지금까지 스토리지 구축에 있어 하드디스크는 절대적이자 유일에 가까운 기준이었다. 이는 용량과 성능에 있어서 모든 부분을 그나마 충족시킬 수 있는 유일한 솔루션이 하드디스크 뿐이었기 때문이다. 그리고 이런 상황은 지금까지 꽤나 오랫동안 이어져 오고 있으며, 아직도 스토리지 시장의 중심은 하드디스크가 잡고 있다.

하지만 하드디스크는 그 기계적인 요소가 가지는 분명한 한계가 있다. 플래터 위에 있는 데이터를 읽기 위해 반드시 기계적인 움직임이 들어가야 된다는 점은 빠르게 발전하는 컴퓨터 세계에서 성능 향상에 큰 장애물로 다가왔다. 이를 극복하기 위해 회전수의 증가, 플래터 용량의 증가, 헤드 움직임을 줄이기 위한 플래터의 소형화 등 다양한 방법이 시도되었지만 완전히 극복할 수는 없었다.

하지만 이런 아쉬움이 이제 새 방법으로 해결될 조짐을 보이고 있다. 플래시 메모리 기술의 발전과 함께 등장한 SSD(Solid State Drive) 덕분이다. SSD는 기존의 하드디스크가 가지던 검색 시간의 개념 자체가 없을 정도인 만큼, 기존의 하드디스크가 가지고 있던 성능 문제를 해결해 줄 좋은 대안으로 떠오르고 있다.

델(http://www.dell.co.kr) 엔터프라이즈 SSD 제품은 기존의 스토리지 환경에서 디스크의 검색 시간이 중요한, 무작위 읽기, 쓰기가 많은 환경에 최적의 성능을 제공할 수 있는 솔루션이다. 여기에 델의 솔루션들과 다양한 구성 환경에서 확실한 검증을 통한 호환성을 가지고 있어, 기존 고객들이 안심하고 도입해 확실한 성능을 기대할 수 있는 제품이다.

■ 용량, 성능, 효율을 한꺼번에 잡는다!

▲ 하드디스크는 현재 시점에서는 가장 합리적인 솔루션임은 분명하다. 그런데...

언제나 스토리지를 구성할 때 고민하는 것을 꼽는다면 ‘용량’과 ‘성능’ 일 것이다. 이는 둘 다 중요하고, 어느 한 부분도 소홀히 할 수 없는 부분임이 분명하다. 아무리 성능이 좋다 해도 용량이 작다면 그 활용도는 대폭 떨어지기 마련이고, 아무리 용량이 많다 해도 성능이 형편없다면 역시 어디에 쓸 지 애매해지게 된다.

현재 이 용량과 성능 두 가지를 가장 가까이 잡은 솔루션은 누가 뭐래도 하드디스크다. 플래터 밀도의 지속적인 개선과 기계적인 성능의 향상을 통해 하드디스크는 세대가 바뀔 때마다 상당한 수준의 성능 향상을 이루어 내고 있으며, 용량과 비용 면에서도 점점 개선되고 있다. 특히 오랫동안 사용되어 온 만큼, 이미 안정성에 대한 검증까지 마친 상태다.

현재 하드디스크는 용량 면으로는 단일 드라이브로 2TB를 제공할 수 있으며, 속도 면에서는 15,000rpm 단일 드라이브로 무작위 검색 시간 4ms 이내를 달성할 수 있다. 이는 메모리 형태의 매체를 사용하는 스토리지 미디어를 제외한다면 가장 빠른 성능이며, 모든 매체를 통틀어 최고 수준의 기록 밀도다. 이는 지금까지 하드디스크가 스토리지 부분에서 굳건히 선택된 이유이기도 하다.

하지만 하드디스크도 완벽할 수는 없었는데, 기계적 움직임이 동반되는 덕분에 생기는 필연적인 지연 시간은 어찌 해 볼 도리가 없었다. 특히 이런 부분이 강조되는 부분이 작은 파일들의 무작위 읽기, 쓰기가 많이 이루어지는 데이터베이스나 웹 서버 등인데, 이 부분에서는 현존하는 대부분의 하드가 초당 300~400회 정도의 IOPS를 보인다.

여기에 기계적으로 플래터를 돌리면서 생기는 소음과 진동, 그리고 기계적인 움직임에 필연적으로 따라오는 전력 소비와 발열 문제도 최근에 와서 문제로 제기되기 시작했다. 그린 IT로의 움직임이 대두되면서 하드디스크의 소비 전력이나 발열 등의 문제도 폼팩터의 소형화 등으로 해결하고자 하는 시도가 이루어지고 있지만 완전히는 해결할 수 없기도 하다.

