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x86 계열 프로세서가 본격적으로 서버 시장이 들어간 지도 이제 십 여 년이 지났다. 인텔의 펜티엄 프로 이후 x86 프로세서는 단지 책상 위의 도구에서 시작해 이제 서버 시장의 당당한 주 축 중 하나로 자리잡는 세력에 이르렀다. 현재 서버 시장에서 '유닛 수' 로 따진다면 대부분의 서버는 x86 계열의 시스템이라는 것이 이를 잘 말해 준다.
성능과 효율성이 강조되는 서버 시장에서 x86 계열이 살아 남을 수 있었던 건 뛰어난 '가격 대비 성능' 이라는 측면이 강했다. 하지만 x86 계열의 성능과 '스케일' 이 대폭 보강되면서 기존 RISC 기반 유닉스 서버를 위협할 정도의 규모를 가진 시스템들이 등장하기 시작했다. 그리고 RISC 기반 엔트리와 메인스트림 급 서버를 위협하는 제품군이 4소켓 x86 서버 제품군이다.
델의 파워엣지(PowerEdge) R815 서버는 x86 계열에서는 플래그쉽 급에 들어갈 4소켓 플랫폼을 사용한, 규모 면에서 엔트리급 유닉스 서버를 잡을 정도의 시스템이다. 최근 AMD가 발표한 옵테론(Opteron) 6100 시리즈를 사용해 최대 48코어 시스템의 구성이 가능하며, 이를 2U 폼팩터에 넣어 높은 성능 집적도와 경제성을 함께 구현한 것이 특징이다.
■ '규모'의 한계를 넘기 위한 움직임
현재 x86 계열의 서버용 프로세서 시장은 인텔의 제온(Xeon) 브랜드와 AMD의 옵테론(Opteron) 브랜드로 나뉜다. 이 두 프로세서 제품군은 지금까지 x86 계열 서버 시장에서 서로 비슷한 구성과 성능을 가지는 제품들을 경쟁적으로 출시해 오고 있으며, 가장 최근에 발표된 제온 시리즈와 옵테론 시리즈의 특징에서도 이를 잘 확인할 수 있다.
x86 기반 서버는 지금까지, 그리고 지금도 주로 엔트리급 레벨로 분류된다. 그리고 x86이 서버 시장에서 중형급 이상 시장에 올라가기 힘들었던 이유는 '신뢰성'에 대한 인식과 함께, '규모' 의 문제가 있었다. 예전에는 프로세서의 성능에서 x86 계열이 다소 밀리기도 했고, 여기에 시스템의 프로세서 수나 메모리 용량 등의 규모 면에서의 열세는 이 성능 차이를 더 크게 만들었다.
하지만 이런 상황이 이제 변하고 있다. x86 서버는 가격 경쟁력이라는 장점을 그대로 가져 가면서, 프로세서의 성능과 시스템의 규모를 빠른 속도로 키워 가고 있다. 최근 출시되는 x86 계열 서버 프로세서들은 이제 엔트리급이나 중형 RISC 서버 제품군과 비교해도 시스템의 규모와 성능 면에서 손색이 없을 수준까지 왔다.
x86 계열 서버는 크게 두 가지 방법을 사용해 빠른 속도로 성능을 키웠다. 첫 번째는 '멀티 코어' 다. 프로세서 소켓 규모라는 물리적인 제약 안에서 하나의 물리적 프로세서 안에 여러 개의 코어를 탑재해 흡사 멀티 프로세서 시스템과 같은 효과를 내기 시작한 것이다. 이는 프로세서 코어의 연산 성능 향상과 시너지 효과를 내면서 큰 성능 향상을 가져 왔다.
또한 두 번째 방법으로는 전통적인 '물리적 규모'를 키운 것이 있다. 기존에 4소켓 정도가 한계였던 x86 기반 서버 플랫폼은 NUMA 계열 디자인을 사용하게 되면서 규모의 확장이 가능하게 되었다. 현재 인텔은 제온 7500 계열에서, AMD는 옵테론 8000 계열에서 최대 8소켓의 레퍼런스 시스템 디자인을 제시하고 있으며, 이 정도면 RISC 계열의 중형 이상의 시스템과 비교 가능할 정도의 규모다.
