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과거 PC 시대의 데이터 센터는 빠른 CPU와 메모리에 의존하고 스토리지(저장장치)는 용량이 많거나 내구성이 좋은 하드 디스크(HDD)를 중심으로 시스템을 구성했지만, 인터넷 연결을 지원하는 다양한 스마트 기기에서 막대한 데이터를 수집/분석/처리해야 하는 빅데이터 시대에는 스토리지의 읽기/쓰기 속도와 지연시간도 그에 못지 않게 중요해지면서 SSD(Solid State Drive)가 스토리지 중심으로 자리잡고 있다.

그러나 PC와 달리 항상 켜진 상태에서 안정적으로 동작해야 하는 데이터 센터는 SSD 선택 기준으로 저렴한 가격보다 검증된 안정성과 성능, 믿을 수 있는 브랜드의 장기간 A/S 관리가 가능한 신뢰성을 요구한다. 그래서 일반 PC용 SSD는 수명이 짧은 TLC 낸드 플래시를 써서 가성비를 높인 제품들이 주축으로 자리잡기 시작했음에도 데이터 센터용 제품은 아직 안정적인 MLC 낸드를 사용한다.

인텔에서는 일찍부터 데이터센터를 위한 전용 SSD 모델인 인텔 SSD DC(Data Center) 라인업을 출시하면서 5년 무상 A/S 기간을 비롯해 강력한 성능과 높은 안전성, 인텔 소프트웨어를 통한 손쉽고 빠른 SSD 관리를 제공하는데, 오늘 살펴볼 제품은 최신 16nm 3D MLC 낸드를 탑재한 인텔 SSD DC S3520이다.

■ 3D NAND와 저전력이 특징인 인텔 SSD DC S3520

인텔 SSD DC S3520 시리즈는 데이터 센터용으로 만들어진 인텔 SSD 시리즈 가운데 일반 2.5인치 SATA 폼팩터를 지원하는 모델이다. 인텔 SSD DC 라인업은 SATA보다 더 빠른 인터페이스를 지원하는 PCI Express 확장 카드 방식을 비롯해 U2 2.5인치, M.2 규격의 제품들도 출시되지만, 일반적인 서버 시스템은 대부분 스토리지 규격으 SAS 또는 SATA 인터페이스를 지원하는 HDD 장착을 기준으로 설계됐기 때문에 SATA 방식의 DC S3520 시리즈로 교체해 스토리지 성능을 향상시킬 수 있다. 

특히 데이터 센터에서는 일반적인 스토리지 읽기/쓰기 성능 외에도 IOPs(Input/Output Operation Per Second)로 불리는 초당 입출력 처리량이 매우 중요한데, 최고 성능을 구현하기 위해서는 PCI Express NVMe SSD를 써야 하지만 SATA 인터페이스에서도 인텔 SSD DC S3520은 HDD 최상급 제품과 고성능 PCIe NVMe SSD 사이 공백을 메워준다. 인텔 3D MLC 낸드를 사용해 스토리지 경제성을 갖춘 DC S3520은 비용 대비 IOPs 구성 뿐만 아니라 전력 효율, 성능, 드라이브 신뢰성 및 데이터 무결성을 갖춘 HDD 대체품이다.

데이터 센터용 인텔 SSD DC 제품군은 S3520 시리즈를 포함해 제품 규격, 인터페이스, 용량, 성능별로 원하는 모델을 선택할 수 있다. 이 가운데 16nm 3D 낸드 플래시가 들어간 인텔 SSD DC S3520 시리즈는 2.5인치 스토리지 규격 SATA 6Gbps 인터페이스로 순차 읽기 속도 최대 450MB/s, 쓰기 속도 최대 380MB/s를 지원하며, 랜덤 4K 읽기/쓰기 속도는 각각 67,500 IOPs 및 17,000 IOPs다. 150GB부터 1.6TB 용량까지 다양한 용량으로 출시된다.  

인텔 SSD DC S3520 시리즈는 기존에 출시된 DC S3510 시리즈와 비교해 전력 효율이 높아지면서 idle 소비 전력은 15%, 쓰기 활성화(active write)에서는 30%가 줄었 와트당 성능은 35% 향상됐다. 전력 사용량이 낮아진다는 것은 데이터 센터에서 1.7kW 랙(rack)에 기존보다 2배의 드라이브를 탑재할 수 있다는 의미이며, 랙 밀도와 성능이 향상되더라도 기존 DC S3510을 쓸 때보다 전력을 최대 46%까지 절감할 수 있다.