▲ 여건만 된다면 메모리를 스토리지로 쓰는 것도 방법. 그러나...

하드디스크가 가진 기계적 움직임이라는 특성을 극복하기 위한 시도는 이미 다양하게 이루어지고 있다. 하드디스크가 가지는 캐시의 증가와 각종 스토리지 캐싱 시스템은 하드디스크가 가지는 작은 파일의 무작위 읽기, 쓰기 성능을 극복하기 위해 나온 것이지만, 해결책으로 제시하기엔 다소 미흡한 면이 있다.

이런 문제를 해결하기 위한 방법 중 하나로 가상의 디스크를 시스템에 설치된 메모리 위에 매핑하는 방법이 사용되기도 했다. 흔히 ‘램디스크’ 등으로 불리는 방법인데, 이 방법을 사용하면 시스템의 메모리와 같은 속도의 디스크를 사용해 성능 문제를 확실하게 해결할 수 있다는 장점을 가지고 있다.

물론 이 방법에도 치명적인 단점이 있는데, 용량과 가격 문제다. 일반적으로 시스템에 장착할 수 있는 메모리는 기껏 해야(?) 수십 기가 수준이고, 이 중에서 시스템에 사용해야 할 메모리를 남겨 놓아야 된다는 것이 문제다. 덕분에 충분한 용량을 얻기가 힘들며, 충분한 용량을 얻기 위해서는 수십 개의 메모리 소켓에 대용량 모듈을 장착해야 하는 때문에 비용 문제를 고려하지 않을 수 없다.

또한 DRAM이 휘발성 메모리라는 점도 약점으로 작용한다. 메모리에 공급되는 전원이 끊어지면 데이터가 모두 소실되는 덕분에 전원 문제에 대단히 취약하며, 당연히 2차로 백업 솔루션이 필요하다. 여기에 서버를 재기동이라도 하는 경우엔 가상 디스크 위에 모든 데이터를 새로 올려야 하는 번거로운 작업도 필요하다.

▲ 컴퓨팅 시장에서 효율적인 스토리지로 대두되는 제품이 바로 'SSD'

하드디스크의 기계적인 한계를 벗어나기 위해 메모리 형태의 매체를 사용한다는 것은 정말 괜찮은 선택임에 분명하다. 메모리 형태의 매체는 주소 접근에 있어 직접 접근이 가능하므로 하드디스크에서 발생하는 ‘검색 시간’이라는 존재를 거의 없앨 수 있기 때문이다. 물론 일반적인 DRAM을 사용하는 데는 다소 난관이 있긴 하지만 말이다.

여러 시장의 니즈에 따라, 비휘발성 메모리 매체를 사용한 스토리지 솔루션이 등장하기 시작했다. 바로 ‘플래시 메모리’ 다. 처음에 단지 수~수십 MB 정도로 등장했던 플래시 메모리들은 정말 폭발적인 기세로 용량을 늘려 나갔고, 이제는 손톱만한 메모리 카드에 수십 GB를 담을 수 있을 정도가 되었다. 여기에 비휘발성이라는 특성과, 메모리 매체의 특성인 빠른 접근시간, 저전력소비라는 장점까지 가져 차세대 저장 매체로 주목받기 시작했다.

플래시 메모리를 모아 하드디스크처럼 사용할 수 있게 패키지로 구성한 것이 SSD다. SSD는 플래시 메모리를 사용한 덕분에 검색 시간이 거의 없다는 메모리 형태 매체의 장점과 함께 비휘발성 매체라는 특성, 그리고 기존 하드디스크들과 같은 인터페이스를 그대로 사용할 수 있다는 장점 등을 가지고 있다.

처음 플래시 메모리가 나왔을 때 아쉬웠던 점인, 느린 속도도 이젠 상당히 개선되었으며, 내부적으로 여러 개의 메모리 모듈을 병렬 연결하는 방법을 통해 전체적인 드라이브의 성능도 크게 올라가 있다. 여기에 플래시 메모리의 수명 문제에 있어서도 다양한 방법을 통해 하드디스크에 버금갈 수준의 내구성을 제시하고 있다. 여기에 순차 전송과 무작위 전송 성능이 거의 비슷하다는 것은 큰 장점으로 작용한다.

SSD는 메모리 기반 스토리지의 특징인 '빠른 무작위 입출력 성능' 덕분에 기업용 컴퓨팅 환경에서 시스템의 성능 향상을 도모하기에 상당히 좋은 솔루션으로 주목받기 시작했다. 특히 기존 인프라에서 성능을 위해 사용하던 15,000rpm 하드디스크들과 비교해서 SSD의 무작위 입출력 성능은 수십 배 이상 차이로, 말 그대로 비교 자체가 무색할 수준이다.

