본사 : 5 Speen Street Framingham, MA 01701 USA P.508.872.8200 F.508.935.4015 www.idc.com 백서 MCx 기반차세대 VNX로플래시성능극대화 후원 : EMC Laura DuBois 2013년 8월 내용요약 지속적인데이터증가추세와더불어차세대멀티코어 CPU 가등장하면서이전보다훨씬더많은워크로드를처리할수있는새로운스토리지시스템이요구되고있다. 하드디스크드라이브 (HDD) 의집적도가증가함에따라처리용량도늘어나고있지만 2001 년이후 15,000rpm 을기점으로더이상증가할가능성이보이지않는 HDD 의기계적회전속도는컴퓨팅성능을저해하는요인이되고있다. 데이터센터가 100% 완벽하게가상화되는추세에따라기업은수백, 수천개의 VM( 가상머신 ) 과혼합워크로드를처리하며현재는물론미래의비즈니스를원활하게지원할수있는스토리지시스템을선택해야한다. 플래시미디어를활용할경우컴퓨팅과스토리지간의성능격차를좁히고 IT 환경에서스토리지의입출력병목현상을제거할수있다. 그러나플래시를통해스토리지입출력성능을높이려면멀티코어 CPU 의처리성능을필요로한다. 따라서스토리지시스템개발자는플래시미디어의성능을극대화하고멀티코어프로세서를완벽하게활용할수있도록시스템아키텍처를새롭게설계해야한다. EMC 와같은몇몇공급업체에서는플래시가제공하는성능향상효과를실현할수있도록지원하며이러한변화를주도하고있다. MCx( 멀티코어최적화 ) 기반의차세대 VNX 시스템과같은솔루션은성능극대화를위해최적화된멀티코어지원소프트웨어및하드웨어를제공한다. MCx 는 VNX 에새로도입된소프트웨어로, 전체 VNX 데이터서비스를시스템내의모든코어로균등하게분산시킨다. MCx 는캐시관리및백엔드 RAID 관리프로세스에서멀티코어 CPU 의활용도를극대화하고캐시및백엔드처리소프트웨어를선형적으로확장하여최적의가격대비성능을실현할수있도록지원한다. 그렇다면기업이 HDD 에서고성능의미디어로전환하고더많은입출력집중도를관리하기위해 MCx 기술을도입해야하는이유를자세히알아보도록하겠다. 성능향상. 기본적으로 SSD 는초당기가바이트수준의랜덤데이터처리량을제공하며 IOPS 성능이매우높다. 예를들어단일 SSD 는 HDD 의 50~250 IOPS 보다 40 배 ~200 배향상된 10,000 IOPS 이상의성능을제공할수있다. MCx 는 VM 과트랜잭션의수, 집계파일 (aggregated file) IOPS 면에서최대 4 배더높은성능을제공하며성능이중요한애플리케이션의응답성을대폭향상시키는역할을한다. 효율성향상. IDC 조사결과, SSD 와 HDD 를적절히조합하여사용하는기업은기존 HDD 기반스토리지미디어로유사하게구성된환경보다평균적으로총드라이브의수가최대 66% 감소하며더많은트랜잭션 (IOPS) 을제공하는것으로나타났다. 즉, 설치공간이줄어들고시설비용이절감되는것이다. MCx 와함께 FAST(Fully Automated Storage Tiering), 고정블록중복제거와같은 VNX 효율성향상기능을사용하면플랫폼용량을초과할당할필요성이줄어들고플랫폼의효율성을최적화할수있어뛰어난비용절감효과를누릴수있다. 새로운지표. 이전에는주로 GB 당비용을기준으로시스템판매가이루어졌지만 IDC 는성능당비용지표 (IOP 당비용및워크로드당비용 ) 가더적합하다
