[리뷰] IBM System x x3250 M3 랙 최적화 서버

IT 인프라에 있어 중요시되는 개념 중 하나가 ‘효율’ 이다. 이 효율은 성능, 관리성, 신뢰성 등을 모두 포함하는 개념이며, 궁극적으로는 시스템이 사용한 비용적인 측면과 시스템이 만들어 낸 가치 생산성 측면과의 비율로 표현된다. 그리고 기대 수준만큼의 생산성을 창출하면서 이 비율이 높을수록 ‘효율적인 시스템’ 이자 ‘효율적인 인프라’ 라 칭한다.

그리고 이 ‘효율’은 각종 ‘밀도’와도 밀접한 관계가 있다. 이는 현실 세계의 자원이 유한하다는 데서 출발하며, 지금까지 컴퓨터 성능의 발전은 단순한 성능의 향상이 아니라, 성능 밀도의 향상이라는 방향으로 발전해 왔다. 새로운 프로세서들이 출시되면서 구형 서버의 통합 대수를 언급하는 것은 이런 이유가 크다.

IBM System x3250 M3 서버는 현재 System x 라인업에서 엔트리급에 위치한 시스템으로, 비용적인 면에서 부담이 적은 1U, 1소켓 시스템이면서도 이전 세대의 메인스트림 급 이상의 성능을 보여 준다. 제온 3400 기반 플랫폼을 사용해 이전 세대의 싱글 코어, 듀얼 코어 프로세서 서버 대비 높은 성능과 효율을 이끌어 냈다.

■ 효율의 극대화를 위한 선택과 집중

▲ 엔트리레벨 1U 폼팩터 시스템의 특징을 잘 보여준다.

System x3250 M3는 현재 System x 라인업의 엔트리급에 속하는 모델이다. 덕분에 ‘가격 대비 효율’ 의 극대화를 위해 1U 라는 작은 폼팩터에서 필요한 요소를 꼭 필요한 수준으로 남겨 두었으며, 이를 통해 비용 효율을 극대화하고 상위 모델과의 차별화를 만들어 내고 있다. 이는 단순화된 외관에서도 확인할 수 있다.

전반적인 시스템의 외형은 다른 1U 1소켓 엔트리급 시스템과 비교해서 큰 차이는 없으며, 전형적인 1U 폼팩터의 구성을 가지고 있다. 전면에서는 시스템의 상태 파악을 위한 상위제품에서 채택되고 있는 장애예측모니터링체크 인디케이터들(Indicators) 과 전원, 리셋 스위치, 두 개의 USB 포트와 관리를 위한 ODD, 그리고 두 개의 3.5형 핫 스왑(Hot-swap) 드라이브 베이를 확인할 수 있다.

시스템 후면에서는 이 시스템의 ‘기능성’ 을 확인할 수 있다. 두 개의 기가비트 지원 이더넷 포트, 네 개의 USB 포트와 모니터 연결을 위한 D-sub 포트, 관리를 위한 시리얼 포트 등을 찾을 수 있으며, 외부 확장 슬롯은 1U 폼팩터에서도 최대 두 개를 사용할 수 있도록 공간이 마련되어 있다. 파워 서플라이는 상위 모델처럼 핫 스왑 지원이 아닌, 고정식 유닛이 사용된다.

▲ 두 개의 핫 스왑 지원 베이가 기본 제공된다.

System x3250 M3의 구성에서 재미있는 점은 스토리지 구성이다. 엔트리급 1U 시스템임에도 핫 스왑 베이를 기본으로 제공하고 있으며, 최대 두 개의 3.5형 드라이브나 네 개의 2.5형 드라이브를 사용할 수 있다. SAS/SATA 지원 하드웨어 RAID가 기본 구성에서 지원되며, RAID 0, 1을 선택적으로 사용할 수 있다.

이 시스템은 두 개의 3.5형 드라이브 베이와 네 개의 2.5형 드라이브 베이 구성 중 선택이 가능하다. 3.5 형 드라이브 베이의 경우 저렴한 비용으로 고용량 스토리지의 구성이 가능하다는 장점이 있으며, 두 개의 드라이브를 사용한 미러링 구성으로 데이터 신뢰성도 확보할 수 있다. 또한 비용 최적화를 위해 핫 스왑 뿐 아니라 심플 스왑 구성도 가능하며, 이 경우에는 SATA 드라이브만 사용 가능하다.