이 두 가지 방법으로 성능을 키운 덕분에 x86 기반 서버는 특유의 가격 경쟁력과 함께 이제 서버 시장에서 하나의 축으로 굳건한 자리를 잡았다. 그리고 지금까지 접근하지 못했던, 고성능이 필요한 미션 크리티컬 영역 등에도 이제 본격적인 도전을 시작하고 있다. 코어 자체의 연산 성능 뿐 아니라, 시스템 전체의 코어 수에서도 이제 밀리지 않으며, 시스템의 능력은 이제 검증 단계에 있고, 강력한 가격 경쟁력과 소프트웨어 지원을 등에 업고 있는 현재의 상황은 분명 기회다.
▲ 멀티 코어의 진수를 보여주는 옵테론 6100 시리즈
이런 점을 생각했을 때, 파워엣지 R815가 사용하고 있는 AMD 옵테론 6100 시리즈 기반 플랫폼은 상당히 흥미롭다. 코드네임 'Magny Cours' 로 알려진 옵테론 6100 시리즈는 G34 소켓 구조를 사용해 최대 4소켓 구성을 지원하며, 단일 프로세서에 8코어 혹은 12 코어가 들어가 있다. 이는 기존 프로세서 두 개를 그대로 접목시켜 구현했으며, 덕분에 L3 캐시도 두 개로 나뉘어 있다. 이는 인텔이 사용한 이전 세대의 쿼드 코어 프로세서 구현 방법과 유사하다.
시스템 성능을 끌어올리는 데 있어 적은 수의 빠른 코어와, 다소 느린 코어를 다수 구성하는 것의 차이는 그 시스템이 처리해야 할 워크로드에 따라 효과가 달라진다. 만약 싱글 스레드의 단일 작업만이라면 물론 코어당 성능이 높을 수록 좋지만, 병렬 처리가 전제되는 각종 DB 트랜젝션의 처리 등에서는 결국 빠른 코어를 소수 구성하는 것과, 느린 코어를 다수 구성하는 것에 차이가 없을 수도 있다. 중요한 것은 최종적으로 처리되는 양이기 때문이다.
이 부분에서 AMD는, 경쟁사 대비 다소 느린 코어당 성능이라도 다수의 코어를 탑재해 최종적인 성능에서 균형을 맞추었다. 이 경우 시스템의 성격은 멀티 스레드 환경에 치우치는, 다소 극단적인 모습을 띄기 마련이지만, 멀티 스레드만을 사용하는 환경이라면 코어의 수는 처리량과 직결되므로 좋은 결과를 기대할 수 있다.
또한 12코어 프로세서가 나옴으로 해서 얻을 수 있는 장점이라면, 이제 4소켓 시스템으로 기존의 8소켓 시스템이 가지는 성능을 얻을 수 있다는 것이다. 기존 8소켓 지원 플랫폼인 옵테론 8400 시리즈는 현재 6코어 모델이 나오고 있는데, 코어 수만 비교하면 6100 시리즈의 4소켓 구성과 8400 계열의 8소켓 구성으로 얻을 수 있는 최대 코어 수는 같은 48개다. 여기에 소켓 4개에 해당하는 시스템의 상면 면적을 생각하면 시스템의 소형화로 인한 효율 차이는 커진다.
▲ AMD Opteron 6100 제품군 사양 정리 도표
옵테론 6100 시리즈는 코어 수와 전력 사용량으로 나눌 수 있다. 먼저 코어 수로는 6150 정도를 기준으로 해서 이 이상의 모델이 12코어, 이하가 8코어 모델이 된다. 현재 12코어 라인업에서 가장 낮은 사양을 가지는 모델은 6164 HE가 된다. 8코어 모델은 가장 높은 사양을 가지는 모델이 6136 이며, 가장 낮은 모델은 6124 HE가 있다.
또한 이 프로세서들을 전력 소비량으로 나누면 성능에 최적화된 고전력 모델인 SE, 고효율 저전력 프로세서인 HE, 그리고 아무 접미어도 붙지 않는 일반 모델이 있다. AMD의 전력 표기는 인텔의 TDP와 다른 ACP를 사용하며, 이는 프로세서가 일반적인 작동 중 사용하는 실제 소비 전력을 반영한다. 이를 TDP의 기준으로 보면 80W의 ACP는 TDP 115W 가량으로 알려져 있다.
모든 모델은 공통적으로 12MB의 L3 캐시를 탑재하지만 실제로 사용 가능한 캐시는 10MB로, 남은 2MB는 HT를 위한 캐시로 사용된다. HT 규격은 3.0으로, 최대 6.4GT/s의 성능을 가지고 있으며 DDR3-1333 규격을 정식 지원한다. 가상화 기술로는 AMD-V를 지원하며, 메인보드 칩셋과 조합되어 시스템 입출력 레벨까지 하드웨어 가상화가 지원된다.
