스를 사용한다. 단지 제품의 생김새와 장착 방법이 M.2 형태일 뿐이다. SATA 인터페이스는 SATA III 기준으로 최대 6Gbps의 대역폭을 제공하며 실제 SSD의 순차 읽기 속도는 일반적으로 초당 약 500~550MB 수준이다.

반면 우리가 흔히 말하는 M.2 NVMe SSD는 PCI Express 인터페이스를 사용한다. NVMe는 Non-Volatile Memory Express의 약자로 플래시 메모리 기반의 빠른 저장장치를 효율적으로 사용하기 위해 만들어진 통신 규격이다.

NVMe SSD는 SATA 방식보다 훨씬 높은 데이터 전송 속도를 지원한다. 예를 들어 PCIe 3.0 x4 방식의 NVMe SSD는 제품에 따라 초당 약 3,000MB 이상의 읽기 속도를 낼 수 있으며 PCIe 4.0 SSD는 초당 7,000MB 전후의 속도를 지원하는 제품도 많다. 최근의 PCIe 5.0 NVMe SSD는 초당 10,000MB를 훨씬 넘는 읽기 속도를 제공하기도 한다.

따라서 M.2 SATA SSD와 M.2 NVMe SSD는 외형이 상당히 비슷하지만 내부적으로 데이터를 전송하는 방식과 성능에는 큰 차이가 있다.

두 SSD를 구분하는 방법 중 하나는 제품 사양을 확인하는 것이다. 제품 설명에 SATA III, SATA 6Gbps 등이 표시되어 있다면 M.2 SATA SSD이고 PCIe 3.0 x4, PCIe 4.0 x4, NVMe 등의 표현이 있다면 일반적으로 NVMe SSD다.

SSD의 단자 모양으로 어느 정도 구분하는 방법도 있다. M.2 SSD의 금속 단자 부분에는 홈이 나 있는데 이를 Key라고 부른다. SATA 방식 M.2 SSD에서는 B+M Key 형태가 많이 사용되며 NVMe SSD에서는 M Key 형태가 흔하다. 하지만 단자 모양만으로 모든 제품의 동작 방식을 완벽하게 판단하기는 어렵기 때문에 가장 정확한 방법은 제조사가 제공하는 인터페이스와 프로토콜 정보를 확인하는 것이다.

메인보드의 M.2 슬롯도 반드시 확인해야 한다. M.2 슬롯이라고 해서 모든 M.2 SSD를 사용할 수 있는 것은 아니다. 일부 오래된 메인보드는 M.2 SATA SSD만 지원하거나 반대로 NVMe SSD만 지원하는 슬롯을 가지고 있을 수 있다. 또한 특정 M.2 슬롯을 사용하면 일부 SATA 포트가 비활성화되는 메인보드도 있다.

예를 들어 M.2 NVMe SSD를 구입했지만 메인보드의 해당 M.2 슬롯이 SATA 방식만 지원한다면 SSD가 인식되지 않을 수 있다. 반대로 M.2 SATA SSD를 NVMe 전용 슬롯에 장착하는 경우에도 사용할 수 없는 상황이 발생할 수 있다.

노트북에서도 동일한 문제가 발생한다. 외형상 M.2 슬롯이 있다고 해서 최신 NVMe SSD를 무조건 장착할 수 있는 것은 아니다. 노트북 제조사에서 지원하는 SSD 인터페이스와 길이 규격을 먼저 확인해야 한다.

그렇다면 NVMe SSD가 SATA SSD보다 무조건 좋은 선택일까? 성능만 보면 대부분 NVMe SSD가 유리하다. 대용량 파일을 복사하거나 고해상도 영상 편집, 게임 설치, 프로그램 로딩처럼 저장장치를 많이 사용하는 작업에서는 높은 전송 속도의 장점을 활용할 수 있다.

하지만 인터넷 검색이나 문서 작성 같은 일반적인 작업에서는 SATA SSD와 NVMe SSD의 속도 차이를 숫자만큼 크게 체감하지 못할 수도 있다. 운영체제의 반응 속도나 프로그램 실행 속도는 CPU, RAM, 저장장치의 랜덤 접근 성능 등 여러 요소의 영향을 함께 받기 때문이다.

최근에는 NVMe SSD의 가격이 많이 낮아지면서 새 컴퓨터를 조립하거나 SSD를 업그레이드할 때 NVMe SSD가 사실상 기본 선택지가 되고 있다. 다만 기존 컴퓨터를 업그레이드한다면 메인보드에서 어떤 M.2 규격을 지원하는지 확인하는 과정이 반드시 필요하다.

정리하면 M.2는 SSD의 생김새와 연결 규격을 나타내는 개념이고 NVMe는 저장장치가 데이터를 처리하고 통신하는 방식을 의미한다. 따라서 ‘M.2 SSD = NVMe SSD’라는 공식은 성립하지 않는다. M.2 형태의 SSD에는 SATA 방식과 NVMe 방식이 모두 존재할 수 있다.

SSD를 구입할 때는 단순히 제품 이름에 M.2라는 단어가 있는지만 확인할 것이 아니라 SATA인지 PCIe인지, NVMe를 지원하는지, PCIe 세대는 몇 세대인지까지 살펴보는 것이 좋다. 이 차이를 알고 있으면 외형이 비슷한 SSD 때문에 잘못된 제품을 구매하거나 메인보드에서 SSD가 인식되지 않는 상황을 예방할 수 있다.