UFS 5.0 4.1 4.0 차이 — 100GB 복사 시간 계산

순차 읽기 기준으로 100GB를 옮기는 데 걸리는 시간은 UFS 4.0이 23.8초, UFS 4.1이 23.3초, UFS 5.0이 9.3초다. 4.0에서 4.1로 넘어갈 때 줄어드는 시간은 0.5초, 4.1에서 5.0으로 갈 때는 14초다. 세대 표기에 붙은 소수점 한 자리와 정수 한 칸의 무게가 이만큼 다르다.

스마트폰 저장장치 규격은 숫자가 커질수록 빨라진다는 것 말고는 표기가 불친절하다. 제조사가 공개한 스펙만 놓고 세 규격의 순차 속도, 전송 시간, 패키지 부피를 계산해봤다.

공개 스펙으로 본 UFS 4.0·4.1·5.0

삼성전자는 2022년 5월 UFS 4.0을 발표하며 연속읽기 4,200MB/s, 연속쓰기 2,800MB/s, 데이터 전송 대역폭 23.2Gbps를 제시했다. 전력효율은 1mA당 6.0MB/s 연속읽기로 UFS 3.1 대비 45% 이상 향상, 최대 용량 1TB, 패키지 크기는 가로 11mm·세로 13mm·높이 1.0mm다.

UFS 4.1은 SK하이닉스가 2025년 5월 321단 낸드 기반 제품으로 내놨다. 순차 읽기 최대 4,300MB/s, 랜덤 읽기와 랜덤 쓰기는 이전 세대 대비 각각 15%·40% 향상, 두께는 238단 기반 제품보다 약 15% 얇은 0.85mm, 전력효율은 7% 개선이다. 용량은 512GB와 1TB 두 가지다.

UFS 5.0은 삼성전자가 2026년 6월 개발을 알렸다. ZDNet 코리아가 전한 사양은 순차 읽기 10.8GB/s, 순차 쓰기 9.5GB/s, UFS 4.1 대비 전력효율 40% 이상 개선, 패키지 7.5×13×0.9mm, 최대 1TB, 4분기 양산이다.

표의 값은 모두 제조사 발표 기준이다. UFS 4.1의 순차 쓰기 속도는 공개되지 않아 비워뒀고, 제조사가 서로 달라 전력효율의 비교 대상도 행마다 다르다는 점은 감안해야 한다.

100GB 옮기는 데 몇 초 걸리나

순차 속도의 단위가 초당 MB이므로 전송 시간은 용량 ÷ 속도다. 100GB를 10만 MB로 놓고 계산하면 아래와 같다. 4K 영상 한 편에 해당하는 20GB를 폰에 써넣는 경우도 같이 넣었다.

UFS 4.0에서 UFS 5.0으로 가면 읽기 시간은 23.8초에서 9.3초로 61% 줄고, 쓰기 시간은 35.7초에서 10.5초로 71% 줄어든다. 쓰기 쪽 개선 폭이 더 큰 것은 출발선이 낮았기 때문이다. UFS 4.0의 쓰기 속도는 읽기의 67% 수준이었는데, UFS 5.0은 읽기의 88%까지 올라왔다. 세대가 올라가면서 읽기와 쓰기의 비대칭이 줄어든 셈이다.

이 값은 어디까지나 이론값이다. 실제 전송은 컨트롤러의 SLC 캐시 용량, 파일 조각화, 발열에 따른 스로틀링, 그리고 반대편 기기의 속도에 함께 묶인다. 대용량 파일을 연속으로 밀어 넣으면 캐시가 소진된 뒤 속도가 계단식으로 떨어지는 구간이 생긴다. PC와 케이블로 주고받는 상황이라면 병목은 저장장치가 아니라 인터페이스 쪽에 생기기 쉽다 — USB-C 케이블의 전력 등급과 데이터 속도가 별개라는 점이 여기서 그대로 걸린다.

대역폭 표기도 그대로 나누면 맞지 않는다. UFS 4.0의 23.2Gbps를 8로 나누면 2.9GB/s인데 발표된 순차 읽기는 4.2GB/s다. UFS가 레인 2개를 묶는 구조이고 표기값이 레인당 값이라고 보면 총 46.4Gbps, 약 5.8GB/s가 되어 4.2GB/s가 그 72% 수준으로 들어맞는다. 인터페이스 대역폭과 실제 순차 속도는 같은 숫자가 아니고, 프로토콜 오버헤드와 낸드 쪽 한계가 그 사이를 채운다.

