전력량, 발열량 및 냉각 시스템의 현황 분석해 데이터 센터의 환경 개선 방안 제시
최근 엄격해지는 환경관련 규제에 대비하기 위해 글로벌 기업들은 어떻게 하면 환경을 보호하고 이에 필요한 친환경 제품을 소비자에게 공급할 것인가에 초점을 맞추고 있다. IT 산업도 예외가 아니어서 친환경 기술을 통한 IT 운영비용 절감을 목표로 다양한 IT 제품 개발 및 해당 서비스들이 등장하고 있는 추세이다.
친환경 기술(Green IT)의 발전 방향
세계적인 IT 시장 조사 기관인 가트너 그룹은 2007년 10월 '가트너 심포지엄 IT엑스포(Gartner Symposium ITxpo)'에서 앞으로 3년 동안 기업들에게 매우 큰 영향을 줄 잠재력 있는 10대 전략 기술을 발표하며 그 첫 번째로 '그린 IT'를 선정했다.
미국의 시장 조사기관인 IDC의 조사에 의하면, 1996년부터 2010년까지 전세계 컴퓨터 대수는 600만대에서 1,200만대로 연평균 13%의 증가추세를 보일 것으로 전망됐다. 이러한 서버, 스토리지 등 각종 IT 인프라를 운용하는 데이터 센터가 소비하는 전력량도 다른 산업군에서 소모하는 전력량보다 급격히 증가하고 있는 추세이다.
IDC는 데이터센터의 그린 IT 환경 지향이 단순히 환경보호에 국한되는 것이 아니라, 에너지 효율화를 통한 데이터센터 운영 비용의 약 70%를 감소시킬 수 있다고 밝힌 바 있다. 이러한 데이터센터의 운영비용 감소를 포함하여 에너지 소비를 효율적으로 관리하기 위해 다음과 같은 사항이 고려되고 있다.
* IT 인프라 도입에 대한 체계적 관리 - IT 인프라의 과도한 도입은 데이터센터의 에너지 소비를 증가시키는 요인이며 이에 대한 체계적인 관리가 필요
* 가상화 및 IT 인프라 통합 - 데이터센터의 물리적 IT 환경과 가상화 솔루션을 통한 IT 인프라 통합을 통해 데이터센터 에너지 소비 절약
* 시스템 공급사의 환경 정책 점검 - 데이터센터에 공급되는 모든 제품들을 대상으로 친환경 정책, 제품 재활용 지원 여부, 환경오염 발생 최소화 지원 여부 파악
* 에너지 소모량 최소화 방안 - 전산센터 내 IT인프라 재배치, 공조환경 비용개선 활동 수행
* 그린 에너지 공급원 확대 - 데이터센터에 사용하는 기존 전력 에너지 대신 태양열 등의 대체 에너지 사용을 통한 중장기적 관점의 비용절감 방안 확립
다른 한편으로 데이터 센터의 에너지효율을 극대화하기 위해 글로벌 IT 기업들은 친환경 IT인프라 제품 개발, 에너지 인식 솔루션, 가상화 자동 기술 개발, 에너지 효율화 분석 및 관련 서비스 제공 등으로 에너지 절감을 위해 노력하고 있다.
그린 IT 인프라스트럭처
스토리지 업계에도 이러한 고객의 요구사항을 충족하기 위하여 그린 IT 전략을 적극 활용하고 있다. 이를 위해 데이터센터 내에 스토리지 시스템의 확장으로 발생하는 전원 및 냉각장치의 부족과 함께 전력 소비 비용을 줄임으로써 이산화탄소 배출량을 효과적으로 감소시키는 이른 바 '그린 스토리지'의 개발에 힘을 쏟고 있는 상황이다.
이미 EMC를 비롯한 선진 기업들은 차세대 하드웨어 플랫폼 제품군 일체에 750GB SATA II 디스크 드라이브를 채용하여 최대 33%의 전력 절감 효과를 거두고 있다. 스토리지 업계는 또한 냉각시스템의 효율적 운영을 통해 스토리지 자원과 에너지 사용 효율을 극대화하기 위해 스토리지 통합방안을 제시하는 한편, 냉각시스템의 전력 감소 설계 및 향후의 전력 소모 예측을 위한 전력계산 솔루션 등을 선보이고 있다.
EMC의 경우 그린 스토리지와 데이터 센터의 에너지 효율화 방안을 제시하기 위해 다음과 같은 5가지 실행 전략을 수립하여 그린 컴퓨팅을 실현하고 있다.