또한 DC S3520 시리즈는 제품 내구성도 향상되어 하루 1회 이상 전체 드라이브 쓰기(1.0 DWPD)로 광범위한 애플리케이션에 적합하고, 200만 시간의 평균 무고장 시간(MTBF), 5년 간의 긴 무상 A/S 기간으로 데이터 센터에서 연간 운용비용을 낮춰준다.  

■ 데이터 센터에서 HDD를 대체하는 빠른 성능 제공

일반적으로 SSD는 컨트롤러와 낸드 플래시가 채널 구조로 엮어있기 때문에 용량에 따른 성능 차이가 발생한다. 인텔 SSD DC S3520 시리즈도 인텔 홈페이지에서 제공하는 스펙을 살펴보면 최대 연속 읽기/쓰기 성능은 480GB 모델부터, 랜덤 4K 읽기/쓰기는 1.2TB 모델이 되어야만 구현된다. 랜덤 4K 성능은 용량별 차이가 크지 않아 480GB급 이상이면 데이터 센터에서 최적의 성능을 낼 수 있을 것으로 보인다.  

인텔 SSD DC S3520 800GB는 데이터 센터용으로 만들어진 제품이지만 서버에서 직접 테스트 할 수 없기 때문에 일반 데스크탑 PC에서 SATA 6Gbps 포트에 연결해 테스트했다. 7200 RPM으로 동작하는 3.5인치 5TB HDD와 비교해보면 연속 읽기/쓰기 속도는 물론 4K 랜덤 읽기/쓰기 속도에서 인텔 SSD DC S3520이 큰 차이를 보이는 것을 확인할 수 있다.  

특히 IO Meter를 통해 서버 쪽에 들어가는 스토리지에서 중요시하는 4K 랜덤 읽기/쓰기 성능을 측정해보면 SSHD와 HDD로는 SSD에서 지원하는 IOPs 수준을 따라가지 못하는 것으로 나타난다. 초당 입출력 처리량이 중요한 데이터 센터에서 HDD를 인텔 SSD DC S3520으로 교체했을 때 얻을 수 있는 확실한 성능 향상이다.  

HD Tune Pro로 스토리지 성능을 측정해보면 HDD처럼 전송 속도가 점점 떨어지는 것이 아니라 최대 전송 속도를 일정하게 유지하고 있는 것으로 나타난다. 또한 스토리지에 빠르게 접근하는 액세스 타임에서도 HDD는 저용량 SSD가 결합된 SSHD를 제외하고는 SSD에 크게 뒤떨어지는 시간을 기록했다.   

PCMark 8 스토리지 2.0 테스트 결과를 살펴보면 점수 차이는 인텔 SSD DC S3520과 HDD가 크지 않은 것처럼 보이지만 실제로 평가항목인 스토리지 2.0 대역폭(bandwidth)과 개별 테스트 시간을 비교해보면 상당한 차이를 확인할 수 있다.  

■ SATA HDD 서버에서 스토리지 교체로 성능 향상을

그 동안 인텔 SSD 제품군은 일반 소비자용 SSD 시장에서 많이 알려졌지만 최근에는 데이터 센터나 기업 시장, 임베디드 제품군으로 더 주목받고 있다. 일반 소비자용 SSD는 TLC 낸드가 주류가 되면서 수많은 업체들과 치열한 가격 경쟁을 펼쳐야 하지만 기업 시장은 아직까지 성능과 안정성에 더 높은 가치를 두고 있다.  특히 데이터 센터에 들어가는 SSD는 24시간 계속 동작하면서 장시간 사용에도 오류 발생 및 리스크를 최소화해야 하고 장기간 A/S 및 빠른 기술 지원을 필요로 하기 때문에 글로벌 기업 인텔 브랜드에 대한 신뢰도 높다.

SSD 시대가 본격화되면서 아예 스토리지 서버 전체를 낸드 플래시로 구성하거나 D램과 SSD 사이의 차세대 메모리를 사용한 인텔 옵테인 메모리 SSD 같은 제품도 등장하고 있지만, 구형 노트북에서 HDD를 SSD로 바꾸는 것만으로 체감 성능이 대폭 향상되는 것처럼 데이터 서버를 새로 바꾸지 않더라도 SATA HDD를 인텔 SSD DC S3520으로 교체하는 것만으로 뻐른 성능과 소비전력 절감을 가져올 수 있다. 제품 용량도 150GB부터 1.6TB까지 다양해 여러 개의 SSD를 장착하지 않아도 S3520 하나로 원하는 용량을 구축하는 것이 가능하다.

케이벤치 기자 / pr@kbench.com