고생각하며, 성능이중요한환경및특정애플리케이션의수익성을개선해야할경우에는특히그러하다. 이백서의내용 이 IDC 백서에서는기존 HDD 컨트롤러에서플래시미디어및멀티코어 CPU 를최적화할수있는 하이브리드어레이 ( 예 : 플래시드라이브도함께사용할수있는기존스토리지시스템 ) 컨트롤러에이르기까지스토리지컨트롤러의발전양상에대해살펴보고자한다. 이분야의기술발전을선도하고있는 EMC 가적합한사례연구대상이될수있을것이다. EMC 는초기에플래시기술을도입하여플래시혁신을이끌고있는업계선두기업중하나이다. EMC 는철저한검증을거쳐최초로스토리지시스템에신뢰할수있는플래시드라이브옵션을제공한공급업체중하나이며, 특히 FAST 를사용하여조직이용량과성능및전체스토리지투자를최적화할수있도록지원한다. EMC 는스토리지공급업체가 SSD 와관련된성능포화및병목현상문제를해결하기위한방법으로내부하드웨어를업그레이드하는것은올바른접근방식이아니라고생각했다. 하드웨어가아닌플래시드라이브와새로운멀티코어프로세서를활용할수있도록설계되지않은소프트웨어와스토리지컨트롤러아키텍처로인해성능의제약이발생하기때문이다. 따라서 EMC 는 VNX 운영환경의핵심아키텍처를재설계하여플래시및멀티코어 CPU 활용도를극대화할수있는 MCx 를새롭게내놓았다. 소개및시장배경 오늘날의환경에서조직은기존애플리케이션을향상시키고차세대타사플랫폼애플리케이션 ( 예 : 소셜미디어, 모바일, 클라우드및빅데이터 ) 에대한기반을마련할수있도록사용빈도가높은데이터세트에대해더욱우수한스토리지성능을요구하고있다. 지금까지는기존 HDD 만으로도성능과스토리지용량에대한요구를충족할수있었지만, 새로운플래시는 IOP 당비용대비우수한스토리지성능으로 HDD 와는비교할수없을정도로경제적인솔루션을제공한다. 플래시의우수한성능과경제성을필요로하는조직이늘어나면서플래시드라이브사용률이높아지고있으며, IDC 는 2017 년까지높은입출력성능을필요로하는시장부문 (SSD 및플래시 ) 이연평균성장률 74.3% 로가장크게성장할것으로예 상하고있다. 또한이러한시장부문에대해 IDC 에서예상한대로, 높은플래시성능을원하는시장의추세로인해성능및용량에최적화된 HDD 로구성된스토리지아키텍처는한계에부딪칠것이다. 변화의필요성 HDD 회전속도는최고치인 15,000rpm 에서더이상증가하지않고있으며기계식미디어의물리적한계로인해앞으로분당회전수가지금보다더증가할가능성도거의없다. HDD 스핀들수증가와더불어 Intel CPU 클럭속도향상, 그리고동적읽기 / 쓰기캐시및 FAST 모두에서플래시드라이브를사용하는플래시최우선활용전략을통해 VNX 는기존스토리지에서도손쉽게성능을향상시킬수있었다. VNX 에서 FAST 를사용하면 IOPS 가수십만에서수백만단위로대폭증가한다. 그에반해 Intel CPU 클럭속도의증가는이에미치지못하고있는실정이다. 2007 년부터 2013 년사이에출시된 Intel Xeon CPU 의클럭속도를분석한결과 2012 년의최고속도에이르기까지속도상승률은 6.9% 에불과한것으로나타났다 ( 그림 1 참조 ). 2 #242625 2013 IDC
