[CIOBIZ+] Global lssue - 2010 데이터센터 설계 트랜드 - 전력집적도별 구역 설계

📁관련 통계자료 다운로드전력과 냉각시스템 관점에서 본 데이터센터 하이프사이클국내외를 막론하고 데이터센터 통합 프로젝트가 화두다. 지어진 지 5년 이상된 데이터센터는 전력시스템과 냉각시스템을 완전히 새로 교체해야 할 필요성도 제기되고 있다.

 냉각시스템과 탄소배출관리, 전력 관리뿐만 아니다. 정보시스템에 대한 업무 의존도가 크게 높아지고 인터넷 기반 비즈니스가 폭발적으로 팽창하면서 여기저기에서 우후죽순격으로 데이터센터를 설립하고 있다.

 분산된 데이터센터들을 관리하는 것이 오히려 더 많은 비용을 요구하고 비합리적인 IT 비용 지출의 원천이 된다는 지적을 받고 있다. 더 큰 문제는 이같은 IT인프라 때문에 비즈니스 요구에 대한 신속한 지원이 쉽지 않다는 점이다.

가트너는 현재 데이터센터가 안고 있는 문제를 △상면 공간 △IT 사용에 대한 전략적 계획 부족 △민첩성과 속도 △장비의 고집적화 △새로운 요구사항에 대한 보안 문제와 고비용의 어려운 전력 배분 △전력비용에 대해 IT조직의 노출 △친환경 데이터센터를 요구하는 법규제 △최고재무책임자(CFO)의 관리 심화 등으로 요약했다.

 이러한 데이터센터 문제를 해결하기 위해 가상화, 전력사용 모니터링, POD 기법의 데이터센터 구축 등 많은 방법이 제시돼 왔다. 여기에 새롭게 전력집적도별 구역(Density Zones. DZ) 설계 방식이 거론되고 있다. 서버의 워크로드를 구분해 △저전력 구역 △중전력 구역 △고전력 구역 등 영역별로 데이터센터를 블록화하는 것이다.

간단한 사상이지만 전력집적도별 구역 설계가 적용될 경우 혜택은 작지 않다. 데이터센터 구축비용과 연간 전력비용이 20% 이상 절감된다. 게다가 별다른 노력이나 수고 없이 ‘수직적 확장’이 가능하다. 데이터센터를 확장하기 위해 자원 재분배나 상면공간에 대한 고민없이 성능을 확장시킬 수 있는 것이다.

 이달 1일부터 4일까지 미국 라스베이거스에서 개최된 ‘가트너 28회 연례 데이터센터 컨퍼런스’에서도 전력집적도별 구역 설계 기술에 대한 심도깊은 논의가 이뤄졌다. 가트너의 2009 데이터센터 컨퍼런스 자료를 CIO BIZ+가 단독 입수했다.

◇서버 워크로드 분석 후 영역 구분=서버 비용은 ‘구매 비용+최소 3년간의 전력비’를 계산해야 한다. 미 환경보호국(EPA)은 이미 서버의 전력 소모에 대한 표준을 확정했고, 향후 18개월 내에 EPA가 데이터센터 효율성 지침을 마련한다고 해도 놀랄 일이 아니다. 법규제 또한 많은 기업들을 한숨 쉬게 만들고 있다.

한동안 고객관계관리(CRM) 분야에서 ‘모든 고객이 동등한 것은 아니다’라는 말로 팔레토의 법칙을 설명하곤 했다. 80%의 매출을 올려주는 상위 20%의 고객이 나머지 고객과 동등한 대접을 받을 수 없는 것이 현실이다. 애플리케이션도 마찬가지다. 애플리케이션들이 동등한 자원을 소모하는 것은 아니다.

 애플리케이션마다 CPU, 메모리 혹은 스토리지를 각각 다르게 소모하고, 이는 애플리케이션의 전력 소모 차이로 나타난다. CRM에서 상위 20% 고객을 잘 관리하는 것이 핵심이라면 데이터센터에서는 상위 20%의 전력 소모를 하는 애플리케이션을 특별 관리하는 것이 전력 비용 절감과 데이터센터 비용 절감의 출발점이 된다.

가트너의 데이비드 카푸치노 애널리스트는 최근 열린 가트너 데이터센터 컨퍼런스에서 신규 데이터센터 구축 혹은 데이터센터 리스트럭처링을 앞둔 기업이라면 DZ를 나누는 것부터 시작해야 한다고 조언한다. 2013년까지 70%의 신규 혹은 재구축되는 데이터센터는 DZ 기술을 고려해야 할 것으로 전망된다.

DZ 설계를 고려하는 많은 기업들을 대상으로 조사한 결과, 기업에서 전력 소모를 많이 하는 상위 애플리케이션, 즉 고전력 구역에 해당되는 애플리케이션은 대략 10∼15%라는 것을 발견했다. 중전력 구역에 해당되는 전력 요구 애플리케이션은 20%, 그외 나머지 워크로드가 저전력 구역에 해당된다. 이 전력집적도 등급을 적용해 데이터센터를 설계하면 비용을 20% 이상 낮출 수 있는 것으로 나타났다.