4.0에서 4.1은 왜 2.4%밖에 안 오르나

순차 읽기만 보면 4,200MB/s에서 4,300MB/s, 2.4% 증가다. 세대 표기가 한 칸 올라간 것치고는 초라해 보이지만 UFS 4.1이 손댄 곳은 순차가 아니다. 랜덤 읽기 15%, 랜덤 쓰기 40% 향상이 실제 개선분이고, 두께 0.85mm와 전력효율 7%가 나머지다.

순차와 랜덤이 갈리는 지점은 쓰임새다. 순차 속도는 큰 파일 하나를 통째로 옮길 때 나오는 숫자다. 반면 앱을 켜거나 사진첩을 훑거나 온디바이스 AI 모델을 메모리로 올릴 때는 작은 블록을 흩어진 위치에서 읽어야 한다. 이때 좌우하는 것이 랜덤 성능이다. 하루에 100GB를 통째로 옮기는 사람은 드물지만 앱은 하루에도 수십 번 켜므로, 체감 반응 속도로 따지면 랜덤 쪽 40%가 순차 쪽 2.4%보다 훨씬 크게 작용한다.

두께 0.85mm도 숫자만 보면 사소하다. 하지만 폴더블에서는 다르다. 접히는 기기는 패널·힌지·배터리가 두께 예산을 나눠 쓰기 때문에 부품 하나의 0.15mm가 곧 설계 여유가 된다. 화면 14%에 무게 14g이 갈린 폴더블 두 모델의 비교에서 보듯, 폴더블의 스펙 차이는 대체로 이런 밀리미터 단위 배분에서 나온다.

패키지 부피로 환산하면 세대 차이가 더 분명해진다. UFS 4.0은 11×13×1.0mm이므로 143.0mm³, UFS 5.0은 7.5×13×0.9mm이므로 87.8mm³다. 계산하면 38.6% 줄었다. 같은 1TB를 담으면서 부피를 3분의 2 아래로 줄인 셈이고, 이렇게 확보한 여유는 배터리 용량이나 방열 구조로 돌아간다. 저장장치 세대 교체가 속도표만의 문제가 아닌 이유다.

스펙에서 확인할 것

• 제품 상세 페이지에 UFS 버전이 적혀 있는지 — 같은 모델이라도 용량 옵션에 따라 표기가 다를 수 있다.
• 순차 속도만 비교하지 말 것. 랜덤 읽기·쓰기 수치가 공개돼 있으면 그쪽이 체감에 더 가깝다.
• 온디바이스 AI 기능을 자주 쓸 계획이라면 랜덤 읽기 성능과 저장 공간 여유를 함께 볼 것.
• UFS 5.0은 2026년 4분기 양산 예정이다. 현재 판매 중인 기기에는 들어가 있지 않다.

UFS 4.0과 4.1 사이에서 고민 중이라면 순차 속도 차이 2.4%는 판단 근거가 되기 어렵다. 두 규격의 실질 차이는 랜덤 성능과 두께이고, 그 둘은 완제품 스펙표에 잘 적히지 않는다. 반면 UFS 5.0이 들어간 기기를 기다릴 이유는 분명하다 — 순차 속도 2.5배, 전력효율 40% 이상은 세대 표기가 정수 한 칸 올라간 값에 맞는 폭이다. 다만 양산이 4분기에 시작되므로 실제 탑재 기기가 나오는 시점은 그 이후다. 지금 기기를 바꿔야 하는 상황이라면 기다림의 비용이 더 크다.

UFS 세대 표기에서 소수점 자리는 랜덤 성능과 두께를 바꾸고, 정수 자리는 순차 속도를 바꾼다.

참고 자료

• 삼성반도체 — 업계 최초 UFS 4.0 메모리 개발
• SK하이닉스 뉴스룸 — 321단 낸드 기반 UFS 4.1 설루션 제품 개발
• ZDNet 코리아 — 삼성전자, 최첨단 낸드 기반 UFS 5.0 개발, 4분기 양산