어플리케이션 응답속도를 더욱 빠르게 _ CIS본부 HRCT파트 유진승 상무

기본적으로 IT시스템내에서 동작하는 어플리케이션은 데이터베이스내 저장된 데이터이던 파일시스템에 저장된 어떤 형태의 결과물이던 간에 이들이 저장되어 있는 스토리지의 결과 값을 통해 사용자에게 전달하는 과정을 거치게 됩니다.

어플리케이션으로부터 요청을 받은 스토리지는 물리적인 하드디스크에 저장되어 있는 데이터를 보내주기 때문에 궁극적으로 어플리케이션의 응답속도는 하드디스크의 데이터 전송 속도에 기반 할 수 밖에 없는 구조입니다.

IT시스템을 설계하는 설계자들은 이러한 어플리케이션의 응답속도를 더욱 더 빠르게 가져오기 위해 과거부터 여러 방면으로 노력을 해왔습니다.

하드디스크는 구조적으로 데이터를 저장하는 원판형 플래터에 기록을 하고 회전하는 플래터에서 디스크 암을 통해 데이터를 읽어오는 구조이므로 플래터의 회전속도가 결국 데이터 입출력의 속도를 좌우하게 됩니다.

따라서 하드디스크의 성능을 향상시켜 데이터 입출력의 속도를 빠르게 하기 위해서는 기본적으로 플래터의 회전속도를 향상시키는 기술을 기반으로 발전해왔습니다.

그러나 플래터 회전속도의 향상은 한계가 있었고 발전 속도도 느렸기 때문에 과거에는 하드 디스크에서 데이터를 읽어오는 기술을 바탕으로 가급적이면 자주 사용되는 데이터를 하드 디스크 내 데이터가 저장되는 플래터의 바깥쪽으로 위치시키는 기법들을 적용하기도 했습니다.

현재 하드디스크는 10,000 RPM, 15,000 RPM의 회전속도를 가지고 있으며 이러한 회전속도는 기술적으로는 거의 한계에 다다랐기 때문에 이제는 플래터의 회전속도가 아닌 용량을 증가시키는 형태로 발전하고 있습니다.

이러한 하드디스크 기반의 데이터 입출력 속도 개선에는 한계가 존재하기 때문에 플래쉬 메모리 기술를 응용한 새로운 기법들이 연구되기 시작했고 이를 통해 나타난 새로운 저장매체가 SSD입니다.

SSD는 플래쉬 메모리 기반의 저장 기술이므로 데이터의 읽기 속도는 하드디스크에 비해 비약적인 성능 개선을 가져올 수 있게 되었습니다.

이를 통해 전통적인 하드디스크 기반의 스토리지도 이러한 플래쉬 메모리를 탑재한 스토리지의 형태로 전환이 이루어지기 시작했고 플래쉬 메모리의 탑재 비율에 따라 Hybrid 스토리지, All Flash Storage등으로 구분될 수 있습니다.

이처럼 플래쉬 메모리 기술은 데이터 입출력 속도를 비약적으로 개선시킬 수 있는 새로운 기법으로 등장하게 되었고 플래쉬 메모리를 스토리지 뿐 아니라 서버사이드에 탑재를 통해 스토리지쪽으로 발생하는 IO 호출을 최대한 억제시켜 어플리케이션의 응답속도를 더욱 더 개선 시키는 형태로 발전하고 있습니다.

이러한 비휘발성메모리모듈은 현재 최대 16GB모듈까지 개발되었고 초당 최대 17GB/s의 데이터 입출력 속도를 보여주고 있습니다. 

특히 최근에는 휘발성 메모리인 DRAM에 NAND Flash와 보조 전원장치를 추가하여 서버가 정지되어 전원이 공급되지 않는 상황에서도 메모리상에 탑재된 데이터를 NAND Flash로 안전하게 백업하고 다시 전원이 정상화 되었을 때  DRAM으로 다시 복구하는 기능을 가진 비휘발성메모리모듈(NVDIMM: Non Volatile Dual In-line Memory Module) 이라는 새로운 기술이 발전하고 있습니다. 

이와같은 메모리 기술은 NVDIMM-F(스토리지 타입), NVDIMM-P(메모리와 스토리지의 하이브리드 타입) 규격등을 통해 용량의 증가도 더불어 발전되는 추세이며 또 다른 메모리 저장 기술인 3DXPoint 기반의 또 다른 규격으로도 발전하고 있으므로 향후에는 대부분의 데이터를 이러한 메모리 기반에 저장을 통해 어플리케이션의 응답속도는 더욱 더 발전하는 추세로 나타나게 될 것입니다.

이처럼 데이터의 저장 위치 및 저장 매체의 활용 방식에 따라 어플리케이션의 응답속도는 엄청난 차이를 보일 수 있게 될 것이고 적용되는 시스템 용도에 따라 다양한 형태의 기술 적용을 통해 향후 어플리케이션은 비약적인 성능 향상이 이루어질 수 있을 것으로 보입니다.