(GHz) 그림 1 Intel CPU Speed Introduction, 2007 2013 3.8 3.7 3.6 3.5 3.4 3.3 3.2 3.1 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 출처 : Intel, 2013 년 CPU 클럭속도의상승폭이감소함에따라 Intel 은클럭속도의증가대신한칩에더많은프로세서코어를집적시키는것으로방향을바꾸었다. 광범위한테스트를통해 EMC 는 1 백만 IOPS 를제공할수있는 VNX 시스템, 즉더욱진화된 VNX 아키텍처로 CPU 클럭속도의한계를넘어여러 CPU 및 CPU 코어로워크로드를분산시킬수있는 MCx 기반의차세대 VNX 를개발하기로결정했다. MCx: 멀티코어최적화를위한 VNX 의핵심기술 우수한성능의 SSD 를활용하기위한첫단계로는하이브리드접근방식이효과적이다. 그러나기존스토리지시스템에서는고성능미디어를도입할경우내부스토리지컨트롤러와입출력백엔드가금방포화상태에도달하므로추가할수있는 SSD 의수가매우제한적이다. 이와같은스토리지시스템의조기포화문제를해결하지못하면구성을확장하지못하거나 SSD 를초과구매하여모든성능을활용하지못하는문제가발생하게되므로결과적으로 IOP 및워크로드당비용이증가한다. 플래시의이점을극대화하려면스토리지시스템소프트웨어가모든서비스에대해다중 CPU 또는멀티코어 CPU 를지원해야한다. CPU 클럭속도에좌우되는정적아키텍처에서벗어나 CPU 및코어간에균등하게워크로드를분산시켜코어를동적으로활용하는시스템으로전환하려면 VNX 운영환경에근본적인변화가필요하다 ( 그림 2 참조 ). 이는운영체제의커널변경까지요구되는중대한변화이므로매우복잡한양상을띄고있으며시스템의모든서비스운영에영향을미친다. 2013 IDC #242625 3
그림 2 VNX 멀티코어 CPU 활용도 출처 : EMC, 2013 수많은조직이 EMC 의 VNX 를선택하는이유중하나는오랫동안구축해온신뢰성과수년에걸친철저한테스트때문이다. 시스템의근간을변경하는것은결코간단한일이아니며, EMC 가핵심데이터서비스의멀티코어분산 (MCx) 을구현하기위해개발및테스트에몇년씩매진한것도이러한이유때문이다. 성능향상을통한효과 MCx 기반의차세대 VNX 를개발함으로써 EMC 는플래시전용어레이의높은성능과뛰어난계층화효율성을갖춘미드레인지시리즈를제공할수있게되었다. VNX 모델은모듈식확장이가능하므로나날이증가하고있는가상화인프라스트럭처와클라우드환경을효과적으로지원할수있다. VNX 제품군의아키텍처변경으로플래시의짧은지연시간을보다효율적으로활용하고고도로최적화된데이터서비스를제공할수있다. 계층화된 SSD 및 HDD 스토리지에힘입어용량을한층더효율적으로관리할수있으므로고객만족도가향상될것으로기대된다. 새로운 VNX 는이전세대의 VNX 대비최대 IOPS 스토리지성능이 400%, 응답시간이 70% 향상되어멀티코어에최적화된아키텍처의우수성을효과적으로보여준다고할수있다 ( 그림 3 참조 ). 4 #242625 2013 IDC
그림 3 VNX 성능비교 출처 : EMC, 2013 EMC 가멀티코어 CPU 를효과적으로활용할수있도록특별히설계한 MCx 에기반하는차세대 VNX 시스템은탁월한 ROI( 투자수익 ) 를제공한다. 그림 4 의예를보면멀티코어프로세서에최적화되지않고자동계층화와같은 VNX 의효율성향상기능을제공하지않는어레이로동일한가용용량을확보하려면 3 배의설치공간과 4 배더많은드라이브가필요하다. 2013 IDC #242625 5
