NVMe를 미래로 이끌어 가기

3 2021

By Cameron Crandall

새로운 시대가 시작할 때 기업 및 Cloud 인프라에 있어 NVMe의 미래에 대한 많은 기대가 있었습니다. Fabric에 대한 NVMe 관련 논의부터 새로운 폼 팩터와 심지어 PCIe 5.0까지, 방대한 혁신을 올해 공개할 예정입니다.

새로운 발명을 둘러싼 환경, 새로운 제품 출시 그리고 실행에 대한 새로운 접근법에도 불구하고 NVMe 도입은 이제부터 시작입니다. 신제품 발표회는 분석가와 기자들이 예상한 것보다 더 늦어질 수도 있지만, 당사는 올해 NVMe 도입을 이끌 요소에 대한 예측 중 일곱 가지에 중점을 둡니다.

1. 효율성은 여전히 가장 중요할 것입니다

대부분의 데이터 센터 관리자는 계산에 집중하지만 - NVMe가 작업을 더 효율적으로 실행할 수 있다는 사실로 인하여 많은 사람들이 NVMe로 전환할 것입니다. 더 많은 사용 가능한 계산 리소스와 더 빠른 전송 속도를 보유함으로써, 데이터 센터는 더 적게 활용하면서도 더 많은 것을 할 수 있습니다. 이것이 바로 전환이 더 매력적인 이유입니다.

2. 더 많은 기성품 솔루션을 통해 도입이 더 증가할 것입니다

모든 데이터 센터가 동일하게 생성된 것은 아닙니다. Hyperscaler는 맞춤형 부품을 생산하기 위한 막대한 예산을 가지고 있으며 최고의 또는 가장 빠른 제품을 보유하기 위해 기성품 부품에 의지할 필요가 없습니다. 더 많은 제조업체가 적절한 가격의 NVMe 스토리지 솔루션의 신제품 발표를 시작할 때, 1단계 및 2단계 제공업체들이 전환하는 모습을 보게 될 것입니다. 접근성이 좋은 상업적 제품을 통해 이미 가치가 입증된 검증과 테스트가 많습니다.

3. RAID 방법은 변화할 것입니다

이진수와 배경에 밝은 색으로 반사되는 모습 사이로 떠다니는 이진수가 있는 서버 랙

이론상으로, NVMe 실행은 하드웨어 제어장치에서 스토리지 장치를 잠금 해제하고 귀하가 SATA 및 SAS에서 얻을 수 있는 성능을 훨씬 뛰어 넘는 성능을 제공합니다. 그러나 구조가 하드웨어 기반 RAID 제어장치 및 중복 사례에 의존해 온 경우, NVMe 실행은 많은 문제를 일으킬 수 있습니다. 하드웨어 기반 RAID 제어장치 제조업체는 NVMe의 출현에 적응해야 하며 하드웨어 기반 RAID 솔루션을 지원하기 위해 기존의 U.2 서버 후면에 연결할 수 있는 솔루션을 제공해야 합니다. NVMe를 지원하는 시장에는 이미 몇 가지의 RAID 카드가 있지만 이 시장은 여전히 새롭습니다. 발전의 초기 단계에 있는 하드웨어 기반 RAID를 통해 기관들은 NVMe로 전환하며, 기관들이 사용 가능성이 높은 사례를 어떻게 계속 충족시킬 수 있는지, vSAN, Ceph, 리눅스 소프트웨어 기반 RAID 또는 lvm 미러링과 같은 소프트웨어 기반 HCI 솔루션을 통해서 실행되는지, 그리고 항상 켜져 있는 SQL 또는 Oracle ASM 미러링 등 애플리케이션을 기반으로 하는 사용 가능성이 높은 복제품을 통해서 실행되는 지에 대해 알아보아야 하기 때문에 구조적인 설계에 대한 결정에 대해 고려해야 합니다. 일부는 이러한 소프트웨어 기반 설계에 대한 결정이 여전히 하드웨어 기반 RAID 제어장치와 함께 존재하며 후자의 경우 하나의 오류에 대해서만 보호되기 때문입니다.

4. Fabrics에 대한 NVMe는 중요해질 것입니다

NVMe-oF는 마치 클라이언트 서버의 일부였던 것처럼 네트워크가 연결된 드라이브에 대한 액세스를 가능하게 하며, 전문적인 네트워크(FC/RDMA/TCP)에 대해 NVMe 장치의 중앙 집중적인 공유 액세스를 가능하게 합니다. NVMe의 중앙 집중식 스토리지 관리의 이점에는 간소화된 관리, 더 우수한 용량 활용 그리고 더 손쉬운 하나의 오류 제거가 포함됩니다. NVMe-oF 사양은 Fiber 채널, RDMA 또는 TCP fabric을 필요로 합니다. Fiber 채널 프로토콜(FCP)은 1990년대 중반부터 fiber 채널 네트워크에 대해 SCSI 패킷을 전송하기 위해 사용된 선두적인 기업용 스토리지 전송 기술이었기 때문에, 새로운 "FC-NVMe” 프로토콜을 정의할 수 있는 NVM express를 위한 중심이 되었으며 이로써 fiber 채널에 대해 SCSI 및 NVMe 트래픽 모두를 전송하고 FCP의 기존 사용자가 FC-NVMe로 업그레이드하도록 만들었습니다. 또한 RDMA(원격 직접 메모리 액세스)가 수년 동안 Infiniband,RoCE(집중된 이더넷에 대한 RDMA),그리고 iWARP fabric에 존재했던 또 다른 주요 프로토콜이며, RDMA 상에 구축은 이러한 기존의 전송 기술에 영향을 줄 수 있는 NVM express에 대한 한 가지 방법이었습니다. TCP/IP는 1970년대 후반부터 견고한 설계 원칙을 가진 최고의 주요 네트워크 전송 프로토콜입니다. TCP/IP는 기존의 TCP 네트워크에 대한 NVMe 명령 전송을 위한 방법론을 발전시키기 위해 NVM express에서 당연한 것이었으며, 배치 비용을 더 줄이고 설치 시간을 더 빠르게 만들었습니다.

