인텔 ‘서버교체ㆍ통합 및 가상화ㆍ최적화’로 향후 8년간 2억5천만달러 비용절감 예상






IT데일리의 뉴미디어 사업부문인 'media T'에서 '인텔 사례로 본 최신 데이터센터 운영효율 극대화 방안'을 주제로 온라인 세미나를 열었다. 이번 세미나에서 인텔은 데이터센터의 운영효율을 높이는 방안으로 ▲서버 교체 가속화 ▲서버 통합 및 가상화 ▲ 밀집도 최대화ㆍ데이터센터 최적화 등의 전략을 제시했다. 이번 세미나의 내용을 전제한다.

인텔의 비즈니스 당면과제
인포메이션위크에 따르면 '기업의 데이터가 3년 이내에 50배 증가할 것'이라고 한다. 이러한 폭발적인 데이터의 증가는 컴퓨팅 파워의 증가가 필요하게 되고, 이것은 조만간에 데이터 센터 공간 및 전력, 냉각의 한계를 야기하리라 예상된다. 대부분의 IT 조직과 마찬가지로 인텔 IT도 한정된 데이터 센터 공간, 냉각 및 전력 내에서 기하급수적으로 늘어가기만 하는 컴퓨팅 요구 사항을 충족해야 하는 과제에 직면해 있다.

대부분의 인텔 서버 자원은 반도체 설계를 위해 사용된다. 인텔 프로세서가 여러 첨단 기능과 멀티코어를 지원하면서 더욱 더 복잡해지고, 지속적인 반도체 공정기술의 발달에 따라 설계용 컴퓨팅 요구 사항은 끊임없이 기하급수적으로 늘어나 1996년에 1,000대 정도였던 반도체 설계용 컴퓨팅 서버 수가 2006년에는 65,000대 정도로 급격히 증가했다.

또한 현재 전세계 120여개나 되는 많은 수의 데이터 센터를 운영하면서 막대한 운영비용을 지출해야만 하는 상황이다.

인텔, 데이터센터 효율성향상 프로그램 시행 = 이처럼 증가하는 컴퓨팅 요구를 충족시키기 위해서 단지 서버를 구매하고 신규로 데이터 센터를 건설해야만 할까?

IDC의 '데이터센터 트렌드 조사, 2007'에 의하면 데이터 센터의 건설 비용은 1평방 피트당 1000달러(미화) 또는 한 랙당 4만 달러(미화) 정도로 엄청난 자금이 소요된다고 한다. 따라서 이러한 많은 비용부담으로부터 벗어날 수 있는 새로운 대안이 필요하게 되는데 인텔은 2007년에 전세계 데이터 센터 환경 개선을 목표로 8년 일정의 전사적 데이터 센터 효율성 향상 프로그램을 시행하고 있다.

이런 프로그램의 하나로 서버 성능의 향상과 에너지 효율성을 이용해 비용을 절감하는 서버 교체 가속화 전략, 전세계 데이터 센터를 전략적인 허브로 통합하고 가상화를 도입해 서버를 통합하는 전략, 데이터 센터의 서버 밀집도를 최대화해 공간 효율성을 극대화하는 전략을 강구하기 시작했다.

인텔은 서버 교체 가속화 전략으로 성능 5배 이상 향상, 서버 통합 및 가상화의 도입으로 사용률 5배 향상, 밀집도의 극대화로 밀집도 2배 향상 등으로 신규 데이터 센터를 구축하지 않고서도 급증하는 컴퓨팅의 요구를 맞출 수 있다고 보고 있다.

전략 1: 서버 교체 가속화
45nm Hi-K 기반의 인텔 제온 프로세서 5400 계열은 향상된 인텔 코어 마이크로아키텍처 및 12MB 대용량 캐시, 새로운 SSE4 명령어들로 소비전력은 줄이면서도 성능은 전세대 대비 35% 가까이 향상된 프로세서이다.

45nm공정 기술에 Hi-K 하프늄 신물질 및 메탈 게이트를 사용함으로써 전력 누수량을 기존대비 1/10 이하로 줄이고 트랜지스터 스위칭 전력 소모량도 30% 가까이 감소했지만 성능은 20% 이상 향상 시킬 수 있게 되었다.

인텔 코어 마이크로아키텍처 기반 프로세서를 도입한 이후 서버 성능은 급격하게 가속화되었다. 65nm 기반의 제온 프로세서 기반의 서버는 2005년도 싱글 코어 기반의 서버에 비해6배 정도 성능이 향상됐다. 여기에다 최신 45nm 기반 서버는 20%까지의 더 뛰어난 성능을 제공한다.