2.5형 핫 스왑 드라이브 베이를 선택할 경우에는 좀 더 유연한 드라이브 구성이 가능하다. 최대 네 개의 드라이브를 사용하여 RAID 구성이 가능하며, RAID 구성도 0, 1 이외에 옵션으로 5가 제공 가능하다. 이를 통해 스토리지 부분에서는 비용과 성능, 신뢰성을 절충해 가격 대비 최적의 효율을 얻을 수 있게 해 준다.

▲ '1U'라는 좁은 공간을 최대한 활용하는 구성을 보여 준다.

▲ 단일 프로세서 소켓과 6개의 메모리 소켓을 가지고 있다.

IBM System x3250 M3는 인텔의 제온 3400 프로세서 기반 단일 소켓 플랫폼을 가지고 있으며, ‘린필드(Lynnfield)’ 계열 제온 3400 시리즈 이외에도 32nm 공정의 ‘클락데일(Clarkdale)’ 계열 프로세서를 선택할 수 있다. 클락데일 계열에서는 제온 시리즈가 아니라 셀러론, 펜티엄, 코어 계열의 일반 사용자용 프로세서의 사용이 가능하다.

프로세서의 쿨링은 시스템 내부의 팬을 통한 패시브 형태로 이루어진다. 방열판의 형태는 1U라는 폼팩터를 반영하여 낮게 만들어져 있으며, 덕트를 사용해 공기 흐름을 최적화하여 고클럭 쿼드 코어 프로세서의 발열 문제를 패시브 쿨링으로도 어려움 없이 해결하고 있다. 쿨링팬 역시 주요 열원인 프로세서와 메모리의 냉각에 집중되어 있다는 것을 확인할 수 있다.

메모리 소켓은 총 6개를 사용할 수 있으며, DDR3 UDIMM, RDIMM 을 사용한다. 하지만 사용할 수 있는 메모리 소켓과 종류는 사용하는 프로세서의 종류에 의해 제약을 받는데, 이는 네할렘 아키텍처 이후 인텔 프로세서들이 메모리 컨트롤러를 내장함에 따른 것이다. 최대 사용 가능한 메모리 용량은 32GB로, RDIMM 구성으로만 가능하다.

3400 시리즈 제온 프로세서를 사용할 경우에는 UDIMM과 RDIMM 모두 사용 가능하며, UDIMM을 사용할 때는 최대 4개 소켓에 4GB 모듈을 4개 사용해 16GB 메모리 구성이 가능하다. RDIMM은 6개 소켓을 사용할 수 있지만 이 경우에는 최대 4GB의 듀얼 랭크 RDIMM을 지원해 최대 24GB가 되고, 쿼드 랭크 RDIMM은 8GB 모듈을 4개 사용해 최대 32GB 구성이 된다. 그리고 클락데일의 경우 UDIMM만을 지원해 최대 용량은 16GB가 된다.

▲ 메인보드에 보이는 슬롯 중 쓸 수 있는 건 두 개다.

▲ 확장 카드는 라이저 카드를 활용해 쓸 수 있다.

시스템 보드의 구조는 상당히 흥미로운 구조를 가지고 있다. 메인보드 위에는 PCI 익스프레스(Express) x8 슬롯 두 개와 x4 하나, PCI 슬롯 두 개를 찾아볼 수 있는데, 이 중 실제로 사용할 수 있는 것은 PCI 익스프레스 x8 두 개 뿐이며, 이 또한 라이저 카드를 사용하여 시스템에 연결되는 형태를 가지고 있다. 이는 높이에 엄격한 제한이 있는 1U 폼팩터의 특징 때문이기도 하다.

이 시스템에서는 라이저 카드를 사용하여 PCI 익스프레스 x8 슬롯 두 개를 사용할 수 있으며, 시스템 내부에서 RAID 컨트롤러를 연결 가능한 PCI 익스프레스 x4 슬롯 하나가 더 마련되어 있다. 외부 확장 슬롯의 경우 시스템의 크기 덕분에 슬롯 위치에 따라 카드의 크기에 제약이 있으며, 필요에 따라서는 또한 특별 주문을 통해서 PCI-X를 사용할 수 있도록 옵션이 제공된다.

