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더 빠른 스토리지 성능 제공 ‘NVMe’에 시선집중
차세대 데이터 전송 규격 채택…관련 제품 출시 경쟁
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2018년 01월 10일 10:27:37 윤현기 기자 y1333@datanet.co.kr

2018년 이후 가장 수요가 높을 것으로 예측되는 기술로는 인공지능(AI), 디지털 보안, 사물인터넷(IoT) 등이 꼽힌다. 특히 인공지능은 디지털 보안과 사물인터넷과 관련한 문제 해결에 핵심적인 역할을 수행할 전망으로 다양한 분야에 접목되면서 인공지능에 대한 투자가 빠르게 늘고 있다. 뿐만 아니라 소프트웨어 정의, 클라우드, 5G 등 IT 인프라의 정의를 새롭게 써내려가고 있는 상황으로 2018년은 4차 산업혁명을 위한 기반 인프라가 본격적으로 조성되는 한해가 될 전망이다. 특히 가트너는 기업의 80%가 2021년까지 혁신을 위한 경쟁에서 도태되거나 자체적 혁신에 실패함으로써 시장 점유율의 약 10%를 잃을 것으로 예상하는 등 기업의 디지털 트렌스포이션은 선택이 아닌 필수가 됐다. 기업의 디지털 경제 시대 생존법이자 성장동력으로 주목받는 새로운 기술과 트렌드를 짚어본다. <편집자>

최근 스토리지 업계에서 논의 되고 있는 NVMe(Non-Volatile Memory express)는 PCI 익스프레스 버스에 부착된 비휘발성 기억 매체 접근을 위한 논리 장치 인터페이스 사양을 말한다.

하드디스크 드라이브(HDD)에 최적화된 AHCI(Advanced Host Controller Interface) 인터페이스 규격보다 한층 빨라진 고속 데이터 전송 규격으로, SSD의 성능을 최대한 활용할 수 있도록 하는데 초점이 맞춰져 있다.

SATA 방식 대비 최대 63% 속도 빨라
AHCI는 폭넓은 소프트웨어 호환성이라는 이점이 있지만, PCI 익스프레스 버스를 통해 연결된 SSD와 함께 사용할 때는 최적의 성능을 낼 수 없다는 것이 단점으로 지적된다. 이는 AHCI가 CPU·메모리 등이 HDD와 같이 느린 미디어와 연결되는 시대에 개발된 방식에서 오는 한계 때문이었으며, 이에 SSD의 성능을 제대로 끌어내기 위한 방안으로 NVMe 인터페이스가 고안됐다.

NVMe는 직렬로만 접근할 수 있었던 기존 방식과 달리 병렬 접근을 허용함으로써 병목 현상 없는 데이터 처리가 가능하도록 한 것이 가장 큰 특징이다.

AHCI는 하나의 큐(Queue)로 32개의 명령어(Command) 처리만 지원하지만 NVMe에는 향상된 큐 시스템이 탑재돼 있어 최대 6만5535개의 큐 생성이 가능하며, 하나의 큐마다 6만5535개 명령어 처리를 지원한다. 이처럼 대량의 명령어 처리가 가능해지면서 상당한 성능 향상을 이뤄냈다.

SATA 방식을 이용하는 AHCI 인터페이스는 수용 가능한 대역폭의 문제로 인해 최대 600MB/s의 데이터 전송 속도를 낼 수 있다. 그러나 고대역폭 전송 속도를 처리하기 위해 PCI 익스프레스 방식을 이용하는 NVMe 인터페이스는 레인당 최대 1GB/s의 데이터 전송 속도가 가능해 SATA 방식 대비 최대 63% 빠른 속도를 낼 수 있다.

NVMe 방식 지원 제품 봇물
NVMe가 이처럼 빠른 속도를 지원하기 때문에 차세대 데이터 전송 규격으로 채택된 것은 당연한 수순으로 보인다. 이에 업계에서도 NVMe 방식을 지원하는 제품들을 하나 둘씩 출시하고 있다. 삼성전자, 마이크론, 웨스턴디지털 등 주요 낸드 플래시 제조업체들은 NVMe를 지원하는 PCI 익스프레스 방식의 SSD를 출시해 시장에 공급하고 있다.

서버 및 스토리지 업계 역시 NVMe 방식을 지원하는 제품들을 새롭게 출시하거나 기 출시된 제품들도 NVMe를 지원하는 방향으로 업그레이드를 하는 등의 움직임이 활발해지고 있다.

비록 SSD가 서버에 직접 연결돼 사용되는 것은 별 문제가 없지만, 외장 SAN 스토리지로 사용할 때는 아직 부족한 부분도 있다는 것이 업계의 평가다. SAN 스토리지는 현재 서버 시스템과 연결 시 FC(Fiber Channel)와 같은 전용 네트워크 방식이 사용되지만, 아직 FC의 전송 속도가 NVMe 스토리지 속도를 커버하지 못한다는 문제 때문이다. 이에 관련 업계에서는 FC 패브릭(Fabric) 등의 기술을 연구하면서 NVMe 활용이 확산될 수 있도록 준비하고 있다.

현재 NVMe 방식을 가장 앞세우고 있는 곳은 퓨어스토리지다. 일찍이 NVMe 업그레이드 보장 프로그램을 선보이며 NVMe 스토리지 사업에 시동을 걸었으며, 최근에는 NVMe 플래시 모듈을 자체 개발해 공급하면서 관련 사업 확대를 도모하고 있다.

여타 스토리지 벤더들도 이미 NVMe 방식을 지원하도록 만반의 준비를 갖췄다. 그러나 아직까지는 다소 비싼 NVMe 미디어 가격으로 인해 SATA 방식의 SSD를 활용하는 경우가 대부분이다.

관련 업계에서는 지금 당장은 어렵겠지만 향후 4~5년에 걸쳐 SSD가 대부분 NVMe 방식으로 전환될 것으로 예상하고 있으며, 그 때까지 서버와 스토리지가 연결되는 기술도 개선될 수 있을 것으로 전망하고 있다.

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