■ 최고의 프로세싱 성능 밀도를 위한 구성
▲ 델 고유의 '패밀리 룩' 보이는 그대로, 특징도 뚜렷하다.
델 파워엣지 R815는 델의 11세대 파워엣지 기반 2U 섀시에 4소켓 플랫폼을 접목한 고밀도 시스템이다. 11세대 섀시를 사용하여 강력한 각종 관리 기능들이나, 무중단 환경을 위한 기능들이 빠짐없이 접목되어 있으며, 공간이 여의치 않은 상황에서도 큰 고민 없이 도입 가능하다. 또한 이런 밀도는 밀도가 중요시되는 클러스터링 시스템 등에 대단히 유용하다.
섀시는 전형적인 11세대 파워엣지의 특징을 가지고 있지만, 4소켓 폼팩터가 차지하는 공간이 만만치 않은 만큼 외관에서부터 약간의 차이가 보인다. 기존 2소켓의 2U 시스템들이 일반적으로 전면 전체를 핫 스왑 드라이브 베이로 채운 데 반해, R815는 1U 시스템 수준의 외부 확장성을 보여 주고 있다. 외관에서부터 프로세싱 능력에 집중한 듯한 모습이다.
또한 전면에서 볼 수 있는 11세대 파워엣지 서버의 특징으로는 상태 표시용 LCD와, 하드 디스크 베이가 있다. 이 상태 표시용 LCD는 때에 따라서 시스템의 이름, 네트워크 IP, MAC, 각종 에러 메시지는 물론 전력 소비량까지도 확인할 수 있다. 하드 디스크 베이는 2.5형 6 개를 사용할 수 있으며, 11세대 파워엣지 시스템들과 공유된다.
후면에는 만만치 않은 확장성을 확인할 수 있다. 2U 랙 폼팩터라는, 넉넉치 않은 공간에도 확장 슬롯은 최대 6개를 사용할 수 있으며, 이를 사용해 이 시스템에서 부족한 스토리지 등을 외부 어레이 등으로 해결 가능하다. 또한 델 특유의 관리 시스템인 iDRAC6 모듈 또한 시스템 후면 좌측에서 확인할 수 있다.
▲ 작은 크기지만 1100W 출력의 고효율 파워 서플라이다.
파워 서플라이는 80PLUS 인증을 받은 최대 1100W 제품이 탑재되어 있다. 2소켓 시스템들이 보통 500~750W 정도의 파워 서플라이를 탑재하는 데 비하면 두 배 가량의 차이가 있는 셈이다. 가동 중에도 교체 가능한 리던던시 파워 서플라이라는 특성상, 시스템에 풀 로드가 걸려 있는 상황에도 한 개의 파워 서플라이로 시스템 구동에 이상이 없어야 하며, 이를 위해서는 1000W 이상의 파워 서플라이가 필요하다.
재미있는 점은, 이 파워 서플라이의 '크기'다. 1000W 급의 파워 서플라이임에도 시스템의 공간이 넉넉치 않은 덕분에 크기가 작다. 또한 80PLUS 인증을 받은 고효율 모델이며, 이는 에너지 효율성 문제도 있지만 발열 문제도 있어 보인다. 두 개가 바로 붙어 있는 만큼, 발열이 심하면 서로에 악영향을 끼칠 수 있기 때문이다. 하지만 효율이 높을 수록 외부 발열은 적어지고, 이로 인한 문제도 적어진다.
▲ 2U 섀시에서의 공간 활용에 대한 '모범 답안'
▲ 프로세서와 메모리 슬롯만으로도 만만치 않은 공간이 필요하다.
내부는 말 그대로 '빈 틈 없는' 구성이다. 시스템 보드의 절반이 네 개의 프로세서와 32개의 메모리 소켓으로 빽빽하게 채워져 있기 때문이다. 2U라는 엄격히 제한된 폼팩터에서 네 개의 프로세서와 32개의 메모리 소켓과 함께 쿨링을 위한 여섯 개의 핫 스왑 가능한 팬과 확장 슬롯까지 갖추기 위한 고민의 결과가 현재의 레이아웃이다.
프로세서 부는 프로세서당 8개의 메모리 소켓이 할당되어 네 개의 프로세서에 32개의 소켓으로 구성되어 있다. 최소 메모리 구성은 8GB로, 1GB 모듈을 프로세서당 두 개씩 구성하는 것이다. 최대 구성은 8GB 모듈을 32개 사용한 256GB다. 프로세서에 메모리 컨트롤러는 쿼드 채널을 지원하며, 메모리 소켓의 색깔에 따라 구분 가능하며, 스페어 구성까지 지원 가능해 안정성을 위한 배려는 완벽에 가깝다.