한편, 시스템의 쿨링 팬이나 파워 서플라이 등에서는 핫 스왑 기능이나 리던던트 구성 등을 지원하지 않는다. 팬은 일반적인 모델을 사용하며, 파워 서플라이 또한 이중화 구성 등이 되어 있지 않다. 이는 이 시스템의 엔트리 급이라는 위치 때문이며, 비용적 측면에서 생각할 때는 납득이 되는 수준이다. 파워 서플라이의 경우 350W급을 사용하며, 전원 관리 지원 기능의 고효율 유닛이 옵션으로 사용 가능하다.

■ 비용 효율적으로 구현하는 높은 관리성

서버에 있어 안정성과 함께 관리성은 아무리 강조해도 지나치지 않을 만큼 중요한 요소다. 서버 수가 많아질수록 관리성의 차이는 비용과 생산성의 차이를 만들어 내는 만큼, 비용으로 연결되는 각종 효율에 밀접한 관계가 있기 때문이다. 이 덕분에 관리성의 차이는 각 서버 제조사들간의 ‘가치 창출 방법’ 이자 ‘차별화’ 의 핵심 요소가 되고 있다.

IBM System x3250 M3 또한 System x 시리즈의 성격을 그대로 물려 받아, 엔트리 급 시스템임에도 훌륭한 관리 도구를 갖추고 있다. 원격 관리 및 모니터링, 제어가 가능한 솔루션인 IMM을 비롯해 기존의 레거시 바이오스를 대체하는 UEFI(Unified Extensible Firmware Interface), 서버 관리를 위한 각종 도구들의 모음인 IBM 툴센터(IBM ToolCenter), 플랫폼 관리를 위한 IBM 시스템 디렉터(IBM System Director) 가 준비되어 있다.

▲ 제 역할에 충실한 시스템 진단 모듈

외부에서 시스템 상태를 확인할 수 있는 진단 도구는 네 개의 LED를 사용해 시스템의 상태를 표시한다. 하지만 이 네 가지 LED를 조합해서 사용하는 것이 아니라 각각의 LED가 고정 기능을 가지고 있기 때문에, 이 LED로 표시할 수 있는 정보는 단순히 시스템이 문제를 가지고 있는지의 유무 정도가 가능하다. 이 LED에 표시된 오류는 Director를 통하여 자세한 오류 정보를 볼 수 있다.

UEFI의 탑재는 이런 상황에서 시스템의 이상 유무를 쉽게 파악할 수 있게 해 주는 의미 있는 변화다. 기존의 BIOS를 대체하기 위해 나온 UEFI는 기존의 BIOS가 제공하지 못하던 현대적인 통합 구성 환경과 관리성을 제공할 수 있으며, BIOS와 호환성을 가지고 있다. 또한 IMM을 통한 온, 오프라인 관리 기능을 통해 다운타임을 줄이고 TCO 절감이란 결과를 얻을 수 있게 해 준다.

System x 시리즈에서 UEFI를 사용하여 얻을 수 있던 가장 큰 변화는 ‘오류 처리의 단순화’ 이며, 이는 이벤트 로그의 단순화와 비프 코드의 LPD(Lightpath Diagnostics)로의 대체 덕분이다. 또한 컴퓨터의 원격 제어와 관리에 있어서도 더 수월해졌으며, 기존 BIOS가 가지고 있던 어댑터 카드 수의 제한이 해결되는 등 다양한 개선점을 보여 주고 있다.

또한 예전 BIOS에서는 RAID 카드나 LAN 카드 등의 개별적인 펌웨어에 접근할 필요가 있을 때 부팅 과정 중 진입 타이밍을 기다려야 했지만, UEFI에서는 이런 번거로움을 감수할 필요가 없다. 시스템에 장착된 모든 옵션 카드의 펌웨어에 바로 접근해 설정을 변경할 수 있으며, 이는 각각의 펌웨어에 직접 접근하는 데 비해 설정에 드는 시간과 번거로움을 크게 줄여 준다.

