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최근 들어 데이터센터의 전력 및 냉각 비용과 관련된 문제가 전 세계 IT 담당자들에게 큰 이슈로 부각됐다. 이러한 문제가 야기된 원인 중의 하나는 아마도 서버와 관련된 여러 기술이 데이터센터의 기술을 앞지른 결과일 것이다. 기업은 저렴한 고성능의 서버를 필요로 했고, 이에 발맞춰 멀티코어를 탑재하고 가상화 기술을 접목한 x86 서버 등이 급속도로 보급되기 시작했다. 이러한 고성능 서버의 증가는 데이터센터의 소비 전력을 증가시켰고 이는 곧 기업의 IT 부서 운영비용을 증가시키는 원인이 됐다.
#서버 유지 관리비용 증가 불가피
향후 5년간 서버에 전력과 냉각 비용으로 지출되는 비용이 전 세계적으로 서버를 도입하는 데 사용하는 비용보다 네 배 이상 높은 증가율을 기록할 것이라는 연구 결과가 있다. 2011년엔 서버에 신규로 투자하는 비용의 약 70%를 데이터센터의 관리비로 지출할 것이라는 전망도 있다.
서버의 성능 향상과 함께 전력 및 냉각 비용도 증가해왔다. 서버 한 대가 소비하는 전력이 10여년 전에는 평균 150와트였지만 요즘 서버의 소비 전력은 400와트에 달한다고 한다. 이로 인해 서버에 더 많은 전력을 공급해야 할 뿐 아니라 증가된 발열량에 대해 냉각 비용도 크게 증가했다.
멀티코어 및 가상화 기술로 인해 기업에서는 높은 수준의 컴퓨팅 성능을 가진 서버를 저렴한 가격에 구입할 수 있게 되면서 서버의 판매대수는 급격하게 증가했다. 하지만 증가한 서버 수와 비례해 전력 소비량이 늘면서 기업에는 큰 부담으로 작용하게 됐다. 또 데이터센터의 냉각 용량을 증설하는 것에도 한계가 있기 때문에 IT 인프라를 확장하는 데 많은 제약이 따르게 됐다.
그러나 최근 들어선 서버의 전력 사용과 냉각 비용에 관련한 문제가 주목을 끌기 시작했으며, IT 담당자의 주요 관심사 순위에서 5위를 차지하기도 했다.
이런 변화는 이전의 조사에서는 전력 및 냉각 문제에 문제를 제기한 IT 담당자가 없었던 것에 비해 크게 변화된 모습이다. 또 이런 문제를 야기한 원인은 여러 가지가 있지만 프로세서 속도 증가, 서버의 밀집도 증가, 서버 상면면적의 증가 등이 IT 관련 운영 비용을 증가시킨 원인이라 할 수 있다.
#고밀집도 컴퓨터 선호도 높아져
서버 시장의 또 다른 기술적 트렌드는 소형 폼팩터의 확산이다. 데이터센터의 공간은 한정된 상태에서 IT 인프라를 확장해야 했기 때문에 기업은 고밀도의 서버 시스템을 도입했다. 타워형 서버가 랙마운트 서버로 교체됐으며 최근에는 블레이드 서버의 도입도 늘어나면서 서버 시스템의 밀집도는 지난 10년 동안 매해 15%씩 증가해 왔다. 1996년에는 랙 하나에 평균 7대의 서버가 설치됐지만 지금은 14대의 서버가 설치돼 있다. 앞으로 블레이드 서버의 도입이 계속해서 증가하게 되면 랙 하나에 평균 20대의 서버가 설치될 것이다.
서버의 밀집도가 높아지면서 랙 단위에서의 전력 및 냉각 관리 문제도 중요해진다. 2000년 랙당 평균 전력 소비량은 1㎾였지만 지금은 랙당 6.8㎾가 필요한 것으로 알려져 있다. 앞으로 데이터센터를 새로 구축하고자 하는 기업은 랙당 20㎾가 필요할 것으로 예상하고 있다.
데이터센터의 서버 밀집도 증가는 전력 소비량의 증가는 물론이고 시스템의 신뢰성과 안정성에 영향을 미칠 수 있는 열섬현상(hotspot)의 발생 원인이 되기도 한다. IDC에 따르면 전 세계 서버의 설치대수(installed base)는 매년 15% 이상 증가해 왔다. 2010년에는 서버 설치대수가 전 세계적으로 3500만대를 넘어설 것으로 전망된다.
기업의 데이터센터에 설치돼 있는 서버 시스템의 유형도 지난 20년간 크게 변화했다. 과거에는 소수의 대형 메인프레임으로 대부분의 업무영역 및 IT 요구사항을 지원했다면, 오늘날의 IT 환경은 매우 다른 모습이다. 기업의 도입비용 절감에 대한 압력과 함께 보다 저렴한 신기술의 출현으로 인해 기업의 구매 패턴에 많은 변화가 있었다. 그 결과 분산형 IT 환경이 널리 확산됐으며, 한 기업이 수천대의 서버를 관리하는 모습을 흔히 볼 수 있게 됐다. 또 미래의 가용 용량 확보를 위해 서버 자원을 가능한 최대 사양으로 구성하는 사례가 많아지면서 데이터센터에 전력과 냉각을 안정적으로 공급하는 문제도 중요한 이슈로 대두되고 있다.
#이원적 비즈니스 조직도 비용증가의 원인
증가하는 전력 및 냉각 문제는 기업의 조직문화에서도 일부 기인한다. 많은 기업에서는 데이터센터 매니저와 IT 구매 담당자가 서로 다른 부서에 소속돼 있다. 전력 및 냉각 시설 운영에 관련된 책임은 주로 시설 관리 부서의 데이터센터 매니저에게 있는 반면에 IT 구매 담당자는 비즈니스 요구사항에 따라 컴퓨팅 성능을 증가시키는 데 책임이 있다.
이러한 구매와 관리 업무의 이원화는 그동안 서버의 전력 및 냉각 문제가 왜 IT 매니저의 관심 밖에 있었는지를 설명해 준다. 데이터센터 및 여기에 설치돼 있는 시스템 간의 수명주기 불일치 현상도 전력 및 냉각 문제를 야기하는 데 일조했다. 데이터센터를 설계하고 구축하는 작업은 그 규모에 따라 수개월에서 수년이 걸리며, 이러한 시설의 평균 기대수명은 보통 10년 이상이다. 이와는 대조적으로 서버를 구매하고 설치하는 시간은 불과 며칠밖에 걸리지 않으며, 평균 기대수명은 3년에서 4년이다. 이러한 수명주기의 차이로 인해 데이터센터 구축 시에는 고려하지 못했던 새로운 기술과 폼팩터가 출현하기도 하며, 결과적으로 서버의 발전 속도를 데이터센터가 따라가지 못하는 일이 발생한다.
벤더는 에너지 효율적인 시스템과 지능적인 전력 관리 솔루션을 제공함으로써 기업으로 하여금 전력 소비량의 증가 속도를 늦추고 데이터센터의 각 시스템에 전력과 냉각을 동적으로 분배할 수 있도록 지원해야 할 것이다. 가상화 기술 또한 전력 및 냉각 문제에서 해결책을 제공한다. 기업은 가상화를 통해 데이터센터 내의 활용률이 낮은 서버들을 통합할 수 있다. 활용률이 높아지면 서버에 공급되는 전력량도 증가하겠지만 시스템의 설치대수가 줄어들기 때문에 전력 비용을 줄이는 데 효과가 있다.
김용현 한국IDC 엔터프라이즈 그룹 선임연구원 yhkim@idc.com