재미있는 점은, 전면부 프로세서 두 개가 드라이브 베이에 반쯤 가려져 있다는 것이다. 앞서 언급했던, 전면부 하단이 비어 있는 이유는 이 프로세서와 메모리가 들어갈 공간을 확보하기 위해서였던 셈이다. 그리고 이 부분의 메모리 확장이나 교체를 위해서 R815의 전면 베이 부는 전체가 슬라이드 형태로 이동 가능하다.
냉각 부분은 패시브 형태를 사용한다. 시스템 섀시를 가로지르는 여섯 개의 핫 스왑 지원 팬을 통해 시스템 전체를 냉각하며, 전면 하단부가 완전히 비어있는 것과 함께 내부에서 덕트를 사용한 공기 흐름의 조절을 통해 무리 없는 쿨링 성능을 자랑한다. 또한 이 시스템에 사용되는 옵테론 6100 프로세서가 비교적 저클럭, 저발열 특성을 가지고 있다는 것도 한 몫 한다.
▲ PERC H700은 내부의 별도 슬롯을 사용한다.
▲ 가용성을 위한 배터리 팩을 찾아볼 수 있다.
팬 뒤로는 프로세서 부를 제외한 나머지 부분이 모여 있다. 네트워크 지원은 브로드컴 BCM5709 기가비트 이더넷 컨트롤러를 사용해 4개의 기가비트 이더넷 포트를 지원하며, 스토리지 컨트롤러로는 델 PERC H700을 사용하고 있다. 이 컨트롤러는 LSI의 칩셋을 기반으로 하여 무난한 호환성과 성능을 보이며, 이미 시장에서 충분히 검증된 제품이기도 하다.
PERC H700은 별도의 내장 슬롯에 장착되어 외장 슬롯을 점유하지 않는다. 이는 기존 11세대 파워엣지 서버들도 가지고 있던 특징들 중 하나다. 컨트롤러를 위한 별도의 캐시가 내장되어 있으며, 하이엔드 레벨에 들어가는 R815의 포지션에 맞게 별도의 배터리 백업 팩도 장착되어 있다. 이는 데이터센터의 전원이 나가는 상황에서도 디스크 정지를 막아 디스크의 손상과 데이터의 손실을 막아 주는 역할을 한다.
확장 슬롯은 최대 여섯 개를 사용할 수 있는데, 메인보드 직결이 두 개, 라이저카드를 사용한 것이 네 개다. 라이저카드를 사용한 슬롯의 경우 일반 사이즈의 카드를 사용할 수 있지만 메인보드에 직결되는 슬롯의 경우에는 높이 문제로 LP형 카드를 사용해야 한다. 그리고 모든 슬롯에서 냉각 문제로 확장 카드들의 TDP가 제한된다.
■ 관리성을 위한 다양한 배려들
▲ 전면 LCD는 없는 것과 있는 것의 차이가 생각보다 크다.
11세대 파워엣지 제품들의 가장 큰 특징은 '관리성' 을 극대화한 설계다. 관리의 복잡성을 줄이기 위해 같은 세대의 시스템에는 최대한 같은 디자인과 같은 부품들을 공유하고 있으며, 이 외에도 툴리스 디자인이나 시각적인 배려를 고려하고 있다. 여기에 내부적인 관리 솔루션도 강력해서, 관리자의 관리 밀도를 최대한 끌어올리고 있다.
이런 관리성을 전면에서 바로 확인할 수 있는 것이 상태 표시를 위한 LCD다. 10세대 제품에 비해 더 해상도가 올라간 덕에 더 많은 정보를 확인할 수 있으며, 전원이 들어와 있다면 시스템의 관리 IP, 네트워크 MAC, 시스템 서비스를 위한 서비스 코드, 구성된 시스템을 구별 가능한 이름과 함께 시스템의 전력 소비까지도 하나의 창으로 확인할 수 있다.
또한 이상이 생겼을 때 단지 LED로만 표시하는 것이 아니라 어느 부분에 문제가 있는지 문자를 통해 자세히 보여줌으로써 시스템 트러블을 분석하는 시간을 최소화하고 신속하게 복구 가능하도록 한다. 이는 예전 10세대 파워엣지 시스템들이 단지 에러 코드만 던지던 데에 비해서는 아주 친절해 진 것이며, 시스템 구동 중의 상황에서는 별도의 터미널 연결의 필요성을 최소화한다.