▲ IMM은 System x의 관리편의성을 부각시키는 상징하는 존재다.

IMM은 시스템의 관리성을 확보하기 위한 기능이다. 새로운 System x 시리즈에 탑재되기 시작한 이 솔루션은 과거의 BMC 및 RSA-2 카드, 비디오 컨트롤러, 원격 디스크 기능을 제공하는 단일 칩 솔루션이며, 모든 신규 플랫폼에 단일 펌웨어를 사용하는 공통 하드웨어다. 이를 통해 관리자들은 운영체제 상태와 독립적인 환경에서 원격 제어를 통한 문제 해결이 가능해진다.

이 솔루션을 사용하면 관리자가 원격에서 관리, 모니터링, 문제 진단 및 수리 작업이 가능하며, 운영체제 상태와 상관없는 독립적인 보안 환경에서 서버의 원격 관리가 가능하다. 또한 관리자 한 명이 서버를 초기 상태에서 운영체제를 구동 가능한 상태까지 구성 및 배포가 가능한 수준까지 설정 가능하도록 하는 강력한 기능을 가지고 있다.

또한 IMM의 특징으로, IBM의 솔루션 뿐 아니라 다른 솔루션들과도 무리 없이 연동이 가능하다는 점을 꼽을 수 있다. 물론 IBM 시스템 디렉터(Systems Director) 와 연동하면 쉽게 강력한 기능을 사용할 수 있지만, 일단 관련 표준을 준수하는 솔루션이라면 모두 연동 가능하다. 이는 IMM 자체가 표준 규격에 기반해 만들어져 있기 때문이다.

▲ 시스템부터 인프라 레벨까지 부족함 없는 시스템 관리 도구들을 갖췄다.

IBM 툴센터는 서버의 개별 관리시 필요한 툴을 하나로 묶은, 통합 수트 형태의 솔루션이다. 통합된 툴은 배포, 업데이트, 구성 및 진단 등의 기능별로 구성되며, 42가지 툴을 크게 8가지로 통합해 필요한 기능을 가진 툴을 쉽게 찾을 수 있도록 했다. 또한 일관되고 간편한 인터페이스를 가지고 있어 툴을 더 간단하게 사용할 수 있도록 해 준다.

인프라 수준의 관리 도구로는 IBM 시스템 디렉터가 준비되어 있다. 이 툴은 System x 브랜드의 x86 계열뿐 아니라 IBM 블레이드센터(BladeCenter), IBM의 Power 계열 시스템과 System z 등의 비 x86 계열 시스템과 스토리지, 비 IBM 브랜드의 x86 시스템까지도 물리적 및 가상 리소스의 통합 관리가 가능한 강력한 성능을 가지고 있다.

시스템 디렉터의 인터페이스는 기존의 툴센터 등과도 유사하며, 쉽게 접근 가능하도록 구성되어 있다. 또한 티볼리(Tivoli) 제품군과도 통합될 수 있도록 기능이 제공되는 등 강력한 통합성과 함께 1시간 이내로 설치와 사용이 가능할 정도로 편리하다. 이를 통해 관리자는 하나의 통합 툴로 인프라를 관리할 수 있어 관리의 복잡성을 줄이고, 교육과 운영에 들어가는 비용을 줄일 수 있다.

■ 기대 이상의 능력을 가진 시스템

▲ 테스트 시스템 구성

IBM System x3250 M3는 인텔 제온 3400 프로세서를 기반으로 하는 플랫폼을 사용한다. 이 플랫폼은 1소켓 전용 플랫폼으로, 높은 프로세서 성능을 바탕으로 한 특유의 비용 효율을 가지고 있다. 1U 1소켓의 엔트리급 서버라는 위치 덕분에 각종 가용성을 위한 옵션들은 생략되어 있는 경우가 많지만, 성능으로는 높은 비용 효율을 기대할 수 있는 위치에 있다.

테스트 시스템은 인텔 제온 X3460 프로세서와 1GB DDR3 메모리의 듀얼 채널 구성으로, 플랫폼이 가진 제 성능을 다 낼 수 있도록 구성되었다. 제온 X3460 프로세서는 4코어 8스레드 구성을 가지고 있으며, 2.8GHz라는 비교적 높은 클럭을 가진다. 또한 DDR3 1333MHz 규격의 듀얼 채널 메모리 컨트롤러를 프로세서에 내장하고 있어, 메모리 구성도 이를 반영했다.