SSD가 가지는 이런 성능적 우위는 무작위 입출력이 잦은 스토리지 집약적인 용도에서 스토리지에서 생기던 병목현상을 완화하고 전반적인 시스템 성능을 크게 향상시킬 수 있는 수단으로 사용할 수 있게 해 준다. 특히 작은 파일들이 무작위로 사용되는 웹 서버, 메일 서버, 데이터베이스나 웹 서버의 로그 서버에서 SSD는 하드디스크의 수십 배의 성능을 발휘한다.

지금까지 이런 부분에서 높은 성능을 얻기 위해 수십 개의 15,000rpm 급 고성능 드라이브를 RAID 구성해 사용하던 기업 사용자들의 입장에서는 SSD의 존재가 구세주에 비견할 바 아니다. 이미 드라이브 단위에서 수십 배 이상의 무작위 입출력 성능이 차이가 나는 데다, SSD의 RAID 구성이 불가능한 것도 아닌 만큼, 기존에 비해 큰 성능 향상을 비교적 간편하게 얻을 수 있기 때문이다.

신뢰도 면에서도 개선이 있다. 기계적인 움직임을 가지고 있는 하드디스크 드라이브에 비해 SSD는 외부 환경 변화에 큰 영향을 받지 않는다는 장점이 있으며, 동작 보증시간도 비교적 큰 차이를 보이고 있다. 이는 기업용 하드디스크 라인업에서 고신뢰도를 자랑하는 고급형 제품들이 160만 시간 정도의 MTBF를 가지는 데 비해 엔터프라이즈용 SSD는 200만 시간인 것에서 확인할 수 있다.

여기에 최근 많은 기업들이 강조하는 그린 IT에서 강조하는 소비 전력 부분도 생각해야 할 필요성이 있다. 아무리 소비 전력에서 최적화된 2.5형 폼팩터의 하드디스크라고 해도 10,000rpm을 넘어가면 동작시 8~9W 정도를 소비하는 게 일반적이다. 하지만 SSD의 소비 전력은 동작시에도 채 2W가 되지 않는다.

▲ 저 수많은 트레이를 모두 SSD로 채운다는 것은 한 마디로 '로망'

현재 시점에서 두드러지는 SSD 보급화의 걸림돌이라면 용량과 가격 등 두 가지가 있다. 이중 도입기라는 시기적인 특징이 있는 가격 외에, 용량을 중심으로 살펴보면, 2세대 엔터프라이즈용 SSD 라인업에 제공되는 최대 용량이 100GB임을 알 수 있다. 이는 3.5형 7,200rpm 하드 디스크 드라이브가 제공하는 2TB나 15,000rpm 드라이브의 600GB, 15,000rpm 2.5형 폼팩터에서 제공되는 146GB보다도 작다.

드라이브의 용량은 스토리지의 규모를 결정한다. 개인이 소비하고, 기업이 보관해야 될 데이터가 계속 늘어나고 있는 상황에서 SSD만으로 스토리지를 구축하기 어려운 이유는 이런 용량 문제가 크다. 엄밀히 말해 SSD의 드라이브 부피당 저장 밀도는 하드 디스크에 비해 아직 분명히 열세에 있는 것이 현실이다. 이런 부분 때문에, 델은 시장 상황을 감안한 일종의 모델인 'Tier'를 고객들에게 제시하고 있다.

델이 편성한 스토리지 솔루션의 구성은 기존 엔터프라이즈 환경에서의 미션 크리티컬 용도를 위한 10,000rpm이나 15,000rpm SAS 하드디스크가 Tier 1, 미드라인 급의 '비즈니스 크리티컬' 환경에 최적화해 비용과 용량 부분에 중점을 두고 5,400rpm, 7,200rpm디스크로 구성하는 Tier 2, 그리고 백업을 위한 테이프 아카이브를 대체할 7,200rpm 이하의 Tier 3로 나뉜다.

그리고 SSD가 가지는 기존 하드디스크들과 상반된 특성을 감안해 델은 기본적으로 구성하던 세 가지 스토리지 계층에 SSD가 들어갈 위치를 하나 더 추가했다. SSD가 추가되는 위치는 이 솔루션의 특성을 반영하여 기존의 최상위 계층이었던 Tier 1보다 상위에 Tier 0 로 분류되고, 무작위 입출력에 최적화된, 가장 빠른 스토리지라는 컨셉으로 세일즈 포지셔닝을 했다.