▲ 통합 서버 구성기는 관리자의 수고를 크게 줄여 준다.
델 서버 제품군 특유의 시스템 관리 솔루션인 통합 서버 구성기도 그대로 채택되어 있다. 통합 서버 구성기는 UEFI를 사용해 구현되며, 일반적인 바이오스 세팅 등도 여기에 연계해 해결할 수 있으며, 시스템 운영 체제 설치도 간소화 가능하다. 예를 들면 윈도우 서버 제품군을 설치하면서 RAID 컨트롤러를 위한 플로피를 준비할 필요가 없고, 부팅 이후 별도의 드라이버 설정을 할 필요도 없이 완전하게 설정이 끝난다.
통합 서버 구성기는 크게 세 가지 클래스로 나뉘며, R815에서는 엔터프라이즈 레벨까지 업그레이드 가능하다. 익스프레스 레벨 이상부터는 라이프사이클 컨트롤러를 통해 내장된 드라이버나 바이오스의 원격, 자동 업데이트도 지원되며, 바이오스 설정이 통합된다. 또한 개별 시스템 관리를 위한 웹 콘솔 기능이 지원되며, 엔터프라이즈 레벨에서는 KVM을 통한 원격 설정과, 이를 위한 네트워크 포트가 따로 제공된다.
한편, 통합 서버 구성기는 iDRAC(Integrated Dell Remote Access Controller)6 와도 연계되어, 별도의 플래시 미디어를 사용해 시스템과 독립적으로 데이터를 저장한다. 익스프레스 버전과 엔터프라이즈 버전의 차이는 이 미디어와 KVM을 위한 랜 포트에서 온다고 해도 과언이 아니다. 특히 클러스터링을 위한 다수의 서버 구성일 경우, 이런 기능의 유무가 관리자의 효율을 결정한다.
▲ 내장된 듀얼 소켓 SD 카드 리더 모듈
또한 재미있는 것이 내장된 듀얼 소켓의 SD 카드 리더다. 일반적으로 SD 카드 리더와 카드가 내장된 경우, 이는 '관리 목적' 으로 사용하는 경우가 많다. 관리 목적의 데이터를 담아 둘 경우, 시스템 트러블이 생겼을 때 관리자가 준비해야 할 것이 상당히 줄어들고, 이 또한 관리성의 차이로 나타나기 마련이다.
그리고 R815에 내장된 카드 리더는 '듀얼 소켓' 구성이다. 이는 확률이 크지는 않지만, 혹시 내장된 SD 카드의 데이터가 손실될 경우를 대비한 리던던시 구성이다. 두 개의 카드에 같은 데이터를 사용해 하나의 카드에 문제가 생기더라도 시스템의 구동에 영향을 주지 않으면서 조치가 가능하도록 제공하고 있다. 이런 점도 작지만 큰 배려라고 볼 수 있다.
▲ 인프라 관리를 위한 매니지먼트 콘솔이 제공된다.
시스템들을 인프라 레벨로 묶을 수 있는 솔루션이 델의 '오픈매니지(OpenManage)' 와 '매니지먼트 콘솔(Management Console)' 이다. 이를 통해 큰 규모의 데이터센터 인프라를 최소화된 엔드포인트와 콘솔 수를 유지하면서 관리가 가능해진다. 또한 이 솔루션들은 개방형 구조를 가지고 있어 타 제조사의 콘솔도 통합 가능하다.
델의 매니지먼트 콘솔은 윈도우 서버 기반으로 구성되어 웹 기반으로 제공되며, 델의 서버 제품군 뿐 아니라 스토리지, 네트워크 등 기업 인프라 전반에 대한 정보와 시스템 설정, 드라이버 업데이트, 전원 관리 기능을 제공한다. 이런 기능을 통해 관리자는 대규모 인프라를 단일 인터페이스와 단일 콘솔로 관리 가능하며, 문제에 대한 원인까지 원격에서 확인 가능하다.
한편, 이 매니지먼트 콘솔은 이기종 장비를 수용할 수 있다는 장점이 있다. 외부 모듈을 추가할 수 있는 개방형 구조를 가지고 있어서, 복잡한 이기종 구성을 가진 기업에서도 수많은 관리 콘솔을 통합할 수 있게 해 준다. 일반적으로 기업 인프라가 하나의 브랜드에 종속되는 경우가 거의 없는 만큼, 통합형 관리 콘솔의 존재는 관리자의 입장에서는 더 각별하다.