스토리지는 ServeRAID BR10il 컨트롤러와 15,000rpm 146GB SAS 드라이브 두 개의 RAID 1 설정으로 구성했다. 운영체제는 레드햇 엔터프라이즈 리눅스(Redhat Enterprise Linux) 5.5 환경을 기본으로 하였으며, php 5.3.2를 제외한 나머지 소프트웨어와 시스템 라이브러리는 기본 리포지터리를 사용했고, 테스트 시점까지의 주요 업데이트가 모두 적용된 상태다.

▲ MD-Gromacs 테스트 결과, 단위는 Gflops, 수치는 높을수록 좋다.

▲ Stream 테스트 결과, 단위는 MB/s, 수치는 높을수록 좋다.

MD-Gromacs 테스트를 통해 살펴 본 테스트 시스템의 연산 성능은 발군이다. 단일 프로세서 구성이라는 태생적인 한계가 있긴 하지만, 제온 5500 시리즈와 비교해서도 프로세서 당 연산 성능은 떨어짐이 없으며, 비교적 높은 클럭 속도가 이 차이를 좁혀 주고 있다. 덕분에 단일 스레드 작업에서 이 시스템의 성능은 훌륭한 모습을 보인다.

또한 병렬 연산 성능에서는 테스트에 따라 다소 차이가 있지만, 단일 스레드 성능 대비 프로세서가 가지고 있는 물리 스레드 수 이상의 성능 향상을 확인할 수 있다. 이는 프로세서가 가지고 있는 하이퍼스레딩 기능의 영향이라고 볼 수 있으며, 덕분에 단순한 코어 수 이상의 처리 성능을 기대할 수 있게 된다.

Stream 을 사용한 메모리 성능 측정에서는, 린필드 기반 시스템에서 나올 수 있는 기대 수준 정도의 성능이 나왔다. 프로세서에 내장된 듀얼 채널 메모리 컨트롤러는 이전 세대의 메모리 성능에 비해 대역폭뿐만 아니라 접근 시간 면에서도 분명한 성능 향상을 볼 수 있으며, 플랫폼의 전반적인 성능 향상에 분명한 영향을 미치고 있다.

▲ Dbench 테스트 결과, 단위는 MB/s, 수치는 높을수록 좋다.

▲ IOzone 테스트 결과, 단위는 MB/s, 수치는 높을수록 좋다.

스토리지 성능은 Dbench와 IOzone 을 사용해 체크했다. Dbench 결과에서는 이 시스템이 네트워크에서 다중 사용자를 위한 파일 서비스 상황에서의 디스크 성능을 볼 수 있으며, IOzone은 순차 전송 상황에서의 성능을 볼 수 있도록 테스트를 구성했다. 테스트 시스템에는 두 개의 디스크로 RAID 1 구성이 되어 있으며, 이는 3.5형 베이를 사용할 경우 장착 가능한 최대치이기도 하다.

Dbench 테스트 결과는 이 시스템이 가진 스토리지 구성의 특징을 보여 준다. 최대 성능이 48 클라이언트 정도에서 나오지만 이 성능은 사실 큰 의미가 없다. 용량적인 측면이나 성능적인 측면에서, 이 서버가 이 정도 규모의 서비스를 단독으로 할 이유도, 여력도 없기 때문이다. 그보다는 결과 그래프에서 캐싱에 의한 수치 변화가 크지 않다는 것을 생각할 필요가 있는데, 이는 시스템에 장착된 메모리와 스토리지 컨트롤러에 따른 것이다.

IOzone의 테스트 결과는 테스트 시스템 정도 구성에서의 순차 디스크 입출력 성능을 보여 준다. 이 결과에서는 캐시를 적용한 결과와 그렇지 않은 경우를 확연히 구분할 수 있는데, 디스크 전체 입출력량이 2GB가 넘어가면서 캐싱 성능이 아닌 실제 디스크의 성능을 확인할 수 있게 된다. 수치 자체는 사용한 디스크의 성능을 충분히 내는 것을 확인할 수 있으며, 캐싱 성능을 감안한다면 시스템의 규모가 가지는 한계를 볼 수도 있을 부분이다.

