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컴퓨터의 미래와 스토리지

Cloud 2016.03.20 21:45 Posted by Storage Story

스토리지 산업에 많은 변화가 있다는 것은 스토리지 산업이 별나서가 아니라 IT 산업이 가지는 특징과 관계가 있어 보입니다. 어떻게 보면 IT 산업은 인류에게 있어 상당히 낯선 산업입니다. IT라는 것이 탄생한지 얼마나 되었을까요? 언제부터 IT 역사의 시작으로 삼으면 좋을지는 모르겠습니다만, 대략 1950년대부터 컴퓨터가 산업으로서 시작하였다고 한다면 이제 겨우 한 70년 되는 셈입니다. 트랜지스터가 1948년에 최초로 만들어졌고 최초의 컴퓨터라고 불리는 (이론의 여지는 있지만) 에니악이 1946년 만들어졌으니 대략 1950년을 기점으로 보는 것도 크게 무리는 없어 보입니다.

IBM이 1956년 최초로 5MB의 스토리지를 비행기에 싣는 모습. Model 305 RAMAC. 이 모델은 판매가 아닌 리스의 형태로 당시 금액으로 월 3,200달러를 지불했어야 하는데요, 요즘 화폐가치로는 28,000달러 이상일 것이라고 하는군요. 출처: http://nextshark.com/ibm-5mb-hard-drive/

미래의 컴퓨팅은 어떻게 될까요? 이코노미스트는 지난 3월 12일자 상당히 흥미로운 기사를 실었습니다. The Economist에서 표제 기사와 기술 부문(Technology Quarterly) 등에서 상당히 많은 분량을 컴퓨팅에 관한 글로 채웠는데요, 읽으면서 역시 이코노미스트구나 하는 생각이 들었습니다. 특히 표제의 글인 ‘After Moor’s law, The future of computing’을 읽으면서 생각의 빈틈들을 메워나갈 수 있었습니다. 오늘날 30억 명의 사용자들이 들고 다니는 스마트폰은 1980년대 하나의 방(room)만한 크기의 슈퍼컴퓨터였고 IT라고 하는 산업은 계속해서 이렇게 끊임없이 디지털 혁신(digital distruption)을 해왔다는 것입니다. 그러나 그렇게 계속될 것 같은, 이른바 인텔의 공동 창업자가 말한 고든 무어(Gordon Moore)의 ‘무어의 법칙’은 이제 그 속도가 줄어들고 있습니다(아래 그림 참조). 매 2년이 아닌 2.5년 그 이상으로 말이죠. 그러나 이것은 “컴퓨팅의 속도가 갑자기 느려지는 것이 아니라 그 본질이 변화하고 있다(the nature of that progress is changing)”고 이코노미스트는 진단하고 있습니다. 컴퓨팅의 미래가 다른 3개의 분야에 의해서 변화하고 있고 그것들은 소프트웨어(software), 클라우드(cloud), 새로운 컴퓨팅 아키텍처(new computing architecture) 등이라고 말이죠.

출처:이코노미스트 2016, 3월 12일. http://www.economist.com/printedition/2016-03-12

3개 분야에 의한 컴퓨팅 환경 변화 중에서 ‘새로운 컴퓨팅 아키텍처’가 가장 눈에 띕니다. 특정한 업무를 위해 최적화된 특별한 칩(specialised chips optimsed for particular jobs)이 그러한 것이며 마이크로프로세서 기술의 발전이 클라우드 컴퓨팅이나 신경망 프로세싱(neural-network processing), 컴퓨터 비전(computer vision)이나 기타 다른 업무(other tasks) 등을 그러한 예로 꼽고 있습니다.

Custom built, 이코노미스트는 미래 컴퓨터에서 ‘새로운 아키텍처’로서 프로세스 차원에서의 예를 들고 있습니다(주 참조). 이러한 생각의 프레임워크를 그대로 원용해 본다면 데이터 센터에서의 미래도 충분히 가늠해 볼 수 있을 겁니다. 소프트웨어에 기반한 클라우드, 그리고 특별한 컴퓨팅 체계 등으로 생각해 볼 수 있는데요, 스토리지 비즈니스에 조망해 본다면 소프트웨어 정의 인프라스트럭처(Software Defined Infrastructure; SDI)와 표준화된 서버와 스토리지 기술 등이 그런 것이 아닐까 싶습니다. CPU 차원에서의 진보보다는 새로운 컴퓨팅 형태로서 말이죠. 위 그림에서 보는 것처럼 CPU의 경우 클럭 스피드를 높이는 것보다는 밀도를 높이고 있습니다. 이미 CPU 고성장의 한계라고 해도 크게 무리는 아닐 것이고 앞으로 인텔이 CPU 개발에 더 많은 노력을 해야 할 것인가도 사실 의문입니다. 이코노미스트에 따르면 실리콘 밸리의 분석가의 말을 빌려 “경제적 관점에서 무어의 법칙은 끝났다”고 선언합니다. 이는 미세 공정, 이른바 나노 공정의 수준이 높아질 수록 비용이 올라가기 때문에 그렇다는 것인데, 기술의 문제라기 보다는 양산의 문제로(경제적인 문제로) 현재의 미세공정의 수준이 앞으로 나아진다고 해도 지난 몇 수십 년 동안의 급격한 속도에 이르기는 어렵습니다.

이제 Intel CPU를 사용하는 서버라면 서버 그 자체로서 뿐만 아니라 그 응용 범위를 SDI와 같이 넓혀야 하는 것은 분명해 보입니다. 소프트웨어로 정의하는 스토리지와 네트워크 등이 클라우드를 가속시킬 것이고 소프트웨어로 정의되는 데이터 센터가 결국 데이터 센터가 지향해야 할 것입니다.