이러한 성능의 급격한 향상은 서버 교체 가속화 전략을 통해 IT 부서에 관리 비용의 절감 및 증가하는 컴퓨팅 용량을 충족시킬 수 있는 새로운 기회를 제공한다.

과거에는 각 서버의 수명을 극대화하는 것이 서버 관리의 중점사항이었다. 4년의 보증 기간이 지나서도 대부분의 서버를 계속해서 사용했다. 늘어나는 서버를 수용하기 위해서 데이터 센터 설비를 추가하거나 확장을 하였다. 그렇지만 데이터 센터 설비를 추가하고 확장을 하는데는 매우 많은 비용이 들며 또한 효율성 낮은 구형 서버를 유지 관리하는데도 많은 비용이 필요하다.

인텔, 4년이 넘은 서버 모두 제거 = 인텔은 서버 교체 속도를 가속화함으로써 증가하는 성능과 에너지 효율성을 이용하여 전체 에너지 소모량을 줄이면서 여러 서버의 작업 로드를 각각의 에너지 효율성이 더욱 높은 새 서버로 통합할 수 있었다.

이것은 데이터 센터 용량이 사실상 증가하는 효과를 얻음으로써 설비를 추가하지 않고도 점차 늘어나는 컴퓨팅 수요를 충족할 수 있었다. 뛰어난 성능 향상으로 인텔의 반도체 설계 엔지니어의 요구를 충족시킬 수도 있었다.

인텔은 서버 교체 가속화를 통해 데이터 센터 구축 감소로 인한 재정적 이점이 있는지 확인하기 위해 광범위한 분석을 수행했다. 1~7년의 다양한 교체 주기를 채택하여 달성할 수 있는 ROI를 분석했다. 그 결과 4년의 교체 주기를 사용할 경우, 데이터 센터 신축 회피, 서버 교체 비용 및 전력비용 절감 등이 가장 잘 조합되어 가장 큰 ROI가 실현되는 것으로 밝혀졌다.

인텔의 2008년도 목표는 전체 디자인 환경에 4년의 교체 주기를 구현해 4년이 넘은 서버를 모두 제거하는 것이다.

인텔은 앞으로도 지속적인 혁신 노력을 펼칠 것이다. 대표적인 예로 프로세서 개발하는데 있어 틱톡(Tick-tock) 개발 주기 모델을 사용한다. 이 목적은 좀더 향상된 프로세서를 좀더 빠른 시간 안에 약속된 시기에 공급해 더욱 더 높은 가치를 제공하고데 있다.

전략 2: 서버 통합 및 가상화
현재 데이터 센터의 자원들의 활용률이 상당히 떨어진다고 한다. IMEX 2008 자료에 의하면 서버, 스토리지, 네트워크 등 데이터 센터 자원의 82%가 단지 10% 정도만 활용되고 있다고 한다.

어떻게 하면 데이터 센터의 모든 자원을 활용할 수 있을까 ? 그것은 바로 서버 통합 및 가상화를 도입하는 것이다. 가상화를 도입함으로써 현재 5~15%의 서버 사용률을 30~60%까지 높일 수 있을 뿐만 아니라 추가적으로 자원의 유연성을 증가시키고 로드 밸런싱 기능까지도 얻을 수 있다. 이렇게 가상화로 5배의 사용률을 높여 서버의 추가 구입비용을 줄일 수 있다.

인텔, 구형서버를 블레이드 서버로 통합 = 인텔은 2008년 초에 구형 서버를 인텔 제온 프로세서 5400 계열에 기반한 블레이드 서버로 통합하기 시작했다. 그 결과 디자인 환경에서 3,200대 정도의 구형 서버를 제거했으며 네 곳의 데이터 센터 신축을 피할 수 있었다. 이것으로 1,040만 달러(미화)의 실제 절감 효과를 달성했다.

인텔 IT에서는 OLTP, BI, LDAP 등 실제 사용하는 애플리케이션에서 가상화를 적용하고 있다. 그 결과, 60% 더 뛰어난 성능 및 30% 더 뛰어난 가격대 성능 그리고 20% 더 뛰어난 소비전력 대 성능을 통해서 총체적으로 30% 더 낮은 TCO를 얻을 수 있다는 결론을 도출하게 됐다. 인텔은 가상화 및 서버 통합을 했을 경우 대략적으로 얼마만큼의 IT비용을 절감 하고 IT의 가치를 쉽고 빠르게 얻을 수 있는 온라인 툴을 제공한다.

전략 3: 밀집도 최대화/데이터센터 최적화
마지막 전략은 현재의 데이터 센터 환경에서 가용할 수 있는 모든 가치를 이용함으로써 운용 효율화를 이루는 방법과 앞으로 데이터 센터를 신축하거나 아니면 시설을 변경한다고 할때 에너지 및 관리 효율성을 미리 고려하는 전략이다.

