스마트폰의 내장 메모리 용량은 모델에 따라서 8GB부터 256GB까지 다양하게 출시되고 있습니다. 그리고 스마트폰 제품을 구매할 때 보통 내장 메모리 용량이 높으면 높을수록 좋다고 말합니다. 그 이유는 사용하는 과정에서 새로 생성 및 활용되는 파일 크기가 증가하고 있기 때문인데요. 예를 들어 스마트폰으로 촬영한 사진 한 장의 크기는 약 10~20MB이며, 4K 동영상 녹화 파일의 크기는 약 700MB 정도입니다. 사진 및 동영상을 조금 촬영하다 보면 16GB 이하의 용량은 턱없이 부족하죠. 그러니 자연스럽게 대용량의 내장 메모리를 탑재한 모델에 관심을 갖게 되는 것입니다. 그렇다면 단지 대용량의 스마트폰이 좋은 것일까요?
스마트폰 시장은 빠르게 변화하고 있고, 내장 메모리 역시 이런 변화에 맞춰 큰 용량과 함께 높은 성능에 초점을 맞추고 있습니다. 그런데 여기서 우리가 눈여겨봐야 할 점은 스마트폰에 탑재된 내장 메모리의 용량이 같아도 성능은 다를 수 있다는 것입니다. 지금까지 우리가 스마트폰 스펙 표에서 ‘저장공간(Storage)’라는 항목에서 확인했던 내장 메모리의 크기 외에도 eMMC와 UFS라고 하는 내장 메모리 규격(표준)도 확인해야 한다는 것이죠.
스마트폰 선택 시 필수로 확인해야 하는 ‘내장 메모리(저장공간)’의 스펙은 크기(용량)와 (표준)규격으로 나뉩니다. 내장 메모리의 크기는 8GB, 16GB 등을 말하며, 보다 큰 용량이 사용 시 더 많은 앱과 데이터를 보관 사용할 수 있습니다. 그리고 내장 메모리의 (표준)규격은 크게 eMMC와 UFS로 구분됩니다.
▲ SK하이닉스가 출시한 eMMC 5.1 (1)와 UFS 2.1 (2)
eMMC는 embedded Multi-Media Card의 줄임말로 데이터 고속 처리를 위해 스마트폰에 내장한 대표적인 메모리 반도체입니다. 불과 1~2년 전 대부분 스마트폰에서 채택한 규격이며, 현재도 중저가 보급형 스마트폰 모델과 일부 플래그십 모델에도 사용되고 있죠.
eMMC는 eMMC 4.5, eMMC 5.0, eMMC 5.1로 꾸준히 업그레이드하여 성능(읽기/쓰기 속도 등)개선을 보여주었는데요. 이에 따라 eMMC라고 해도 버전에 따라서 성능의 차이는 분명히 존재합니다.
UFS는 Universal Flash Storage의 줄임말로 ‘차세대 초고속 플래시 메모리’라 불립니다. 참고로 앞에 embedded를 붙여 eUFS로도 얘기합니다. UFS는 국제 반도체 표준화 기구(JEDEC)에서 정한 새로운 표준인데요.
국제 반도체 표준화 기구 ‘제덱(JEDEC)’은 2013년 9월 내장 메모리 규격으로 ‘UFS 2.0’ 인터페이스를 승인했습니다. 이로써 스마트폰의 내장 메모리가 eMMC와 다른 UFS 규격까지 늘어나게 된 것이죠. UFS(eUFS) 역시 UFS 2.0과 UFS 2.1 버전으로 구분하며, 버전에 따라서 성능의 차이를 보여줍니다. 그렇다면 스마트폰에 eMMC와 UFS가 탑재되었을 때 어떤 차이점이 있을까요?
우선 eMMC는 병렬 인터페이스(Parallel x8), UFS는 직렬 인터페이스(Serial)로 인터페이스 방식이 다릅니다. 이런 인터페이스의 방식에 따라서 eMMC 병렬 인터페이스는 한 번에 한 방향으로만 데이터를 전송할 수 있습니다. 즉, 동시에 데이터를 읽고 쓰는 것이 불가능한 방식이죠.