■ 대규모 멀티 스레드 연산 환경에 최적화된 시스템
델 파워엣지 R815의 가장 돋보이는 특징은 옵테론 6100 시리즈의 4소켓 구성 시스템이라는 것이다. 테스트 시스템의 경우 프로세서당 12코어로, 총 48코어 48스레드의 대용량 시스템을 2U 폼팩터에서 얻을 수 있다. 이는 기존에 8소켓 이상에서나 얻을 수 있던 코어 수이며, 코어 수가 성능에 직결되는 고도의 멀티스레드 환경에서는 훌륭한 결과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.
사용된 시스템은 R815의 테스트 단계 시스템이다. AMD 옵테론 6174 프로세서를 4개 사용했으며, 메모리는 32개의 소켓을 모두 사용해 64GB, 1333MHz 쿼드 채널로 구성했다. 스토리지는 델의 엔터프라이즈 SSD 50GB 모델을 RAID 1으로 구성해 OS와 가상 메모리 부분에 할당하고 소용량의 테스트를 진행했으며, RAID 5로 구성된 10,000rpm SAS 하드디스크 부분은 필요에 따라 병용했다.
운영 체제는 마이크로소프트 윈도우 서버 2008 R2 환경과 레드햇 엔터프라이즈 리눅스 5.4 환경을 선택했으며, 두 운영체제 테스트 진행 당시 모두 최신 패키지로 패치를 완료한 상태다. 주로 연산 성능을 위주로 테스트했으며, 이에 직결되는 몇 가지 테스트를 덧붙였다. 비교 대상으로는 비슷한 형태의 테스트가 진행된 파워엣지 R710, R410의 리뷰를 참고할 수 있을 것이다.
* 참고 기사 *
[리뷰] 델 파워엣지 R710 랙 최적화 서버
http://www.acrofan.com/ko-kr/commerce/content/20091118/0001040001
[리뷰] 델 파워엣지 R410 랙 최적화 서버
http://www.acrofan.com/ko-kr/commerce/content/20091224/0001040001
▲ Sandra 2010 프로세서 테스트, 수치는 높을수록 좋다.
▲ Sandra 2010 메모리 테스트, 수치는 높을수록 좋다.
윈도우 서버 기반에서 가장 간단하게 해 볼 수 있는 Sisoft Sandra 2010 테스트는 비교적 프로세서의 이론적인 성능을 잘 반영하는 결과를 얻을 수 있다. 또한 일반 PC에서도 같은 테스트가 가능한 만큼, 기존의 PC나 워크스테이션, 2소켓 서버와 어느 정도 성능 차이가 있는지 확인해 보는 것도 재미있을 것이다.
R815가 가진 프로세서 당 12코어, 총 48코어의 위력은 결과에서 잘 확인할 수 있다. 연산 능력만이라면 기존 6코어 옵테론 8400 시리즈의 8소켓 구성과 같은 성능을 보여주고 있는 것이다. 이는 양쪽 모두 48코어를 가지고 있기 때문이며, 같은 성능이라면 소켓이 적은 쪽이 소형화도 쉽고 더 효율적인 건 두말 할 나위가 없다.
그리고 여기서 하나 짚고 넘어가야 될 것은, 기존 옵테론 8400의 8소켓 시스템과의 비교에서 성능이 동급이었다는 건, 같은 코어 수를 가진다는 것을 생각해 볼 때 이 시스템에 사용된 옵테론 6100 계열 프로세서는 기존 프로세서 코어를 그대로 집적했다는 결과가 나온다. 물론 프로세서의 전체 성능에서는 두 배 앞서겠지만, 싱글 스레드 환경이라면 기존 프로세서들과 차이가 없다는 것을 짐작할 수 있다.
메모리 성능은 분산된 쿼드 채널 메모리의 성능을 잘 반영한다. 최대 대역폭이 80GB/s를 훌쩍 넘기고 있으며, DDR3 1333 규격의 모듈 당 최대 대역폭이 10.6GB/s 정도라는 것을 생각할 때 두 개 이상의 프로세서의 메모리 컨트롤러를 동시 사용 가능하다는 것을 짐작할 수 있는 부분이다. 이는 메모리 컨트롤러가 분산되어 있는 NUMA 시스템 디자인의 특징이기도 하다.
▲ Byte Unix Benchmark 3.6, 단위는 LPS, 수치는 높을수록 좋다.
▲ SciMark 2.0, 단위는 LPS, 수치는 높을수록 좋다.
▲ MD-Gromacs, 단위는 Gflops, 수치는 높을수록 좋다.