또한 NVMe-oF의 출현은 IT 인프라에 더 많은 도전을 초래하며, SCSI 장치와 함께 존재했던 병목현상이 네트워크 제어장치와 인터페이스 관련 문제점을 해결하기 때문입니다. 그러나 많은 회사들은 해당 공간 내에서 더 빠른 네트워크 속도와 사용 가능성이 높은 QoS를 지원하는 NIC 및 전환을 통해 혁신을 이루어 왔습니다. 또한 모든 플래시 배열 제조업체는 더 우수한 QoS에 적절하고 시끄러운 주위 요소를 제거하는 도구 배열을 통해 엔드 투 엔드 NVMe-OF 실행을 제공하는 데 혁신을 이루어 왔습니다.

5. 소프트웨어 정의 고객이 추진합니다

더 많은 Cloud 고객이 단순한 읽기/쓰기 성능을 훨씬 뛰어넘는 것을 찾고 있습니다. 이제 Cloud 고객은 최종 사용자에게 제공할 수 있는 계산 집중적인 서비스를 최대화할 수 있는 방법에 집중하고 있습니다. Cloud 기반 트랜스코딩부터 집중적인 게임용 어플리케이션까지, NVMe는 또 다른 성능 단계를 가능하게 합니다. 또한 이를 통해 제공업체는 성능 혜택을 기반으로 하는 가격 모델을 제공함으로써 인프라 투자의 선불 비용을 정의할 수 있습니다. VMware vSAN 및 Ceph 등 기존의 소프트웨어 정의 솔루션은 NVMe 장치에 대한 지원 및 클러스터 노드 사이의 NVMe 트래픽 전송을 가능하게 하는 엄청난 발전을 목격해왔으며, 이로써 사용자는 가변성이 높고 비용이 저렴한 스토리지 실행을 통해 계산 인프라를 최대화할 수 있었습니다.

6. 폼 팩터는 중요한 요소입니다

NVMe의 이 지점에 대한 어려움 중 한 가지는 핫 스왑 기능입니다. 몇몇의 제조업체가 새로운 폼 팩터(U.2, M.2, EDSFF, 및 E1.S 포함)를 출시하면서, 더 광범위한 점검을 실행할 수 있는 데이터 센터를 필요로 하게 될 것입니다. 기존의 포트가 없는 경우, 제조업체는 일반적으로 새로운 회로 뒤판 및 머더보드 지원을 필요로 합니다. 출시 예정인 4세대와 함께 PCIe 3세대는 여전히 선호하는 연결장치이며 유일한 CPU 구조가 4세대를 지원합니다. U.2 폼 팩터는 가장 익숙한 2.5″ 폼 팩터를 제공하기 때문에 가장 잘 알려졌으며 서버 제조업체는 상당한 기간 동안 전면 로딩 U.2 새시를 대량 생산해 왔습니다. 폼 팩터와 더불어, U.2도 핫 스왑이 가능하기 때문에 데이터 센터에서 일반적으로 사용되고 있습니다.

7. 지속성과 예측 가능한 성능이 속도와 피드보다 중요합니다

오늘날 대부분의 제조업체가 데이터 시트에서 최고 수준의 IOPS 및 가장 낮은 수치의 대기 시간을 강조하지만, 더 많은 데이터 센터 관리자들은 최고의 성능보다 일관성에 의존하고 있습니다. 전체적으로 최고의 수치는 추정 가능한 성능 수치를 제공하지만 최대 활용도 및 로딩을 활용하여도 해당 수치를 일관적으로 충족시키는 경우는 드뭅니다. 따라서 더 많은 데이터 센터 관리자들은 신뢰할 수 있고 지속적으로 높게 유지되는 성능을 원하며 이를 통해 투자에 대한 더 높은 예측 가능성과 의존성을 얻고자 합니다.

올해는 NVMe 제품에 있어 흥미로운 해가 될 것이며 특히 클라이언트의 측면에서 그렇습니다. NVMe는 스토리지의 미래가 될 것이지만, 여전히 대부분의 데이터 센터 관리자들이 SATA 및 SAS 솔루션에서 완전히 이전시킬 수 있을 때까지 모든 요소들이 제자리를 찾게 만드는 데는 시간이 걸릴 것입니다.

#KingstonIsWithYou