그림 4 MCx 기반 VNX 구성비교 출처 : EMC, 2013 일반적으로 MCx 기반의차세대 VNX 시리즈는유사한용량과비용으로구성된이전 VNX 시스템과비교하여대폭향상된성능을제공한다. EMC 의자체성능벤치마킹에따르면완전하게구성된시스템의경우 1 백만 IOPS 이상을제공하고최대 8,000 대의가상서버를수용할수있는것으로나타났다. 새로운 VNX 시리즈는탁월한성능과용량, 뛰어난경제성에우수한확장성이결합되어그규모에관계없이모든산업부문에효과적인솔루션이다. 향후전망 EMC 의목표는플래시의성능을최대한활용할수있도록 VNX 를최적화하고미래의기술발전에원활하게대비할수있는플랫폼을제공하는것이다. MCx 에기반한새로운 VNX 는스토리지컨트롤러 CPU 및코어전반에걸쳐내부서비스워크로드를균등하게분산시키므로단일 CPU 의성능으로는감당할수없었던서비스처리주기를원활하게액세스할수있다. 즉, VNX 내부에서더많은컴퓨팅주기를액세스할수있으므로 IT 조직은향후 VNX 에서더많은애플리케이션을직접실행할수있게되는것이다. IDC 조사결과, 엔터프라이즈데이터센터내에스토리지와컴퓨팅을통합하려는 IT 조직이증가하고있는것으로나타났다. EMC 의 MCx 기반차세대 VNX 는컴퓨팅과스토리지가융합되는미래의 IT 환경을위한플랫폼을제공할수있다. 6 #242625 2013 IDC
EMC 의당면과제와기회 EMC 의가장큰당면과제중하나는 MCx 를통해기존 VNX 과동일한수준의시스템안정성을보장하면서도성능향상효과를이끌어낼수있다는사실을입증하는것이다. 아키텍처의핵심요소가변경된다는점을우려하는기업도있을수있다. 그러나플래시드라이브및멀티코어프로세서와같이성능과관련된신기술을최대한효과적으로활용하기위해서는아키텍처의변화가필요하므로효과적인계획및통제에따른이러한수준의변경은불가피한것이다. 이와같은변화는데이터와가상머신, 그리고성능요구사항이매우까다로운애플리케이션의증가와함께점차확장되는 IT 인프라스트럭처를원활하게지원하기위해이전보다더높은성능이필요한 VNX 고객을대상으로중요한영업기회를창출한다. IDC 에서는 EMC 가획기적인성능향상을이끌어내기위해 VNX 소프트웨어의핵심아키텍처를 MCx 로개편해야하는당위성을효과적으로설득할수있을것으로전망하고있다. 결론및권고사항 단기적인전술이나점진적인차별성을제공하는솔루션대신보다장기적인전략과혁신적인이점을제공하는스토리지솔루션을선택하는것은분명그럴만한가치가있다. 플래시를지원하는스토리지솔루션을평가할때기업은다음과같은질문을해야한다. 현재는물론향후 5 년간성능에대한요구사항을충족할수있는플랫폼인가? 비즈니스크리티컬데이터를위한고성능플래시를사용할수있으며, 높은성능이필요없을경우 GB 당비용을최적화할수있는시스템인가? 새로운기술을철저히심사하여성공적으로도입한경험이입증된공급업체인가? 스토리지컨트롤러의성능이포화되거나투자수익이하락추세로바뀌기전에현재시스템에어느정도의플래시또는 SSD 를추가할수있는가? 플래시기술을활용하면스토리지와컴퓨팅간에점점더커지고있는성능격차를줄일수있다. EMC 는시장을선도하는전략적비전을제시하고새로운기술을성공적으로도입해온경험이풍부하며, 시스템의핵심아키텍처를변경해서라도플래시및멀티코어 CPU 에최적화된스토리지시스템을구축하기위한조치를취해야하는필요성을 MCx 를통해입증했다. MCx 는다음과같이우수한기능과이점을제공한다. 효율성저하없이원활한성능및용량확장지원 전체가용 VNX 스토리지프로세서 CPU 및코어활용도극대화 스토리지관련신기술과미래의기술을도입할수있는소프트웨어아키텍처및플랫폼제공 2013 IDC #242625 7
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