Tier 0은 Tier 1에 비해서도 더 적은 용량과 함께 최대한의 효율을 내기 위해 완전히 특화된 용도를 가진다. SSD 자체가 현재 분명한 장단점을 함께 가지고 있는 만큼 장점을 극대화하고 단점을 줄이기 위해서는 특성을 잘 살린 특정 용도로의 사용을 추천하기 위한 전략이 효과적이고, 이를 잘 반영한 것이 델이 새롭게 내세우는 Tier 0인 셈이다.

■ '볼륨'을 뛰어넘는 강력한 성능 갖춰

델의 엔터프라이즈를 위한 SSD 제품군도 이제 2세대를 맞이했다. 델에서 선보였던 1세대 엔터프라이즈 SSD 솔루션은 최대 50GB의 용량을 제공했다. SLC방식, 32MB의 캐시를 장착하고 SATA 인터페이스를 사용했다. 그리고 무작위 읽기, 쓰기 부분에서 기존 15,000 rpm SAS 하드 디스크들에 비해 수십 배 이상의 성능을 유감없이 보여준 바 있다.

1세대에서 부족한 점으로 지적된 점들은 2세대에 와서 더욱 강화되었다. 용량은 이제 최대 100GB로 늘어났으며, 기존에 SSD에 장착된 32MB의 캐시 메모리는 이제 128MB로 늘었다. 성능 면에서도 크게 강화되어, 기본적인 연속 읽기, 쓰기 성능은 물론 읽기, 쓰기가 혼합된 패턴에서 입출력 처리량이 3배 이상 증가하는 등의 개선점을 가지고 있다.

델의 엔터프라이즈 SSD가 가지는 가장 큰 특징은 '엔터프라이즈' 라는 이름에 걸맞게, 엔터프라이즈 SSD가 주로 사용될 델 서버의 스토리지 환경에 대한 호환성과 신뢰성 면에서 확실하게 검증해 냈다는 점이다. 엔터프라이즈 환경에서 성능보다 중요시되어야 할 부분은 '신뢰성' 이며, 이 환경에 도입되기 위해서는 높은 수준의 가용성과 신뢰도, 호환성을 갖추어서, 인프라의 신뢰성 하락을 막을 필요가 있다.

델의 엔터프라이즈 SSD는 MLC(Multi-Level Cell) 메모리 대신, 성능과 신뢰도 면에서 확실하게 검증된 SLC(Single-Level Cell) 메모리를 사용한다. SLC 형식의 메모리는 MLC에 비해 성능은 물론이고, 내구성 면에서 10~20배 가량 뛰어나다. 이런 특징은 현재 무중단 환경에서 최대한의 가용성과 신뢰도를 위한 최선의 선택이다.

또 델의 각종 서버와 컨트롤러 제품군에서 호환성과 내구성에 대한 검증을 끝내, 고객들이 검증을 위해 시간을 들일 필요 없이 바로 업무에 적용할 수 있다는 점도 큰 장점이다. 시간이 곧 비용인 기업 인프라 환경에서 도입과 동시에 기대한 효과를 얻을 수 있다는 점은 단순한 기회 비용 이상의 효과가 있다. 이런 점들은 컨슈머 SSD 제품들과 비교했을 때 델 엔터프라이즈 SSD 제품군이 가지는 강점이다.

▲ 델 SSD는 제품 패키지와 라벨을 통해 어느 회사 제조품인지는 짐작해 볼 수 있다.

델의 2세대 엔터프라이즈 SSD 외관은 별다르게 특별한 것이 없다고 생각할 수도 있지만, 대단히 특별하게도 볼 수 있다. 델은 현재 자사의 솔루션과의 성능과 호환성에 대해 검증된 솔루션을 자사의 로고를 부착한 OEM 형태로 공급하고 있다. 그리고 지금까지 하드디스크 솔루션에서 델은 주로 시게이트(Seagate)의 기업용 제품을 사용해 왔다.

하지만 이 SSD에서는 익숙한 '한글'을 확인할 수 있다. 그 이유는, 이 SSD가 바로 삼성전자의 SLC 방식 SSD의 OEM이기 때문이다. 물론 삼성전자의 동일 모델과 완전히 같다고 할 수는 없다. OEM 형태로 공급하면서 델이 보증하는 자사 솔루션과의 호환성과 성능, 그리고 이를 확보하기 위한 커스터마이즈의 유무까지 생각해야 하기 때문이다.

