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플래시 메모리를 활용하는 SSD(Solid State Drive)가 스토리지의 새로운 화두로 떠올랐다. 전자기판을 회전시켜 읽어내는 기계식 방식의 기존 하드디스크(HDD)로는 더욱 가속화되고 있는 IT 기술의 발전속도를 따라가기 어려워 스토리지 시스템이 전체 데이터센터의 병목 구간으로 지적받고 있다.
속도 향상은 IT의 주요 과제라고 말할 수 있으며, IT의 발전에 힘입어 비즈니스의 속도가 더욱 가속화되고 있는 오늘날에는 그 중요도가 더욱 높아지고 있다. 이에 따라 확대되고 있는 것은 메모리의 활용이다. 보다 향상된 속도를 제공하는 메모리를 HDD 활용해 속도를 높이려는 시도가 이어지고 있는 것으로, 이는 인메모리 기술을 전면에 부각시키고 있다.
특히 향상된 속도를 요구하는 빅데이터 분석 등에서 속도 향상에 대한 요구가 높아 메모리 용량을 극단적으로 증가시킨 전용 어플라이언스 시스템까지 등장하고 있다. 인메모리 기술의 부각, 테라바이트급의 방대한 메모리를 탑재한 어플라이언스 시스템의 등장은 속도 향상의 요구가 점차 높아지고 있음을 보여주는 단면이라고 말할 수 있으며, 속도향상에 대한 요구에 전통적 스토리지 시스템도 속도향상의 과제에 보다 적극적인 대응을 요청하는 것으로 풀이할 수 있다.
기계식 작동방식의 HDD는 속도 향상이 더딜 뿐 아니라 기계식 자기판의 회전속도를 높이는 것이 속도 향상의 유일한 방법이기에 속도증가는 한계에 직면할 수밖에 없다. 반면 반도체 기술은 지속적으로 발전을 거듭해 속도를 더욱 끌어올리고 있다.
한 조사에 따르면, 지난 20년간 멀티코어 프로세서 등의 진화로 서버의 성능이 비약적으로 향상된 반면, HDD의 경우, 약 2배의 속도향상에 그쳐 서버와 스토리지간 성능차이가 25배에 달하고 있다. 즉 새로운 혁신을 통해 속도격차를 줄여야 하며, 이의 일환으로 성능한계가 뚜렷한 HDD를 플래시메모리에 기반한 SSD로 스토리지 저장매체를 변환시키는 방안이 모색되는 것이다. 이에 부응해 다양한 SSD에 기반한 다양한 플래시 어레이가 출시되면서 스토리지 시장 격변의 키로 떠오르고 있다.
하이브리드 이어 올플래시 ‘대두’
SSD의 대두는 어제 오늘의 일이 아니다. 멀티코어 프로세서 등장으로 서버 성능이 비약적인 향상을 이뤄내면서 스토리지의 성능차이가 대두되던 2000년대 중반 플래시메모리를 디스크처럼 활용할 수 있게 하는 SSD가 등장해 관심을 모았다. 속도 개선을 위해 스토리지에서의 활용이 모색된 SSD는 기존 스토리지에서 HDD와 SSD를 혼용해 자주 쓰는 핫데이터(hot data)의 응답속도를 높이는 HDD·SSD 하이브리드 스토리지를 등장시켰으며, 현재 하이브리드는 스토리지 시장의 대세로 자리매김하고 있다.
하이브리드 스토리지는 빈번한 액세스가 이뤄지는 핫데이터를 SSD에, 다른 데이터는 HDD에 저장해 성능과 비용의 균형을 이뤄낼 수 있는 점이 장점이다. 플래시 기반 SSD의 성능이 월등하지만, HDD와 비교하면 높은 가격에 의한 비용부담이 크다. 따라서 생성, 저장되는 방대한 데이터 중 실제로 많은 액세스가 이뤄지는 특정 데이터만 SSD에 저장하고, 다른 데이터는 HDD에 저장시킴으로써 성능과 비용의 혼용을 꾀하는 것이다.
EMC에 따르면, 약 5%의 데이터가 전체 스토리지 IO의 80% 이상을 점유하고 있다. 즉, 전체 스토리지 용량의 5%만 HDD에서 플래시 메모리로 대체해도 실제 업무 수행에서 큰 폭의 속도 향상을 이뤄낼 수 있는 것으로, 실질적으로 2배 이상의 체감 성능 향상을 느낄 수 있다고 보고되고 있다.
뚜렷한 성능 향상 효과를 볼 수 있기에, 하이브리드 방식은 스토리지의 주류로 떠오르고 있다. 더욱이 SSD는 플래시 메모리를 HDD처럼 활용할 수 있게 한 것이기에 가격적 걸림돌만 해소된다면 쉽게 HDD를 대체할 수 있다. 이에 SDD를 혼용하는 하이브리드 스토리지가 부각되고 있으며, 모든 주요 스토리지 벤더는 자사 제품에 플래시 지원을 추가해 하이브리드 스토리지로 활용할 수 있게 하고 있다.
김성태 한국넷앱 이사는 “일부 데이터만 SSD로 처리해도 비약적인 성능 향상을 이뤄낼 수 있다”며 “이에 중소기업에서도 현재 스토리지 구매 시 핫데이터 처리를 위해 SSD와의 하이브리드 구성할 정도로 하이브리드 스토리지가 일반적인 흐름이 됐다”고 언급했다.
