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SSD와 HDD의 차이점

SSD와 HDD는 모두 유사한 작업을 수행하지만 기본 기술은 상당히 다릅니다. 내부를 살펴 봅시다 :

•   읽기 및 쓰기 속도 : SDD는 HDD보다 훨씬 빠릅니다. HDD 플래터는 7,5000 rpm에서 15,000 rpm으로 회전합니다. HDD의 읽기 / 쓰기 헤드는 데이터를 읽거나 쓰기 위해 회전 플래터 위에 위치합니다. 순차적 읽기 및 쓰기는 효율적이지만 디스크가 데이터로 가득 차면 헤드는 여러 섹터 (예 : 조각화)에 액세스해야합니다. 읽기 / 쓰기 작업이 동시에 셀에 액세스하기 때문에 SSD는 조각화되지 않습니다. SSD가 15K RPM 엔터프라이즈 HDD보다 훨씬 빠릅니다.

 

•   용량 : SSD 용량 이 HDD를 능가했습니다. 공급 업체 인 Nimbus 는 3.5 인치 폼 팩터에서 100TB 3D NAND 플래시 SSD 를 제공합니다. HDD 제조업체는 여전히 면적 밀도를 높이기 위해 노력하고 있습니다. 예를 들어 도시바는 용량을 늘리기 위해 고용량의 sh 글 자기 기록과는 달리 기존의 자기 기록을 사용하는 14TB 3.5 인치 폼 팩터 HDD를 출시했습니다. 여전히 SSD는 용량이 더 큰 경향이 있습니다.

 

•   암호화 : 암호를 기반으로하는 소프트웨어 기반 암호화 는 HDD와 SDD 모두에서 작동합니다. 데이터는 디스크에 쓸 때 데이터를 암호화하고 읽을 때 데이터를 해독하는 알고리즘을 통과합니다. 이 기능은 간단하고 저렴하지만 암호는 스토리지 시스템 해킹에 취약합니다. 소프트웨어 기반 암호화는 CPU 리소스에 많은 부담을줍니다. 암호화에 대한 요구는 SSD를 선호합니다. 암호화 프로세서에 의해 관리되는 AES 암호화는 성공했습니다. 장치는 SSD의 칩 또는 마이크로 프로세서에 있습니다.

 

•   워크로드 : SSD는 올 플래시 어레이 또는 하이브리드 스토리지 어레이에 관계없이 고성능 처리에 이상적입니다. 그들은 분명히 성능면에서 HDD를 최고로 차지합니다. 회사는 일반적으로 고성능 애플리케이션을 위해 SSD를 사용합니다

 

 

HDD ...

• 자석 플래터와 움직이는 부품을 사용하여 데이터를 저장합니다.

• PC, 서버 및 엔터프라이즈 스토리지 어레이에 대한 레거시 데이터 스토리지 표준입니다.

• GB 당 가격이 SSD보다 저렴합니다.

• SSD보다 속도가 느립니다.

• SSD보다 많은 전력을 사용하고 더 많은 냉각이 필요합니다.

 

SSD ...

• 반도체 칩을 사용하여 데이터를 저장하고 움직이는 부품이 없습니다.

• 인기를 얻고 있지만 PC, 서버 및 스토리지 시스템을위한 고가의 스토리지 대안으로 남아 있습니다.

• GB 당 가격이 HDD보다 가격이 높습니다.

• HDD보다 훨씬 빠릅니다.

• HDD보다 적은 전력을 사용하고 발열이 많이 됩니다.

 

SSD 와 HDD의 가격 비교

 

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VIP는 하나의 호스트에 여러 개의 IP주소를 할당하는 기술이다. 이 기술을 이용하면, 하나의 네트워크 인터페이스에 여러 개의 IP 주소를 줄 수 있다. 바깥에서는 마치 하나 이상의 네트워크 인터페이스가 있는 것으로 보일 것이다.

VIP는 흔히 HA나 로드밸런싱을 위해서 널리 사용된다.

 

 

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지난번에 이어 HBA와 RAID카드를 알아보는 시간을 갖도록 하겠습니다.