이러한 배경을 감안하고 제조사가 공시한 제품에 대한 사양을 확인해 봤다. 공시된 정보에 따르면 제품은 2.5형 폼 팩터를 가지고 있으며 외부와의 연결은 SATA 2.0 규격을 사용해 최대 300MB/s의 외부 전송률을 가진다. 최대 내부 전송 속도는 읽기 230MB/s, 쓰기 180MB/s 성능을 갖췄으며, 내부 메모리는 8채널 연결 구성을 통해 대역폭을 확보하고 있다.

일반적으로 기업용 솔루션에서 대부분의 솔루션들이 SAS를 사용하고 있는 데 반해 이 제품은 SATA를 이용하고 있다. 하지만 일반적으로 SAS와 SATA는 커넥터 수준에서부터 물리적 호환성을 가지는 만큼, 컨트롤러 수준에서 지원이 가능하다면 두 방식을 모두 사용할 수 있다. 물론 이 호환성에 대해서는 솔루션 공급자와 상의하는 것이 가장 확실하다.

▲ 델 파워엣지 R610 서버를 이용해 제품을 서버 환경에서 테스트했다.

테스트에 사용한 시스템 또한 SAS 인터페이스를 기본으로 하는 시스템이지만 문제 없이 호환되는 것을 확인할 수 있었다. 테스트에 사용한 델 파워엣지(PowerEdge) R610 1U 랙 서버에는 델의 SAS 6/iR 컨트롤러가 장착되어 있었으며, 이 컨트롤러는 SATA, SAS 드라이브 모두를 인식하고 자유롭게 RAID 구성을 지원한다.

테스트 시스템은 델 파워엣지 R610을 기본으로 했다. 이 시스템은 이미 MD1200, 1220 리뷰에서 사용한 시스템과 같은 시스템이며, 제온 X5550 듀얼 구성과 16GB 메모리를 장착하고 있다. 하드디스크 트레이는 2.5형으로 6개를 갖추고 있으며, 스토리지 컨트롤러는 델의 SAS 6/iR 이 장착되어 있다.

디스크 구성은 델 엔터프라이즈 SSD 100GB 모델 두 개를 SAS 6iR 컨트롤러에 장착하고 RAID 0, 1 두 가지로 테스트했다. 일반적으로는 단일 드라이브나 두 대만으로 쓰는 경우가 없고, 특히 RAID 0 구성으로 쓰는 경우는 거의 없지만, 여러 대를 RAID 구성했을 경우 기대할 수 있는 성능을 보기 위해 RAID 0구성을, 단일 드라이브 혹은 단 두대로 사용할 경우의 실성능을 위해 RAID 1 구성을 테스트했다.

테스트 항목은 IOMeter의 64KB, 4KB 순차 입출력과 무작위 입출력 상황을 확인했다. 또한 실제 솔루션에서의 결과를 보기 위해 마이크로소프트 SQL 서버 2005 SP3와 퀘스트소프트웨어 벤치마크 팩토리를 사용한 표준 시나리오 수행으로 성능을 알아봤다. 이런 항목은 이미 아크로팬에서 소개한 델 MD1200, 1220과 동일하거나 유사한 만큼, 이들과의 비교를 통해 SSD의 성능을 가늠해 보는 것을 추천한다.

* 참고기사 *

[리뷰] 델 파워볼트 MD1200 DAS 어레이
http://www.acrofan.com/ko-kr/commerce/content/20100128/0001040001

[리뷰] 델 파워볼트 MD1220 DAS 어레이
http://www.acrofan.com/ko-kr/commerce/content/20100203/0001040002

▲ IOMeter 64K 순차 읽기(RAID0) (단위 : MB/s, 높을수록 좋다)

▲ IOMeter 64K 순차 쓰기(RAID0) (단위 : MB/s, 높을수록 좋다)

▲ IOMeter 64K 무작위 읽기(RAID0)(단위 : IOPS, 높을수록 좋다)

▲ IOMeter 64K 무작위 쓰기(RAID0)(단위 : IOPS, 높을수록 좋다)

RAID 0 구성에서 IOMeter 테스트 결과는 SSD를 사용한 스토리지의 특성을 확실하게 보여준다. 단 두 대의 RAID 구성인 덕분에 순차 입출력 결과는 단일 드라이브의 두 배 가량의 성능인 최대 350MB/s 정도의 성능을 확인할 수 있다. 이는 15,000rpm 고성능 드라이브의 순차 전송 결과보다 떨어지게 보일 수도 있는 결과고, 이 결과만 봐서는 SSD의 진가를 알 수 없다.