| 구분 | 연속 읽기 속도 | 연속 쓰기 속도 | 임의 읽기 속도 | 임의 쓰기 속도 |
| UFS 2.1 | 850 MB/s | 260 MB/s | 45,000 IOPS | 40,000 IOPS |
| UFS Card 1.0 | 530 MB/s | 170 MB/s | 40,000 IOPS | 35,000 IOPS |
| UFS 2.0 | 350 MB/s | 150 MB/s | 19,000 IOPS | 14,000 IOPS |
| eMMC 5.1 | 250 MB/s | 125 MB/s | 11,000 IOPS | 13,000 IOPS |
| eMMC 5.0 | 250 MB/s | 90 MB/s | 7,000 IOPS | 13,000 IOPS |
| eMMC 4.5 | 140 MB/s | 50 MB/s | 7,000 IOPS | 2,000 IOPS |
그에 비해 UFS는 직렬 인터페이스를 사용해 동시에 읽고 쓰기가 가능한데요. UFS는 SSD에서 사용 중인 속도 가속 기능인 커맨드 큐(Command Que)를 기본 적용해 여러 개의 입출력 데이터(명령어)를 동시에 처리할 수 있습니다. 이로 인해서 기존 고성능 메모리 eMMC 5.0보다 약 2배 이상 빠른 임의 읽기 속도로 동작하고, 소비 전력은 절반 수준으로 낮췄습니다.
eMMC는 가장 최근 모델인 5.1 버전에만 커맨드 큐를 적용해 eMMC 5.0 이하 버전 대비 성능 향상을 보여주고 있죠. 이런 기능적인 향상은 스마트폰 배터리 성능을 높여주고 데이터 처리 방식에 따라 한 번에 여러 가지 작업을 할 수 있게 해주는 멀티 태스킹 성능에 영향을 줄 수 있습니다.
참고로, UFS는 microSD(마이크로SD) 카드로도 출시되었는데요. microSD 카드의 경우, 현재 널리 사용되는 UHS-I 규격의 보급형 제품과 USF 제품은 커다란 성능 차이가 있습니다. 예를 들어 UFS 방식의 microSD 카드는 FHD 영화 한 편(5GB)을 읽을 때 보급형 제품보다 약 5배 이상 빠른 처리 속도(성능)를 보여주는데요. 소비 전력량도 UFS 카드가 절반 수준으로 낮습니다. 대기 전력 역시 1mW 이하로 microSD카드를 지원하는 스마트폰을 사용하는 분이라면 UFS 카드를 구입하는 것이 좋습니다.
이렇듯 같은 용량의 내장 메모리를 탑재한 스마트폰이라 해도 eMMC과 UFS에 따라서 데이터 처리 방식과 성능이 다르며, 같은 방식이라도 ‘버전(구분)’에 따라서 또 다른 성능을 보여줍니다.
하지만 스마트폰 구입 시 eMMC와 UFS 방식에 대한 정보는 확인하는 경우가 그리 흔하지 않습니다. 그렇다면 스마트폰 구입 시 eMMC와 UFS 방식은 어떻게 확인할 수 있을까요?
현재 스마트폰의 경우, eMMC와 UFS가 모델(라인업)별로 혼용되어 사용되고 있는 만큼 UFS라고 표시되지 않은 제품은 eMMC라 생각할 수 있습니다. 그리고 UFS가 탑재된 경우는 ‘64GB UFS’와 같이 표시되어 있는데요. 이런 표기는 스마트폰 패키지에 간략하게 정리되어 있습니다. 하지만 패키지 디자인을 위해 스펙 정보를 삭제하는 경우도 있으니 구입 전(또는 구입 후) 스마트폰 제조사 홈페이지 등을 통해 관련 내용을 확인해 보는 것이 좋습니다.
스마트폰 제조 시 내장 메모리를 다양한 용량으로 탑재해 소비자의 선택에 도움을 줄 수는 있습니다. 하지만 소비자 입맛대로 내장 메모리 방식(규격)을 모델별로 나눠서 출시하는 것은 현실적으로 힘든데요. 그래서 같은 용량이지만 더 나은 성능을 가진 스마트폰을 구입하길 원한다면 내장 메모리가 eMMC인지 UFS인지 꼭 확인해보시기 바랍니다.
오늘은 스마트폰 내장 메모리가 같은 용량이라도 eMMC냐 UFS냐에 따라 처리 속도 및 전력에 다른 성능을 보여준다는 점을 확인해봤는데요. 매년 새로운 스마트폰이 출시되는 요즘. 남들보다 똑똑하게 스마트폰을 구매하고 싶은 분들이라면 내장 메모리 규격을 꼭 확인해보시길 바랍니다.
※ 본 칼럼은 반도체/ICT에 관한 인사이트를 제공하는 외부 전문가 칼럼으로, SK하이닉스의 공식 입장과는 다를 수 있습니다.