처음에 설명 했듯이 HBA와 RAID 카드는 많은 유사점이 있지만 차이점도 존재합니다. 먼저 그전에 HBA와 RAID카드의 시스템적인 구성을 추가로 설명하도록 하겠습니다

 

 

위에 그림에서 보는 것과 같이 RAID와 HBA는 PCI 슬롯에 장착이 되고 내부적으로는 I/O 프로세서와 캐쉬, 컨트롤러를 포함하게 됩니다. 여기서 보이는 바와 같이 HBA의 성능 프로세서와 캐쉬, 컨트롤러로 가격의 차이가 결정나게 됩니다.

 

HBA는 정확하게 말하면 스토리지와 관리하는 카드를 의미하고 그중에서 RAID를 지원해주는 카드를 RAID 카드라고 의미 할 수 있습니다. 통상적으로 HBA > RAID의 의미라고 볼 수 있습니다.

 

추가적으로 JBOD에 대해 알아보겠습니다. JBOD란  RAID용으로 구성되어 있지 않은 컴퓨터 하드디스크를 다소 낮추어 부르는 용어이며, 이를 가리키는 원래의 용어는 "spanning"이다.

 

RAID 시스템은 동일한 데이터를 여러 개의 디스크에 중복 저장하면서도, 운영체계에는 하나의 단일 디스크로 인식시킴으로써, 내고장성의 증가와 데이터 접근 효율성을 높여준다. JBOD도 역시 여러 개의 디스크를 하나의 디스크로 보이게 해 주긴 하지만, 이는 여러 개의 디스크를 논리적인 하나의 커다란 디스크로 결합해주는 것일 뿐, 각각의 디스크를 독립적으로 사용하는 것에 비해 어떠한 장점도 제공하지 않습니다.

 

 

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서버 시스템을 구축하다보면 가장 어려운 점이 아마도 HBA와 RAID 카드이지 않을까 싶습니다.

 

많은 사람들이 어렵지 않게 컴퓨터를 사용하는 이 시대에 어쩌면 가장 생소할 수 있는 부분이 HBA와 RAID 카드이지 않을까 싶습니다

 

디테일하게 이야기하려고 하면 컴퓨터 구조 등 설명해야 할 부분이 많지만 각설하고 간략하고 쉽게 설명하지면....

 

서버에서 다양한 스토리지 (HDD, SSD ...)등을 관리해 줄 수 있는 모듈이라고 생각할 수 있습니다.

 

그럼 여기서 드는 의문이 ?? 그럼 왜 ??? PC에는 HBA나 RAID 카드가 없나요 입니다. 물론... PC에도 사용할 수 있습니다. 다만 사용하지 않는 이유를 몇가지 들어보자면

 

먼저 HBA와 RAID 카드는 상당히 고가의 부품입니다. 그렇기 때문에 굳이 PC에 사용할 필요가 없다고 볼 수 있는 것이며

 

다음은 기본적으로 CPU에도 HBA의 기능을 지원해 줍니다. 그렇지만 지원하는 Storage의 대수가 한정되어 있습니다.

 

반면 서버에서는 많은 수의 스토리지가 장착되기 때문에 추가적인 PCI 카드가 필요하게 되었습니다. 물론 저가형 서버에는 HBA나 RAID카드없이 CPU에 바로 다이렉트로 연결되서 나오는 경우도 있지만 그럴 경우에는 CPU도 느려지고 I/O 성능도 느려지는 처참한 경우가 나오게 되겠죠

 

마지막으로는 HBA와 RAID 카드의 고유한 기능들입니다. 이부분은 다음번 연재때 알아보도록 하고 ...

 

다음번에 RAID와 HBA에 대해서 자세히 한번 알아보도록 하겠습니다.

 

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서버 및 PC에서 가장 중요한 요소는 CPU 그리고 메모리를 생각할 수 있는데 메모리에 대해서 알아보는 시간을 갖도록 하겠습니다.

 

PC에는 일반적으로 DIMM, UDIMM을 사용하게 되고 서버에서는  UDIMM, RDIMM, RLDIMM이 있고 최근에는 NVDIMM도 출시되고 있습니다.

 

간략하게 정리를 하면...

 

DIMM : 아무기능 없는 메모리

UDIMM : ECC 기능 (Unbefferd or Unregistered DIMM)

RDIMM : ECC 기능 + REG기능 (Registered DIMM)

LRDIMM : ECC 기능 + REG기능 + 데이터신호 제어 (Load Reduced DIMM)

NVDIMM : ECC 기능 + REG기능 + 데이터신호 제어 + SSD기능

(Non Volatile DIMM)

 

이렇게 정리를 할 수 있습니다.

