기업 스토리지 환경, ‘SSD 도입은 이렇게’

저렴하고 성능 좋은 SSD(solid-state drive)들이 기업용 1차 스토리지 시장에 속속 출시되는 됨에 따라 여러 가지 기대를 불러일으키고 있다.

SSD는 엄청난 처리속도와 아주 낮은 레이턴시를 제공한다. 이 두 특성은 여러 스토리지 환경에서 문제가 되는 요인들을 깔끔하게 해결해 준다. 그러나 아직은 기존의 디스크 드라이브에 비해 가격이 비싸고, 기업용도로 사용하기에 충분한 용량을 제공해 주지 못하고 있다. 가격 대비 효율적으로 SSD를 사용하기 위해서는 스토리지 환경 어느 곳에 SSD를 적용할지를 파악해야 한다.

플래시 기반 고성능 SSD를 적용할 수 있는 가장 보편적인 부분은 OLTP(online transaction processing, 온라인 정보 처리) 환경과 고밀도 VDI(Virtual Desktop Infrastructure, 가상 데스크톱 인프라스트럭처) 분야다.

이런 종류의 작업 환경에서는 일반적으로 상대적으로 작은 크기의 무작위 읽기/쓰기가 대단히 빈번하게 일어난다. 기존의 디스크 드라이브가 소화하기에 매우 버겁다.

OLTP 작업의 무작위적 특성은 대부분의 컨트롤러 및 디스크 내장 캐시를 무용지물로 만든다. 상대적으로 긴 물리적 디스크 헤드의 긴 접근 시간을 감내해야 한다.

이 문제에 적용할 수 있는 가장 쉬운 해결책은 작업량을 감당할 만큼 여러 대의 고성능 디스크를 사용하는 것이다. 데이터 셋을 받아들일 수 있는 디스크 스핀들을 늘리면 스토리지 인프라스트럭처의 전체 정보 처리량을 늘릴 수 있다.

비효율성 해결

그러나 이러한 방법은 심한 낭비가 될 수 있다. 예를 들어, 사용자의 요구에 맞추기 위해서 초당 1만회의 작업에 대한 반응이 이루어져야 하는 1TB 데이터베이스가 있다고 하자. 이 정도의 성능을 끌어내기 위해서는 이 작업에만 할당된 60개 정도의 1만 5,000rpm SAS 혹은 파이버 채널(Fibre Channel) 디스크가 필요하다.

비교적 흔한 300GB 디스크를 사용한다고 가정하면, 1TB의 데이터를 처리하기 위해서 18TB의 순수 디스크 공간을 연결한 것으로, 아주 비효율적인 저장 공간 활용이다. 이런 비효율성에도 불구하고 이 솔루션은 너무나 흔히 사용되고 있기 때문에 고유한 이름( short-stroking)까지 가지고 있다.

SSD를 사용하면 대용량 디스크 드라이브를 ‘쇼트 스트로크’할 필요가 없어진다. 여러 대의 디스크 드라이브를 연결하여 저장용량의 일부만 사용하는 대신에, 적은 수의 SSD를 사용하여 원하는 성능을 얻으면서도 저장공간을 낭비하지 않을 수 있게 된 것이다. 돈과 전력소모, 공간이 절약되는 것은 말할 것도 없다.

균형 유지가 관건

그러나 모든 작업이 이처럼 단일한 특성을 가지는 것은 아니다. 실제 기업에서 사용되는 대부분의 스토리지 환경은 단일 고성능 작업만을 처리하지는 않는다. 그 대신, 다양한 작업량과 저장공간을 필요로 하는 여러 소규모 애플리케이션들을 처리해야 한다.

안일하게 모든 작업을 위해 SSD를 장비한 경우에는 저장공간을 확보하기 위해서 처리 속도가 불필요하게 높아지게 된다. 이렇게 되면, 쇼트 스트로킹보다 나을 게 없다.

기가바이트 당 가격에 있어서 SSD가 기존의 디스크 드라이브에 비해서 떨어진다는 것이 명확한 이상, 작업 처리 요구사양, 저장용량 요구사양, 그리고 주어진 작업 각각에 대한 최적의 조합에 드는 비용 사이의 균형을 맞춰야 한다.

언뜻 보기에는 약간 어려워 보일 수 있지만, 스프레드시트를 이용, 간단한 작업을 거치면 비용에 따른 균형점을 찾을 수 있다.

개인적으로는 기업용 제품 판매처에서의 SATA, 10L SAS, 15K SAS, 그리고 SLC SSD SAN 어레이의 시장가격과 상대적인 저장용량 및 성능을 비교하는 방식을 선택했다. 이 경우, 저장용량 1기가바이트 당 비용은 1달러(SATA)에서 28달러(SSD)까지로 나타났다.

마찬가지로 초당 입출력 1회 당 비용은 29달러(SATA)에서 5달러(SSD)까지로 나타났다. 비교 결과 SAS/파이버 채널은 저장용량 대 처리성능 스펙트럼의 중간 정도 부분, SSD보다는 SATA에 가까운 쪽에 위치하는 것으로 나타났다.

비슷한 저장용량과 성능 요구사양을 가지는 데이터 셋들을 제대로 입력했다면 주어진 작업을 위해 SSD가 좋은 선택인지는 상당히 직관적으로 결정할 수 있다.

하이브리드 구성 검토

과거사를 되짚어보자면, 장기적으로 볼 때 SSD는 기존의 디스크 드라이브 대신에 가장 널리 사용되는 1차 스토리지 미디어 자리를 차지하게 될 것이다. 그러나 단기적으로는 SSD와 디스크 드라이브의 저장용량 대 처리성능 격차를 보완하는 하이브리드 솔루션에 대한 수요가 늘어날 것이다.

하이브리드 솔루션의 좋은 예로 오라클의 썬 오픈 스토리지 NAS 플랫폼(Sun Open NAS platform)을 들 수 있다. 지난 몇 년간, 썬(지금은 오라클)은 시스템의 ZIL(ZFA Intent Log, 많은 쓰기 작업을 요한다)을 처리하는 쓰기 작업에 집중된 로그질라(Logzilla)라고 이름 붙은 SSD와 기존의 디스크 스토리지 플랫폼을 함께 제공했다.

이와 같이, 읽기 작업에 집중된 SSD는 대규모로 확장된 컨트롤러 읽기 캐시처럼 작용할 수도 있다. 아직 널리 보급되지는 않았지만, 이러한 하이브리드 SSD/디스크 아키텍처를 통해서 고비용의 SSD 전용 구성을 하지 않고도 디스크 드라이브의 성능을 상당히 향상시킬 수 있다.

또 다른 종류의 하이브리드 솔루션은 각 디스크 수준에서 시도되고 있다. 씨게이트는 최근 4GB SLC NAND 메모리와 SATA 하드디스크를 하나의 디스크 패키지에 묶은 모멘터스 XT(Momentus XT) 솔리드 스테이트 하이브리드 드라이브를 발표했다.

가장 빈번하게 사용되는 데이터를 저장하는 데에 SSD 공간을 이용함으로써 이 제품은 약간의 비용 추가로 일반 SATA 디스크보다 월등한 성능을 발휘할 것으로 보인다. 이 제품은 일반 소비자 시장을 겨냥하고 있지만, 이러한 종류의 하이브리드 기술이 기업용 제품들에도 적용될 것으로 기대해 볼 수 있다. editor@idg.co.kr