리눅스 환경에서의 테스트인 Byte Unix Benchmark 와 SciMark 2.0은 모두 싱글 스레드 환경에서의 성능을 반영한다. 이 테스트에서 R815가 보여주는 성능은 옵테론 6100 시리즈가 보여 주는 가능성과 한계를 함께 보여주고 있다. 시스템의 성능을 높이는 데 있어 언제나 멀티 코어가 답이 될 수는 없으며, 범용적인 환경이라면 균형이라는 부분을 간과할 수 없다.
Byte Unix Benchmark나 SciMark 2.0에서 보여주는 옵테론 6174의 코어 당 성능은 R710에서 사용된 인텔 제온 L5520에 비해 2/3 정도의 결과를 보여 주고 있다. 클럭이 둘 다 같은 수준이라는 것을 생각할 때, 싱글 스레드에서는 최소한 같은 성능을 내기 위해서는 옵테론 쪽의 클럭이 이를 상쇄할 만큼 높아야 하지만 이는 현실적으로 힘든 면이 있다.
하지만 옵테론의 멀티 코어에서의 여력을 생각하면 다른 관점에서도 생각할 수 있다. 비슷한 클럭에서 코어당 성능이 2/3 정도라면, 이를 상쇄하기 위해 50% 더 많은 코어를 탑재하면 코어당 성능을 상쇄할 수 있는 것이다. 물론 이는 멀티 스레드 환경에 국한되며, 최대 효율을 낼 수 있을 경우에 국한되지만, 조건을 맞출 수 있다면 좋은 해결 방법이다.
이런 관점을 반영하는 것이 MD-Gromacs 테스트 결과다. 특히 DPPC 결과에서 싱글 노드와 병렬 노드의 결과 차이는 코어 수를 잘 반영해, 40배수가 넘는 차이를 보여주고 있으며, 제온 5500 기반 시스템의 세 배가 넘는 결과를 보여 주고 있다. 이 경우가 앞에서 언급한 멀티 스레드 환경에서의 코어 성능을 상쇄할 수 있는 방법이다.
하지만 언제나 이런 효율이 나오는 건 아니고, 코어 수가 많고 노드가 복잡해질 수록 변수도 많아진다. DPPC 이외의 테스트에서는 이 정도의 효율이 나오지 않고 있으며, 때에 따라서는 2소켓 8코어 16스레드의 제온 5500과 비교해도 별 차이 없는 결과를 보여 주기도 한다. 테스트 시스템의 최적화 여부가 있긴 하지만, 이 시스템을 최대한 효율적으로 사용하기 위해서는 이런 특성을 고려할 필요가 있다.
▲ 시간 측정 위주의 벤치마크, 단위는 '초', 수치는 낮을 수록 좋다.
▲ 시간 측정 위주의 벤치마크, 단위는 '초', 수치는 낮을 수록 좋다.
▲ 데이터베이스 벤치마크, 단위는 TPS, 수치는 높을 수록 좋다.
실제 어플리케이션 테스트의 결과에서도 이 시스템의 특성은 명확하게 드러난다. 멀티 스레드 환경에서는 높은 성능이 나오지만, 싱글 스레드 위주의 환경이라면 코어당 성능 대로의 성능이 나오기 때문이다. 이 정도 규모의 시스템에서 싱글 스레드 위주의 어플리케이션을 운영할 상황은 거의 없긴 하겠지만, 멀티스레드 지원의 수준에 따라 성능 편차가 있다는 것은 고려해야 할 점이다.
하지만 이 때문에 다중 코어 시스템을 평가절하할 필요는 없다. 이 시스템에 가상화를 적용할 경우, 복수의 싱글 스레드 어플리케이션들을 가상 머신을 통해 구동함으로써 시스템의 활용도를 극대화할 수 있기 때문이다. 이 경우 이론적으로는 48개의 싱글 스레드 어플리케이션을 성능 저하 없이 구동 가능하며, 높은 전체 성능과 효율을 기대할 수 있게 된다.
최근 가상화를 통해 구형의 싱글 코어나 듀얼 코어 시스템들을 통합하는 추세가 진행되고 있으며, 이 추세를 생각하면 기존의 성능을 그대로 유지하면서 많은 수의 서버를 통합하는 경우 아무래도 코어가 많은 쪽이 좀 더 유리하기 마련이다. 특히 가상화의 경우 단일 어플리케이션이 멀티스레드를 만족하게 사용하지 못하는 경우에도 시스템 전체 레벨에서 자원을 최대한 사용할 수 있도록 유연한 구성이 가능하다.