 

기능에 대해 간략하게 정리를 하면

 

- ECC : 데이터 에러 정정 기능

- REG : 다수의 메모리 구성시, RAM 슬롯거리차이로 RAM 모듈간에 이동속도 차이로 발생할 수 있는 신호왜곡을 방지하는 기술

- 데이터신호 제어 : 버퍼를 추가하여 데이터의 신호를 제어

 

메모리에 대한 상세한 설명을 하면...

 

* UDIMM

- 저렴한 가격 대신, 8bit(x8)DRAM만을 사용하고 최대 2RANK까지 확장할 수 있응 메모리 타입, 지원용량을 저전력으로 유지

- 채널 당 2개 DIMM만 사용이 가능

- 오류를 줄이기 위해 저용량만을 지원하고 버퍼, 레지스터가 없어 빠른 응답률을 갖는다.

 

* RDIMM

- 메모리에 버퍼를 추가하여 DIMM의 주소와 명령신호를 기다리고 DIMMs당 4RANK로 확장이 가능

- 보다 강력한 에러 보정 기술이 적용

- 레지시터 칩에 의한 원가상승 발생

 

* LRDIMM

- RDIMM에 isolation Memory Buffer를 적용하여 데이터신호를 제어

- 부하 분산을 RANK에 의존하지 않고 전기적부하를 순차적으로 데이터 버퍼에 내열

- 이로 인해 고용량 메모리를 지원하고 빠른 응답률이 있는 반면 상당한 원가 상승발생

 

* NVDIMM
- 차세대 DIMM으로서 DIMM 모듈에 NAND FLASH를 결합한 하이브리드 메모리

- DIMM의 휘발성 메모리의 성격을 보완하면서 임시데이터를 안전하게 저장, 복구가 가능

- 따라서 캐쉬와 스토리지 2가지 모두 사용가능하기 때문에 많은 서버업체에서 관심을 갖고 있습니다.

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서버든 노트북, 데스크탑이든 ... 가장 중요한 부분 CPU라고 볼수 있는데 서버에 많이 사용하는 Intel Xeon CPU에 대해서 알아보는 시간을 갖고자 합니다.

 

일반적으로 Intel CPU에는 3가지의 라인업이 있는데 일반 PC용으로 개발되는 i프로세서, 모바일 기기용으로 개발되는 Atom프로세서, 그리고 서버용으로 개발되어 가상화, 병렬처리, 신호 암호화, ECC 메모리 지원, 다중 CPU 소켓을 지원하는 E프로세서(XEON)라 나누어 집니다.

 

가상화: 제온 프로세서는 클라우드 컴퓨팅의 필수조건인 가상머신(VM)을 위한 다양한 기능을 제공한다. 가상머신이 더욱 빠르고 효율적으로 작동할 수 있도록 관련 성능을 지속적으로 개선하고 있다. 가상화 관련 기능은 서버 뿐만 아니라 워크스테이션에도 유용하다. 제온 프로세서의 가상화를 활용하면 하나의 워크스테이션에서 여러 개의 운영체제를 더욱 빠르게 실행할 수 있다. 일반 PC용 프로세서에서도 가상머신을 활용해 여러 개의 운영체제를 동시에 실행할 수 있으나, 가상머신의 숫자를 늘리면 늘릴 수록 기하급수적으로 느려진다. 서버 관리자나 개발자들에게 유용한 기능이다.

 

병렬처리: 제온 프로세서는 수많은 CPU를 연결해 성능(처리능력)을 끌어올리는 병렬 컴퓨팅을 지원한다. HPC(슈퍼컴퓨터)나 클라우드 컴퓨팅 시스템 구축을 위한 기능이다. 제온 프로세서는 병렬 컴퓨팅을 지원하는 애플리케이션에서 최적의 성능을 낸다. 예를 들어, 구글의 인공지능 알파고를 지탱하는 구글의 클라우드 컴퓨팅 플랫폼(GCP)은 1202개의 제온 프로세서를 병렬로 연결해 알파고에게 막대한 처리능력을 부여했다.