그런데 스토리지 산업은 소프트웨어로 정의되는 스토리지 그 이상의 것이 있어 보입니다. 여기에는 하드웨어에 의한 자기 파괴적인 기술 혁신이 있습니다. 누가 뭐래도 플래시는 HDD를 대체할 것이고 스토리지 산업의 판도를 많이 바꿀 것으로 보입니다. 이런 상황에서 스토리지 산업은 확실하게 이런 부문에서 앞으로 성장의 여지는 충분히 있어 보입니다. HDD는 상당히 많은 분야에서 그 역할을 다해내고 있지만 한계는 여전합니다. 물리적으로 플래터를 돌려야 하는 방식은 이미 물리적 한계에 부딪히고 있습니다. 또한 플래시 기술이 엔터프라이즈 환경에 접목되면서 이미 상당히 많은 다양한 상황을 경험해서 더 이상 플래시 먼발치에서 보기만 하는 것은 의미 없어 보입니다. 무엇보다도 성능이 좋아진다는 것은 엔터프라이즈 환경이나 IOT 등에서 환영할만한 사건이죠.

플래시가 가지는 이점은 성능이 좋아진다는 것 이상의 것이 있습니다. 스토리지 관리자들은 구성이나 문제 해결, 스토리지 어레이의 튜닝 등과 같은 일상적으로 발생하는 것들에서 벗어날 수 있다는 점에서 이점이 있습니다. 또한 기존의 HDD 또는 하이브리드 어레이와 같은 스토리지 시스템에서는 제공하지 못했던 새로운 가치를 제공합니다. 물리적인 랙의 개수를 줄이거나 상면의 숫자, 전력, 냉각비용 등은 플래시 기반의 스토리지 시스템이 제공하는 새로운 가치일 것입니다. 물론 여기에는 다른 주장들도 있습니다. 이를테면 3D NAND나 3D XPoint 등과 같은 기술이 더 많은 전력과 그로 인한 냉각 비용이 발생할 것이라는 것이죠. 그러나 데이터센터 내 점유 공간이 줄어들고 더 작은 면적에서 더 높은 성능을 제공할 수 있게 된다는 것은 단위 면적 당 이전보다 전력이나 냉각 비용 면에서 충분한 메리트를 제공할 수 있습니다.

가트너(Gartner)가 실시한 설문에 따르면 플래시 기반의 스토리지를 사용하는 사용자의 33%가 하이브리드 형태의 HDD 어레이를 사용하는 것과 비교해서 48%의 전력 비용을 절감했으며, 냉각 비용은 76% 절감, 공간 절약은 63%를 줄여 운영 및 유지 관리 비용을 16% 줄일 수 있게 되었다고 합니다.

또한 진동과 소음이라는 측면에서도 고려해 보아야 할 것 같은데 아직까지 이것에 관한 자료는 발견하지 못했습니다. 데이터 센터 내에서 끊임없이 발생하는 HDD의 진동이 실제 데이터센터에 어떠한 영향을 미치는지 말이죠. 전자적으로 동작하는 서버나 스토리지 시스템에서 물리적으로 동작하는 회전체는 냉각팬과 HDD뿐인데, 그런 면에서 향후 데이터센터 설비의 안정성과 연결되면서 플래시는 매우 중요하게 바라봐야 할 기술 중 하나가 될 것입니다.

하지만 플래시 역시 인텔의 CPU와 같은 길을 가지 않을까 생각합니다. 플래시에 적용되는 미세 공정이 어느 순간에는 현재의 CPU와 같이 수지타산이 맞지 않는 상황이 될 수도 있지 않을까 생각해 봅니다. 현재는 커가고 있는 단계니 그 순간이 언제인지는 알 수 없지만 결국 그런 순간이 나오지 않을까요?

컴퓨팅의 역사와 미래 기술을 보면서 현재의 스토리지 산업을 보면 상당히 큰 변화 한 가운데 있습니다. HDD가 플래시로 넘어가면서 데이터센터가 변화할 것이고 소프트웨어가 스토리지를 정의하고 데이터 센터를 정의하게 되고 그것이 클라우드로 커가면서 향후 컴퓨팅 환경은 우리에게 단순히 서비스로만 남을 것이라는 생각마저도 듭니다. 변화를 계속하고 새로운 기업들이 계속 태어나면서 이들이 거대 기업들을 위협하고 있는 이 산업에 있다는 것이 때로는 힘들지만 그래서 역동적이고 살아 있음을 느끼게 됩니다.


주) Computer vision: The Ecomist에서는 computer vision에서 대해서 모비디우스(Movidius)의 예를 들면서 증강현실(augmented reality)를 말하고 있습니다. 그렇다고 해서 증강현실에 한정하지는 않습니다. 현재 모비디우스는 9천만 달러에 달하는 자금을 모았으며 로봇이나 자율주행 자동차 등과 같은 곳에서 처리하는 특별한 형태의 칩을 개발하고 설계하는데 역량을 집중하고 있습니다. 모비디우스가 개발한 Myriad 2의 경우 이미지(image)와 비전(vision)을 처리하는 프로세서로 이것을 그들은 VPU(vision process unit)이라고 부릅니다. 저전력이면서 latency가 짧다고 말하고 있는데요, 자전거 헬멧에서 Myriad 2를 달고 사물을 어떻게 인지하는지를 보면 Nvidia의 GPU 기술과 비슷하고 자율주행자동차나 ADAS(advanced driver assistance system)의 관련 기술과도 비슷합니다. 관련 유투브 영상을 보시면 이해가 빠를 것 같기도 하네요(https://youtu.be/hD3RYGJgH4A).

 

- Merci & Fin -

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