하지만, 무작위 입출력 테스트에서는 이를 완전히 뒤집는다. 무작위 읽기 테스트에서의 대역폭은 64K 블록 테스트에서의 평균적인 수치인 6100 IOPS를 대역폭으로 환산했을 때 약 380MB/s로, 순차 읽기와 거의 동일한 성능을 보인다. 이는 SSD가 가지는 ‘메모리 형태의 저장 매체’ 라는 특성 덕분이며, 모든 데이터에 동일한 검색 시간으로 접근이 가능한 덕분에 낼 수 있는 성능이다.

쓰기 성능도 거의 비슷한 결과를 보인다. 읽기 성능에 비해 플래시 메모리의 쓰기 성능은 상당히 번거로운 절차를 거치기 때문에 읽기 성능에 비해서는 낮은 성능이 나오지만, 순차 쓰기와 무작위 쓰기의 성능이 큰 차이가 없다는 것은 무작위 입출력이 잦은 환경에서 제 성능을 다 낼 수 있다는 장점을 제시하며, 그 수치 자체도 하드디스크와는 비교하기 힘든 수준이다.

▲ IOMeter 64K 무작위 패턴(RAID0)(단위 : IOPS, 높을수록 좋다)

▲ IOMeter 4K 무작위 읽기(RAID0)(단위 : IOPS, 높을수록 좋다)

▲ IOMeter 4K 무작위 쓰기(RAID0)(단위 : IOPS, 높을수록 좋다)

▲ IOMeter 4K 무작위 패턴(RAID0)(단위 : IOPS, 높을수록 좋다)

완전한 무작위 패턴에서 읽기와 쓰기의 비율이 2:1로 이루어진 랜덤 패턴 테스트에서도 SSD 스토리지의 성능은 기존의 하드디스크의 RAID 구성을 압도한다. 특히 작은 파일들의 랜덤 패턴 테스트에 자주 쓰는 4K 블록의 랜덤 테스트에서, 두 개의 SSD RAID 0 모드는 24개의 15,000rpm 하드디스크를 사용한 RAID 5 모드에 비해 수 배 이상 빠른 성능을 보여준다.

이런 성능 차이는 SSD가 가진, 데이터 직접 접근으로 인한 접근시간의 단축 덕분이다. 메모리형 매체에서는 데이터가 어디에 있든 간에 동일한 접근 시간을 가지며, 그나마도 아주 짧은 접근 시간을 가진다. 지금까지 무작위 패턴에서 나타나는 성능 저하가 디스크 헤드의 움직임으로 인한 문제였다는 것을 생각할 때, 이런 성능 향상은 어느 정도 예상이 가능한 수준이다.

또한 재미있는 점은 부하가 심하게 걸리는 시점에서 성능 저하가 거의 보이지 않는다는 것이다. 이 또한 메모리 형태의 매체가 가지는, 데이터에 직접 접근이 가능한 구조가 가지는 장점이다. 기존의 하드디스크는 많은 데이터 요청이 들어올 경우 헤드의 물리적인 움직임이 성능 하락으로 그대로 이어지지만, SSD는 꾸준히 전반적인 성능 수준을 유지해 준다.

만약 SSD를 대량으로 RAID 구성할 정도로 여력이 된다면, 무작위 패턴에서의 성능 차이는 더 커질 것이 분명하다. SSD의 RAID 구성일 경우 현재 테스트 환경에서 보이는 순차 전송시의 대역폭에 대한 약간의 아쉬움까지 해결할 수 있어, 가격과 용량이라는 어쩔 수 없는 면을 제외한다면 성능 면에서 아주 강력한 솔루션이다.

▲ IOMeter 64K 무작위 읽기(RAID1)(단위 : IOPS, 높을수록 좋다)

▲ IOMeter 64K 무작위 쓰기(RAID1)(단위 : IOPS, 높을수록 좋다)

RAID 1 구성을 사용할 경우 두 개의 디스크 안의 데이터는 완전한 중복성을 가진다. 그리고 테스트에 사용한 SAS 6/iR 컨트롤러는 RAID 1에서 읽기 작업을 수행할 경우 두 개의 동일한 데이터를 가진 디스크에서 로드 밸런싱을 수행해 두 개의 디스크에서 동시에 읽기 작업을 수행한다. 즉 RAID 1으로 구성된 상황에서도 읽기 성능은 RAID 0에 준한 결과를 얻을 수 있다.

이는 RAID 1 어레이 구성에서의 읽기 테스트 결과에서 잘 확인할 수 있다. 64K 블록의 무작위 읽기 결과를 위에 있는 RAID 0의 그것과 비교해 보면 거의 유사한 결과를 확인할 수 있을 것이다. 그 이유가 바로 컨트롤러가 두 개의 디스크를 사용한 로드 밸런싱을 사용하고 있기 때문에, 읽기에서는 RAID 0와 1이 비슷한 성능을 보인다.