 

멀티코어: 제온 프로세서는 수십 개의 CPU 코어를 탑재하고 있다. 이번에 소개된 제온 E5 V4 프로세서만 해도 최대 22개의 CPU 코어를 제공한다. 보통 2개(듀얼코어) 많아봐야 4(쿼드코어)~8개(옥타코어) 정도의 CPU 코어만 탑재하는 일반 PC용 프로세서와 대조적인 모습이다. 이는 앞에서 설명한 병렬처리를 극대화하기 위함이다. 코어 하나의 처리속도(클록)를 향상시키는 것은 한계가 있기 때문에 현재 HPC와 클라우드 컴퓨팅 환경은 최대한 많은 코어를 연결해 병렬처리속도를 향상시키는 것에 초점을 맞추고 있다. 대부분의 제온 프로세서는 발열을 줄이기 위해(=데이터센터의 유지비용 때문이다) 개별 코어의 클록을 일반 PC용 프로세서보다 낮게 설계한다.

 

신호 암호화: 제온 프로세서는 클라우드 컴퓨팅 보안을 위한 처리 신호 암호화를 지원한다. SW적인 보안 능력 뿐만 아니라 HW적인 보안 능력도 갖추고 있다.

 

ECC 메모리: 제온 프로세서는 서버에서 발생하는 처리 오류를 방지하기 위해 서버용 ECC(오류검출) 메모리를 지원한다. 제온 프로세서를 탑재한 워크스테이션, 서버 대부분이 ECC 메모리를 채택하고 있다.

 

다중 CPU 소켓: 제온 프로세서는 병렬처리의 효율을 극대화하고, 데이터센터의 공간을 절약하기 위해 하나의 메인보드에 여러 개의 CPU를 연결할 수 있다. 하나의 보드에 연결할 수 있는 제온 프로세서의 숫자는 모델별로 다르나, 일반적으로 상위 모델일 수록 하나의 보드에 더 많은 CPU를 심을 수 있다.

 

Xeon CPU는 기본적으로 1~2세대 느린 아키텍처를 적용하게 되는데 그 이유는 신뢰성의 문제라고 볼 수 있습니다. 서버는 기본적으로 기업에서 사용되는 만큼 고가의 장비이며 문제가 생기면 금전적인 문제가 생기기 때문에 Intel은 일반 PC에서 검증이 끝난 플랫폼을 서버에 채용하게 됩니다

 

Xeon CPU는 E3, E5, E7으로 3가지 계열이 있으며 성능은 E7>E5>E3입니다.모델명을, V(숫자)는 '버전'을 의미한다. 즉 '제온 E5-2600 V4'는 제온 E5 프로세서의 4번째 모델이라는 뜻이다.

 

E3: E3는 제온 프로세서 가운데 가장 하위모델이다. 싱글소켓 서버와 개인용 워크스테이션을 위한 제품이다. 사실 E3의 가장 큰 특징은 순수한 제온 프로세서가 아니란 것이다. 일반 PC용 프로세서인 코어 i 시리즈에서 내장 그래픽 프로세서를 제거하고, 대신 서버와 워크스테이션을 위한 기능 일부를 추가했다. 때문에 과거에는 코어 i 시리즈용 메인보드에 제온 E3를 꽂아서 사용할 수도 있었다. (현재는 불가능하다) 이러한 특징 때문에 사용자들은 제온 E3를 가짜 제온을 의미하는 비속어 '짭제온'이라고 부르기도 한다.

 

E5: E5는 제온 프로세서의 중급 모델로, 가장 많이 판매되는 제품이다. 중대형 서버와 클라우드 데이터센터를 위한 프로세서다. 제온 프로세서 전체 판매량의 70%를 제온 E5가 차지하고 있다. 실제로 대부분의 서버는 제온 E5를 활용해 제작되며, 클라우드 데이터센터에 가장 많이 공급되는 모델이기도 하다. 싱글 또는 듀얼소켓을 지원한다. 일반 사용자는 E3와 E5 모델만 구매할 수 있다.

 

E7: E7은 제온 프로세서의 최고급 모델이다. 시중에 존재하는 단일 프로세서 가운데 최고의 성능을 자랑한다. 미션크리티컬, 슈퍼컴퓨터, 대용량 컴퓨팅을 위한 스케일업 등에 활용된다. 하나의 보드에 최대 8개의 프로세서를 연결해 병렬 컴퓨팅을 구성할 수 있다. 일반 사용자는 E7을 구매할 수 없고, 기업이 대량으로 구매를 원할 때에만 인텔이 특별 공급하고 있다.

 

 

 

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