우선, 현재 환경에서는 허용가능한 모든 가용 전력을 사용하도록 랙의 서버를 올바르게 구성함으로써 2배의 서버 밀집도를 아무런 시설 변경없이 이룰 수 있다. 현재 대부분의 IT 관리자는 실 서버의 최대 전력 사용량을 전원공급장치에 적혀있는 최대 공급 전력량으로 생각을 하고 있다.

그렇지만 이 값과 실질적으로 사용하고 있는 서버의 실 사용량과는 커다란 차이가 있다. 전원공급장치의 최대 전력량이 600W인 서버를 예를 들면 8KW까지 전력을 공급할 수 있는 랙에서 최대 13대 서버를 장착할 수 있다.

랙 서버의 올바른 구성ㆍ전력효율적인 서버 선택 = 그렇지만 현재의 서버구성에서 실 사용전력은 최악의 경우라고 하더라도 420W 미만에 불과하다. 왜냐하면 하드디스크 수, 메모리량, I/O 카드 등이 최대로 사용되지 않았기 때문에 최대 사용량은 적어지게 된다.

이런 경우에는 13대 서버에서 19대의 서버로 밀집도를 50% 높일 수 있다. 여기에 높은 효율의 전원공급장치를 채택하고 적은 수의 메모리로 구성하면 그 사용량은 최대 295W로 더 적어지게 된다. 이렇다면 28대의 서버로 그 수를 2.1배까지 높일 수가 있게 된다.

이렇게 현 시설 상황에서도 서버의 실 사용량에 따라 구성을 함으로써 단위랙에 더 많은 수의 서버를 사용할 수 있고, 이를 통해 데이터 센터의 추가 건설 필요성을 막을 수 있다.

또 다른 방법은 가장 전력 효율적인 서버를 선택하는 것이다. 서버 선택 시 서버의 성능 외에도 소비전력을 같이 고려하는 것이다. 즉 사용전력 대비 성능 값을 보는 것이다. 인텔기반 서버는 이러한 지표인 SPECpower에서 상위에 위치해 있다. 소비 전력에 더 민감한 고객이라면 저전력 프로세서를 사용하는 것도 또다른 방법이다.

만약 앞으로 신규 데이터 센터의 건설을 생각중이라면 효율성을 극대화 시킬 수 있는 방법을 고려하여 적용하는 것이다. 몇 가지 방법은 각 랙에 공급하는 전력량을 높여 랙에 장착할 수 있는 서버수를 높일 수 있고, 공조냉난방 및 환기(HVAC) 설비를 효율적으로 설계함으로써 낭비를 제거하여 고효율을 이룰 수 있다. 또한 데이터 센터에서 AC전원 대신 DC전원을 사용하도록 함으로써 커다란 에너지 소비 절감 효과를 거둘 수 있다

인텔은 신규 데이터 센터에서 이미 15KW의 전력을 공급하고 있으며 더운 공기와 찬공기를 분리하고 있다. 데이터 센터수준에서 열 설계 분석을 통해 최적화된 냉 공조 시설을 운영하고 있고 이미 400V 직류 전원을 사용하는 데이터 센터에 관한 연구도 학계와 공동으로 연구하여 그 성과를 이미 발표한 바 있다.

몇몇 데이터 센터에서는 인텔 Eco-Rack이라는 것을 사용하여 랙 단위의 효율성을 극대화하고 있다. 이것은 400V DC전원을 사용하고 바이오스에서 DBS등 시스템이 지원하는 모든 전력 절감 기능들을 사용하여 18%의 전력절감 효과를 거둘 수 있다는 것을 확인했다.

2007년 530억 비용절감 성과 = 인텔은 현재 전세계적으로 120여개의 데이터 센터를 갖추고 있다. 그렇지만 많은 수의 데이터 센터는 규모가 작고 공조나 전력, 공간의 부족 문제에 직면하고 있어 확장이 필요한 상태였다.

이러한 문제 외에도 여러 가지 당면한 문제를 해결하기 위해서 인텔은 좀 더 장기적인 관점에서 전략적인 접근이 필요하다는 것을 느끼고 데이터 센터 효율성 향상 프로그램을 시행했다.

작은 데이터 센터를 크고 효율적인 데이터 센터로 통합하고 이 데이터 센터를 전략적인 허브 구조로 연결해 전세계의 모든 컴퓨팅 자원들을 24시간 사용하게 함으로써 커다란 운영 비용을 절감하고 있다. 이렇게 해서 2007년에만 530억원의 비용을 절감하는 성과를 거두었다.

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