하지만 RAID 1은 두 개의 디스크에 동시에 같은 데이터의 쓰기 작업을 수행하므로, 이론적으로도 두 개의 디스크를 사용할 경우 RAID 1에서 쓰기 성능은 단일 디스크의 쓰기 성능과 동일하다. 이는 결과에서도 확인할 수 있는데, 대략 RAID 0에서의 절반을 약간 넘는 수준임을 확인할 수 있으며, 단일 드라이브의 성능과 RAID 효율도 추측 가능하다.

▲ IOMeter 64K 무작위 패턴(RAID1)(단위 : IOPS, 높을수록 좋다)

▲ IOMeter 4K 무작위 패턴(RAID1)(단위 : IOPS, 높을수록 좋다)

테스트에 사용한 SAS 6/iR 컨트롤러의 동작 특성이 가장 잘 드러나는 부분은 랜덤 패턴 테스트다. 일반적인 RAID 1 구성일 경우 RAID 0에서 나오는 성능의 절반 수준이 나와야 정상이지만, 테스트 환경에서는 읽기 성능만은 RAID 0에 준하고, 읽기와 쓰기가 67:33 비율인 랜덤 패턴 테스트에서 RAID 1 구성된 어레이의 성능은 RAID 0 구성의 80% 정도를 보여 준다.

이 결과를 기존 하드디스크들과 비교했을 경우, RAID 1의 쓰기 성능만으로도 수십 대의 하드디스크를 RAID 구성해서 최적화된 환경에서 테스트한 결과 수준의 성능을 보인다. 일반적인 기업용 하드디스크가 4K 랜덤 패턴에서 300~400 IOPS 수준을 보이며, SSD 한 대의 성능은 산술적으로 계산하면 10대 이상의 하드디스크를 RAID 구성해야 얻을 수 있다.

한편, 이 제품이 일반적으로 범용 시스템을 위해 출시된 SSD라면 이 테스트 결과는 아무 의미가 없을 수 있다. 다른 컨트롤러의 RAID 1 동작 패턴이 델의 컨트롤러와 다를 수 있기 때문이다. 하지만 델 서버를 위해 특화된 이 제품이라면 이런 구성에서의 테스트 결과는 실질적으로 사용되는 환경에서 얻을 수 있는 결과라는 의미를 가지게 된다. 특히 RAID 1이 소규모 디스크 구성에서 많이 쓰이는 만큼 이는 실제 환경의 결과에 가깝다고 볼 수 있겠다.

▲ Benchmark Factory : Scalable Hardware(RAID0)(단위 : TPS, 높을수록 좋다)

▲ Benchmark Factory : Scalable Hardware(RAID1)(단위 : TPS, 높을수록 좋다)

벤치마크 팩토리를 이용한 SQL 테스트에서도 좋은 결과를 볼 수 있다. Update, Insert 부분에서 SSD의 성능은 하드디스크 수십 대를 RAID 구성한 것과 거의 동등한 결과를 보이며, 총 결과치에서도 대등한 수준을 보여 준다. 성능을 위해 고성능 하드디스크 수십 대를 RAID 구성하는 데 드는 비용과 노력을 생각한다면, 용량을 배제한다면 오히려 SSD 수 대의 RAID 구성이 더 설득력 있을 정도다.

그리고 테스트 시스템에서의 RAID 0과 1 구성에서 실질적으로 성능이 차이나는 부분은 디스크 ‘쓰기’ 성능이며, 이는 이미 IOMeter 테스트를 통해 확인한 바 있다. 그리고 이 성능 차이는 Scalable Hardware의 Insert Intensive 테스트 결과에서 RAID 0에 비해 1의 결과가 절반 수준인 것으로 확인할 수 있다. 그리고 이에 맞춰 Mixed Workload 의 결과도 어느 정도의 차이를 보인다.

전체적인 벤치마크 결과는 상당히 높다. 이미 아크로팬에서 다룬 바 있는 하이브리드 스토리지나 15,000rpm 디스크 수십 개의 RAID 구성으로 나온 결과에 필적할 만한 수준이다. 이 정도의 성능을 단 두 대의 드라이브로 낼 수 있다는 것은 부피나 규모 대비 처리 효율이 매우 뛰어나다는 것을 잘 보여주는 것이다.