▲ System Benchmark, 단위는 ‘초’, 수치는 낮을수록 좋다.

▲ Timed Benchmark, 단위는 ‘초’, 수치는 낮을수록 좋다.

실제 서비스를 제공하는 상황에서의 시스템 성능을 알아보기 위한 테스트로는 MySQLBench와 SQLite를 사용했다. 이 두 테스트는 실제 데이터베이스 엔진을 사용해 정의된 스크립트를 수행해 완료 시간을 측정하는 만큼, 시스템이 직접 사용될 경우의 기대 성능을 짐작하는 데 좋은 기준이 될 수 있는 테스트들이다.

테스트 시스템에서 MySQLBench 수행 완료 시간은 1278초로, 듀얼 프로세서를 장착한 상위 시스템에 비하면 아쉬울 수도 있지만, 엔트리급이라는 이 시스템의 위치를 생각하면 훌륭한 결과다. 이는 플랫폼의 성능과 함께, 스토리지에 사용한 디스크 구성까지도 반영했다고 볼 수 있다. 또한 대형 데이터베이스까지는 무리더라도, 소규모 그룹 정도의 데이터를 처리하기에는 훌륭한 선택이 될 것으로 보인다.

SQLite 테스트의 경우 데이터베이스에 12,500행의 데이터 삽입을 수행하는 시간을 측정한다. 필연적으로 플랫폼 성능과 함께 스토리지 성능을 반영하게 되며, 이는 테스트 결과에도 잘 반영되고 있음을 확인할 수 있다. 물론 2.5형 베이를 사용해 RAID 규모를 키우는 식으로 성능을 더 올림으로써, 이 시스템의 잠재력을 더 끌어낼 수도 있을 것으로 기대된다.

이 외에, 분석이나 정렬, 검색 알고리즘을 사용하는 테스트에서도 x3250 M3는 비교적 만족스러운 성능을 보이고 있다. 이는 테스트 시스템에 사용한 제온 X3460 프로세서와 플랫폼이 가진 강력한 기본 성능을 잘 보여주는 것이며, 다양한 환경에서 기본 이상의 활용성을 기대할 수 있다는 것을 짐작할 수 있게 해 준다.

■ 부담 없이 활용 가능한 다용도 시스템

▲ 어디 있어도 제 몫은 하는 다용도 시스템을 지향한다.

IBM System x3250 M3의 강점은 엔트리급 시스템이라는 위치에서 오는 ‘가격대비효율성’ 이다. 이를위해 상위 모델에 비해 가용성을 위한 다양한 옵션이 제외되어 있지만, 기본적으로 높은 신뢰성을 가진 시스템 구성을 통해 이를 만회하고 있으며, 도입 비용의 최소화와 함께 높은 관리성을 확보해 총소유비용의 최적화를 이루어 낼 수 있도록 한다.

이 시스템의 경쟁 상대는 타 제조사들의 엔트리급 서버는 물론이며, 저가형의 화이트박스 서버들과도 맞물린다. 가격이 비슷할 때 화이트박스 서버들에 비해 메이커 서버들이 가지는 장점은 검증된 호환성과 신뢰성, 그리고 관리성이 되는데, 이 부분에서 x3250 M3는 IBM 특유의 관리 도구들을 통해 화이트박스 서버는 물론 타 메이커와도 구별되는 독특한 개성을 만들어 내고 있다.

또한 동급의 시스템과 비교할 때 이 시스템이 가지는 독특한 구성 또한 이 시스템의 가치를 높이는 요소다. 이 시스템이 가진 메모리와 스토리지 부분의 독특한 구성은 시스템이 가진 잠재적인 가치를 더 극대화할 수 있도록 해 주며, 운신의 폭을 더 넓혀 주기도 한다. 덕분에 x3250 M3는 큰 부담 없이 다용도에서 활용 가능한, 어디 있어도 제 몫 이상을 하는 시스템이다.

▲ IBM System x3250 M3 시스템 사양