하이브리드 스토리지로 성능 향상을 입증한 플래시의 바람은 올플래시(All Flash) 스토리지로 이어지고 있다. 올플래시스토리지는 HDD 없이 SSD만으로 스토리지 시스템 전체를 구성하는 것으로 가격적인 부담이 존재하지만, 하이브리드 방식에 비해 더욱 뚜렷한 성능강화 효과를 거둘 수 있다는 것이 올플래시 스토리지의 등장 배경이다. 기계식 방식의 HDD와 플래시라는 반도체 기술 기반의 SSD는 작동방식이나 데이터 전달 방식에서 근본적인 차이가 존재하기에 하이브리드로는 SSD의 성능을 100% 활용할 수 없다는 것이다.
이러한 주장을 바탕으로 바이올린메모리, 퓨어스토리지 등 올플래시 스토리지 전문기업이 등장해 스토리지 시장의 돌풍의 핵심으로 떠오르고 있다. 기존 스토리지 벤더 또한 이에 대응해 EMC가 ‘익스트림IO’라는 새로운 올플래시 전용 스토리지를 선보이고, 넷앱이 ‘플래시레이’라는 올플래시 어레이 출시를 예고하는 등 하이브리드 스토리지를 넘어 올플래시로 전장이 확산되고 있다.
성능대비 비용 ‘월등’
회전에 의존하는 HDD와 전자적 신호로 저장, 출력되는 플래시가 다르기에 올플래시 어레이가 필요하다는 주장은 합리적이다. 하이브리드의 경우, SSD에서 처리되는 핫데이터와 콜드데이터의 정교한 구분이 필요하며, 과도한 IO로 컨트롤러단의 병목 현상도 우려된다.
올플래시의 단점은 가격적인 걸림돌이다. HDD에 비해 고가의 SSD로 스토리지 영역을 모두 채울 경우, 일부만 SSD로 대체하는 하이브리드 방식에 비해 비용이 비약적으로 상승할 수밖에 없다. 이는 지금까지 올플래시보다 HDD가 혼재된 하이브리드가 대세로 자리할 수밖에 없는 이유가 됐다.
그렇지만 하이브리드의 확대로 SSD의 수요가 증가하면서 SSD의 비용하락이 이뤄지고 있으며, 기술진화로 보다 저렴한 MLC(Multi Level Cell) 방식의 SSD를 활용할 수 있게 되는 등 올플래시의 대두를 위한 환경이 조성되고 있다는 점에서 올플래시의 확산은 시간문제로 여겨지고 있다. 기존 엔터프라이즈 환경에서는 SLC(Single Level Cell) 방식 SSD가 사용됐다. MLC 방식은 대량생산이 가능해 보다 낮은 가격의 공급이 가능하지만, 성능이 SLC에 비해 떨어지고, 쓰기횟수에 따른 수명도 짧아 기업이 요구하는 신뢰성을 만족시키기 어려웠다.
그러나 최근에는 쓰기횟수에 따른 수명을 증가시키고, 성능을 높여 기업 수준의 신뢰성을 만족시키는 eMLC(Enterprise MLC)가 등장해 가격적인 부담을 떨어뜨릴 뿐 아니라 쓰기횟수 제한이라는 플래시의 특성을 고려해 데이터 저장 방식을 컨트롤러단에서 정교하게 수행해 수명을 연장시키는 기술을 적용하는 등 기술진화에 따라 MLC 방식 SSD가 적용되면서 올플래시 스토리지 도입을 위한 분위기를 조성하고 있다.
실제로 퓨어스토리지, 바이올린메모리 등 전문기업의 올플래시 어레이는 물론, EMC가 선보인 익스트림IO에서도 eMLC가 기본적으로 탑재되며, SSD 혼용 하이브리드 스토리지에서 SLC 외에 MLC 채택이 증가되고 있는 상황이다. 이러한 eMLC의 확대는 비용부담을 현저하게 감소시킴으로써 올플래시 어레이의 확산 배경으로 작용할 것으로 전망된다.
퓨어스토리지의 경우, eMLC SSD를 기반으로 한 비용절감 뿐 아니라, 플래시에 맞춤화된 효과적인 중복제거를 통해 GB당 1달러의 비용으로 올플래시 어레이를 구축, 운영할 수 있다고 주장한다. 이는 비용이 더 이상 올플래시 어레이의 도입의 걸림돌이 될 수 없다는 주장이다.
강민우 퓨어스토리지코리아 사장은 “긴밀한 파트너십으로 SSD의 가격을 낮추고, 효과적인 중복제거 기술을 적용해 퓨어스토리지는 GB당 1달러 미만으로 올플래시 어레이를 구축, 운영하도록 한다”며 “이는 HDD 기반 스토리지 비용과 크게 차이가 나지 않는 부분으로 성능향상을 고려하면 올플래시 어레이의 매력은 더욱 뚜렷하다”고 강조했다.
한 조사에 따르면, 플래시 스토리지 시장은 이미 25억달러 이상 규모로 성장했으며, 2014년에는 40억달러에 달할 것으로 전망되는 등 플래시가 점차 스토리지 시장의 주류로 자리매김할 것으로 예상되고 있다. 또 다른 조사에서는 2022년에는 엔터프라이즈 스토리지의 90%가 플래시에 기반할 것으로 전망되는 등 HDD가 플래시 기반의 SSD로 전환된다는 점에는 이견이 없는 상황이다. |
hyun@datanet.co.kr
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