▲ Benchmark Factory : TPC Test(RAID0)(단위 : TPS, 높을수록 좋다)

▲ Benchmark Factory : TPC Test(RAID1)(단위 : TPS, 높을수록 좋다)

TPC 테스트에서도 이런 추세는 잘 나타난다. 물론 수십 대의 15,000rpm 디스크들을 RAID 구성한 데 비해 수치가 떨어지는 것은 확실하다. 하지만 10대 미만의 RAID 구성과 비교한다면, 단 두 대로 이를 따라잡는 성능을 보여 주는 건 확실한 성능적 우위를 유감없이 보여주는 결과라고 볼 수 있을 것이다.

TPC-B 테스트에서는 분명히 대형 RAID 시스템들과 비교해 ‘규모’의 차이가 여실히 들어난다. 하지만 이 테스트에서 SSD 단 두대로 얻은 결과는 하드디스크 6대를 사용한 RAID 5 하이브리드 어레이와도 거의 유사한 수준이다. 일반적으로 시스템 안에 내장된 스토리지가 2U급에서도 최대 8개의 드라이브 정도라는 것을 생각한다면, 하드디스크로 얻기 힘든 수준의 성능을 손쉽게 얻을 수 있다는 결론이다.

TPC-E는 한 수 더 뜬다. 상당한 수준의 디스크 부하가 가해지는 TPC-E 테스트에서 SSD는 ‘발군의 성능’ 을 자랑한다. 결과치로만 보면 수십 대의 디스크를 RAID 구성한 시스템을 단 두 개의 드라이브로 따라잡은 셈이다. 비교적 대용량의 데이터베이스와 다량의 트랜잭션을 처리하는 환경에서 순차와 무작위 전송이 거의 비슷한 결과를 보여주는 SSD의 강점을 잘 볼 수 있는 부분이다.

그리고 TPC 테스트에서는 RAID 구성에 따른 성능 차이가 크게 눈에 띄지 않는다. 자세히 보면 RAID 0 쪽이 조금씩 더 높긴 하지만, 테스트 환경에 따른 편차 등을 생각하면 크게 의미가 있는 차이는 아니다. 그 이유는 이 테스트가 전반적인 시스템의 처리 성능을 테스트하는 식으로 동작하며, TPC 테스트 안에서의 스토리지 성능의 비중이 전체 성능에 미치는 영향도 어느 수준을 넘어가면 제한적이기 때문이다. 하지만 분명 쓰기 성능에 따른 전체 성능의 차이는 보이고 있다.

■  미션 크리티컬 환경을 위한 최고의 선택

▲ 델 엔터프라이즈 SSD는 PC 유저가 보기에도 탐나는 사양을 갖췄다.

델 엔터프라이즈 SSD의 성능은 대단히 인상적이다. 특히 순차 입출력과 무작위 입출력의 성능 차가 거의 없다는 점은 무작위 입출력 환경에서 기존 디스크의 순차 입출력 수준의 고성능을 원하던 사용자들에 있어 최고의 대안으로 제시할 만 하다. 디스크보다 빠르며, DRAM을 디스크로 매핑해 사용하는 것보다 저렴한 SSD는 또 다른 의미의 좋은 대안이다.

SSD가 언제나 만능은 아니며, 분명한 한계도 가지고 있다. 순차 입출력의 절대적인 수치 자체와 용량 대비 가격 등의 문제는 아직 SSD가 해결하지 못한 숙제다. 이런 측면을 고려하지 않은 막무가내식 SSD 도입은 들인 비용에 대비해 봤을 때 기대에 못 미치는 결과를 낼 수 있으므로, 이런 부분에 대해서는 세일즈와 면밀히 상담해 보는 것이 좋다. 델이 제안하는 Tier 0도 이런 SSD의 성격을 잘 반영한다.

하지만 사용자가 SSD의 성격을 잘 알고, 최적의 위치에 도입을 시도한다면 SSD 솔루션은 매우 높은 비용 대비 효율성을 확실하게 보여 줄 것이다. 일반적으로 작은 파일들의 무작위 입출력이 빈번하게 일어나는 웹 서버나 데이터베이스, 메일 서버나 ERP, 로그 서버 등에서 SSD는 전반적인 시스템 처리량을 가장 적은 비용으로 가장 확실하게 성능을 올릴 수 있는 검증된 방법론이다.

또한, 이 제품의 특징인 엔터프라이즈 환경에서의 신뢰도와 호환성, 가용성의 보증은 기업이 이 솔루션을 도입하면서 걱정하는 각종 트러블에 대한 염려를 줄여 준다. 이미 검증된 성능과 함께 위험 부담을 최소화하는 델 엔터프라이즈 SSD는, SSD의 성능이 필요하면서도 SSD의 신뢰성에 대한 의구심을 가진 기업 고객의 걱정을 불식시킬 수 있을 충분한 능력을 가지고 있다.