데이터베이스의 성능을 테스트하는 pgbench나 Postmark의 경우에는 시스템에서 가장 느린 부분인 스토리지의 영향을 가장 많이 받는다. 덕분에 SSD를 사용한 테스트 시스템에서는 하드 디스크를 사용했던 기존의 테스트 시스템들에 비해 월등한 테스트 결과를 얻을 수 있었다. 이는 데이터베이스 처리 부분에서 SSD의 위력을 잘 보여주는 한 예가 될 수 있다.
▲ 전력 소비량, 단위는 W, 낮을 수록 좋다.
델이 11세대 파워엣지 서버 제품군에서 강조하는 점 중 하나가 '에너지 효율성' 이다. 델 파워엣지 시리즈는 11세대에 접어들면서 기존 세대 대비 에너지 효율성을 크게 높인 바 있으며, 이는 섀시 구조의 최적화와 고효율 파워 서플라이 사용, 그리고 각 부품들의 에너지 효율성이 높아진 것에도 기인하고 있다.
덕분에 R815는 4소켓 시스템임에도 구형 2소켓 시스템과 비교해도 큰 차이가 나지 않을 수준의 전력 소비량을 보여 주며, 구형 4소켓 시스템과 비교하면 전력 효율은 큰 차이를 보인다. 옵테론 6174 프로세서의 TDP는 115W, 실제 평균 전력 사용량은 프로세서 당 80W 수준으로 알려져 있으며, 이는 기존 6코어 프로세서들과 비교해도 큰 차이가 없는 수준이다.
테스트에 사용된 R815의 경우, MD-Gromacs 테스트 구동 시 약 550W 정도의 전력 사용량을 보였다. 일반적인 환경이라면 이 정도를 풀 로드 환경이라고 봐도 크게 무리가 없을 수준이다. 이 테스트에서 풀 로드는 StressCPU 테스트 툴을 사용해 인위적으로 만들었으며, 이론적인 최대 전력 사용량에 가장 가까우며, 프로세서의 전력 사용량은 경우에 따라 TDP를 넘어가는 경우가 있다.
■ 병렬 처리 연산과 가상화에 최적화된 시스템
▲ 파워엣지 R815는 2U 규격에 4소켓 플랫폼을 탑재해 높은 성능 밀도를 달성했다.
파워엣지 R815는 2U 섀시에 4소켓 플랫폼을 탑재하여 높은 성능 밀도를 가지는 독특한 시스템이다. 시스템 자체가 범용이라기보다는 멀티 스레드 환경의 연산에 특화된 면이 있으며, 이런 점은 내장 가능한 스토리지의 규모 등에서 찾아볼 수 있다. 그리고 워낙 성격이 뚜렷한 시스템인 만큼, 그 성능을 제대로 이끌어내기 위한 작업 환경에 대한 고려가 필요하다.
이 시스템이 가장 강점을 가질 수 있는 부분은 대규모 병렬 연산이다. 12코어 프로세서의 4소켓 구성으로 만든 48코어 시스템의 총 연산 성능은 분명 뛰어나며, 이를 2U 규격에 넣은 만큼 연산 성능 밀도는 최상급에 가깝다. 그리고 이를 고속 네트워크를 통해 클러스터링 형태로 구성할 경우 부피 대비 연산 성능으로는 최고급의 시스템을 꾸밀 수 있다.
또한 고도로 병렬화된 대형 데이터베이스나, 가상화에도 이 시스템이 가진 다량의 코어는 최고의 효율을 발휘할 수 있다. 많은 코어는 데이터베이스에서 처리 가능한 트랜잭션의 수를 결정하며, 가상화에서도 운용 가능한 가상 시스템의 수에 큰 영향을 미친다. 특히 2U 폼팩터라는 특징은 이 시스템을 가상화를 통한 시스템 통합에 사용할 경우 비용 효율을 극대화시키는 요소로 작용한다.
한편, 델 파워엣지 R815는 5월 중에 정식으로 델의 서버 포트폴리오에 포함될 예정이다. 이 시스템이 가지는 높은 성능 밀도와 효율은 가상화를 통한 시스템 통합을 진행하는 고객에 대단히 매력적인 요소이며, 이를 추진하고자 하는 고객들의 이 시스템에 대한 기대도 크다. 특히 이 시스템이 제시하는 가격 대비 성능과 확장성은 이 시스템의 폼팩터와 성능이 주는 효율을 더 끌어올릴 수 있을 것으로 기대된다.
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