옵테인 SSD가 낸드플래시와 차별화된 5가지

인텔 옵테인은 독특한 제품이다. 주메모리(D램)과 보조저장장치(HDD, SSD 등) 사이에 위치하면서 양쪽 모두의 특징을 가지고 있기 때문이다. 이 가운데 솔리드스테이트드라이브(SSD)로 사용하면 낸드플래시 SSD가 가진 한계를 극복할 수 있다. 낸드플래시로 만든 SSD를 완전히 대체한다는 의미가 아니라 부족한 부분을 채워주고 상호보완적으로 데이터센터 완성도를 높일 수 있다.

디일렉은 프랭크 하디 인텔 펠로(박사)를 통해 옵테인 SSD가 낸드플래시 SSD와 차별화된 기술 5가지를 정리했다.

1읽기보단 쓰기가 문제
데이터를 자주 쓰는 작업에서 옵테인 SSD가 낸드플래시 SSD와 비교해 가장 돋보이는 부분이 내구성이다. 내구성은 시스템에서 수명 기간 내에 수용할 수 있고 안정적으로 기억할 수 있는 데이터 쓰기의 총 횟수를 말한다. 낸드플래시는 데이터를 저장하는 최소 단위인 셀(Cell)에 전자를 갇아 데이터를 저장한다. 데이터를 지우려면 갇힌 전자를 빼내면 그만이지만, 덮어 쓰려면 셀을 한 번 지워야 한다. 이 과정에서 낸드플래시의 수명은 조금씩 줄어든다. 반면 읽기는 이런 문제가 없다. 이 때문에 시스템 설계자는 읽기에 대해 크게 염려하지 않는다.

옵테인 SSD는 데이터를 쓸 때 낸드플래시와 다르게 셀을 지울 필요가 없다. 메모리 관리 기법 가운데 하나인 '가비지 컬렉션(garbage collection)'도 불필요하고 사용자의 눈에 보이지 않는 추가 공간을 할당하지도 않는다.

2읽기 대기 시간이 압도적으로 빠르다
인텔에 따르면 낸드플래시 SSD의 유휴 평균 무작위 읽기 대기 시간은 80마이크로초(μs) 수준이다. 옵테인 SSD는 10us에 불과하다. 대기 시간이 짧아 자주 읽어야 하는 데이터에 효과적이다. 메모리와 스토리지 계층은 더 자주 접근하는 데이터를 프로세서에 가깝게 배치한다. 그렇지 않은 데이터는 중앙처리장치(CPU)에서 멀리 떨어진(대기 시간이 길어짐) 저렴한 메모리로 이동한다. 다수의 메모리가 CPU로부터 멀리 떨어지게 된다. 결과적으로 프로세서는 데이터를 기다리느라 더 많은 명령 주기를 낭비한다. 대기 시간이 짧은 새로운 메모리 기술이 있어야 시스템의 균형을 다시 잡을 수 있다.

3낸드플래시 진영도 대기 시간에 초점
낸드플래시 SSD도 대기 시간을 줄이기 위해 특별히 설계한 제품을 내놓고 있다. 대표적인 것이 싱글레벨셀(SLC·1비트)로 이루어진 SSD다. 고속 컨트롤러와 데이터, 읽고·쓰기 속도는 물론 내구성이 높은 SLC 낸드플래시로 대응한 셈이다. SLC 기반 SSD도 옵테인 SSD처럼 모든 데이터를 저장하는 용도가 아니다. 자주 사용하는 데이터를 미리 담아주는 캐시 역할이다. 인텔이 주장한 것처럼 스토리지에서 대기 시간 단축이 얼마나 중요한지 낸드플래시 SSD 업계가 스스로 증명한 셈이다.

4맞춤형 데이터베이스 설계가 가능
옵테인은 D램과 SSD 모두 쓸 수 있는 제품이다. 옵테인 SSD는 '앱 다이렉트' 기능을 같이 제공한다. 100이라는 저장공간을 메모리, 스토리지로 나눠 쓸 수 있다. 일중의 하이브리드 모드다. 인텔은 퍼시스턴트 메모리 개발 키트(PMDK)를 통해 사용자가 데이터베이스를 입맛대로 설계하도록 지원한다. 예컨대 중국 검색 서비스 업체인 바이두는 옵테인과 제온 스케일러블 프로세서를 통해 스토리지와 D램 역할을 동시에 해내는 피드큐브(Feed-Cube) 데이터베이스를 만들었다. 원리는 간단하다. 옵테인 SSD의 일부 공간을 D램처럼 할당해 자주 활용하는 데이터를 넣어둔 방식이다. 나머지 공간은 일반 스토리지다.

5성능이 더 높은 옵테인 제품도 있다
옵테인 SSD의 유휴 평균 무작위 읽기 대기 시간은 10마이크로초(us)다. 옵테인 DC 퍼시스턴트 메모리는 이보다 더 빠른 100~340나노초(ns)다. 밀리초(ms)에서 마이크로초(us)로 대기 시간이 짧아졌을 때 시스템 성능이 크게 달라졌음을 느꼈다. 하드디스크드라이브(HDD)에서 SSD가 대표적인 사례다. 옵테인 SSD 외에 또 다른 옵션이 제공된다는 점은 시스템 설계의 유연성을 높여준다.