◇전력소모 많은 워크로드는 10% 불과=가트너는 약 9000평방피트(약 836평방미터)의 데이터센터를 기준으로 고전력 구역 10%, 중전력 구역 20%, 그리고 나머지 70% 워크로드를 저전력 혹은 평균전력으로 전력집적도 구역을 설계했을 때 데이터센터 총 구축 비용은 약 21%, 연간 전력비는 27%까지 감소된다고 밝혔다.

 상면 공간의 10%를 차지하는 고전력 구역에서는 평방피트 당 200와트의 전력을 소모하게 된다. 중전력 구역 20%는 평방피트 당 150와트, 나머지 70%를 평방피트 당 100와트로 설계할 경우 전체 구축 비용은 약 1680만달러이며, 50% 워크로드 상태에서 연간 전력비용은 74만달러가 발생된다.

DZ 구분 기술의 장점은 전력 사용 효율화다. 서버에 대한 워크로드를 고성능, 중간, 저성능으로 구분하고 각 서버들을 전력집적도별로 등급을 나눠 배치하면, 저전력 구역은 대부분의 정적인 애플리케이션 및 서버들이 해당된다. 많은 기업에서 이들 애플리케이션 및 서버는 압도적으로 다수를 차지한다.

 그동안 고성능 업무에 필요한 전력이 전 데이터센터에 평균적으로 공급됐다면 DZ 기반 데이터센터 설계로 전력분배를 차등화, 합리화할 수 있게 된다. 70%의 정적 애플리케이션 및 서버들은 기존의 절반 수준 전력으로도 충분히 운영됐을 수 있는 것이다.

비용절감과 함께 유연성도 DZ 기반 데이터센터 구축 설계의 매력적인 혜택이다. 전력집적도 구역의 변경에도 유연하게 대처할 수 있으며, 고전력 구역에 서버가 더 들어설 경우에도 전원분배장치(PDU)를 확장해 간단히 전력을 증강시킬 수 있다. 만일 고성능 애플리케이션이 추가된다면, 고전력 구역에 서버들을 추가 배치하는 것으로 다른 전력구역의 서버들에 미치는 영향 없이 간단히 데이터센터의 성능을 확장시킬 수 있다.

◇복잡한 재배치 없이 수직적 확장=데이터센터의 수직적 확장성은 DZ 차등 설계의 큰 장점이다. 전력집적도 차등화 설계를 통해 데이터센터 성능 확장이 훨씬 간편해진다.

 수평적으로 성능을 확장할 경우 데이터센터 상면공간, 기존 장비들의 자리 재배치, 케이블링과 전원 분배 등 상대적으로 복잡하고 확장에도 한계가 있다. 그러나 비슷한 워크로드를 가진 서버들끼리 한 영역 내 묶어두면 이후 서버 증설이 필요할 경우 해당 구간의 랙에 서버만 추가해 올리면 된다. 수직적인 확장성은 단위 공간 당 컴퓨팅 파워의 수준을 더 강화할 수 있는 좋은 방법이 된다.

이들 영역에 대해 적절한 전력분배, 냉각시스템만 추가하면 되므로 전체 데이터센터 관리도 한결 수월해질 수 있다. DZ 기반 데이터센터 설계에 의한 비용절감 효과는, 전력 소모가 비슷한 워크로드를 같은 서버존에 배치함으로써 전력과 냉각에 따른 관리가 동반한 것에도 이유가 있다.

고전력 구역을 다른 구역이나 전체 데이터센터 공간과 차단시켜 분리하는 것도 방법이다. 고전력 구역에서 발생되는 뜨거운 열기가 다른 공간으로 흘러가지 않도록 차단하고, 한정된 고전력 구역의 발열 관리에 집중함으로써 전체 데이터센터 냉각이나 공기 순환 관리를 합리적인 비용으로 할 수 있다.

 그동안은 일부 서버가 전체 데이터센터 온도를 올리고, 그로 인해 데이터센터 전체를 냉방하거나 공기순환시키기 위해 많은 비용이 소요됐다. 전력집적도 기반으로 구역을 나누면 전체 데이터센터 환경에 영향을 덜 주기 때문에 데이터센터 수명을 좀더 늘려줄 수 있고 수직적 성장으로 전체 시설의 활용률을 극대화할 수 있다.

가트너 데이비드 카푸치노 애널리스트는 “이러한 전력사용별 구역을 구분 배치함으로써 기업은 데이터센터 비용과 연간전력소모를 낮출 수 있다”며 “확장성 있는 PDU와 UPS만 있으면 전력집적도 구역 재배치나 변경, 데이터센터의 완전 재배치 또한 어렵지 않다”고 설명했다.

박현선기자 hspark@etnews.co.kr