* 서버, 네트워크, 스토리지, 정보 및 데이터 센터 통합
* 서버, 스토리지 및 파일시스템 가상화
* 스냅, 복제, 압축 및 데이터 중복제거 등을 통한 소프트웨어 최적화
* 에너지 비용에 대한 지속적인 모니터링으로 에너지 효율 관리
* 가용성, 성능 및 에너지 효율성의 최대화, 계량화를 통한 분석 및 개선 방안 도출
EMC 그린 스토리지 전략
EMC의 그린 스토리지 전략은 하드웨어와 소프트웨어의 기능 또는 아키텍처의 변환을 통해 전력 소모를 줄이기 위하여 다음과 같은 4가지 실행 전략을 수립한다.
1. 통합(Consolidate)
하드웨어 기술 발전에 따라 대용량 750GB SATA II 디스크 보급을 통해 기존 15,000RPM 73GB 디스크보다 연간 94%의 에너지 소모를 절감하며, 최근에 출시된 플래시 기반의 SSD(Solid-State Drive)를 사용할 경우 동일 용량의 HDD에 비해 38%의 전력 사용량을 줄일 수 있다. 또한, 계층적 스토리지를 통해 스토리지를 정책적으로 분류함으로써 전력 사용량을 줄이는 한편, 물리적인 서버/스토리지 통합으로 장비의 대수를 줄임으로써 결과적으로 에너지 소비량을 감소시킨다.
2. 가상화(Virtualize)
EMC는 서버 가상화를 위한 VM웨어, 블록, 스토리지 가상화를 위한 인비스타(Invista), NAS 스토리지의 파일 가상화를 위한 레인피니티(Rainfinity) 등의 가상화 솔루션을 보유하고 있으며, 이를 통해 자원의 활용도를 높이고 에너지 소비량을 줄여 IT 자원의 운영에 소요되는 비용을 감소시킨다.
3. 최적화(Optimize)
데이터 관리의 효율화를 통한 스토리지 사용률을 높이는 방안으로, 중복된 데이터를 제거하여 백업을 수행하는 중복제거(De-Duplication) 기술, 비활성 데이터의 아카이빙 및 변경된 데이터에 대한 스냅 기술 등을 통해 데이터 관리에 소요되는 비용 감소를 도모한다.
4. 활용(Leverage)
EMC는 모든 하드웨어에 적용 가능한 EMC 전력계산기3.0(Power Calculator 3.0)을 통해서 시스템 구성에 따른 발열량, 연간 운영비용, 장비 하중 및 상면, 요구 전력 사양에 대해 리포팅을 수행함으로써 효율적인 에너지 관리를 지속적으로 수행할 수 있도록 지원한다.
스토리지 하드웨어 기술 발전에 힘입어 에너지 효율을 극대화할 수 있는 여러 기술들이 개발되고 있다. 2008년 1월에 출시된 EMC의 플래시 기반 디스크 드라이브는 동일 용량의 HDD에 비해 전력 사용을 38% 절감할 수 있으며, 2분기에 출시 예정인 백업용 VTL(가상테이프라이브러리) 장비는 스핀다운(Spin Down) 기능을 제공하여 데이터 I/O가 없는 경우 전원을 차단하여 대기시간에서의 에너지 소모량까지 감소시킬 수 있다. EMC는 이러한 에너지 효율화를 위하여 차별화된 기술을 지속적으로 개발하고 있으며, 이를 통해 그린 스토리지 구현에 앞장서고 있다.
에너지 효율 평가 서비스
에너지 효율 평가 서비스(Energy Efficiency Assessment Service)는 EMC가 보유한 체계적인 프레임워크를 통해 데이터 센터 및 IT 인프라 환경 운영 시 소요되는 전력량, 발열량 및 냉각 시스템의 현황을 분석하고 개선점을 도출하여 에너지 효율성을 높이고 증가하는 에너지 소비에 대한 효율적인 대처 방안 수립을 통해 데이터 센터의 환경 개선 방안을 제시한다. 또한 전체 데이터 센터의 전력 사용량, 발열량 및 상면에 대한 관리가 가능하도록 전력 계산 솔루션을 고객에게 제공하고 있다.
데이터 센터에서 소요되는 비용은 서버/스토리지 등의 IT 장비 구매 비용과 전력 및 냉각에 필요한 비용으로 구분되는데, IDC에 따르면 최근 들어 전력 및 냉각에 필요한 비용이 전체 IT 장비 구매 비용을 초과하고 있다고 한다. 또한 가트너도 2008년까지 50% 정도의 데이터 센터가 필요로 하는 전력 및 냉각 시스템을 충족하지 못할 것이라고 전망하며, 에너지 사용 증가에 대한 적극적이고 현실적인 대처 방안이 필요하다고 지적하고 있다.
EMC는 에너지 비용의 감소와 증가하는 에너지 요구량에 대처하기 위해, 에너지 효율 평가 서비스를 제공하고 있으며, 이를 통해
* 현행 데이터 센터 및 IT 자산의 전력 소모량에 대한 전반적인 분석을 수행하고,* 고객의 전력 및 냉각 시스템에 대한 요구를 정확히 이해하며, * 스토리지와 서버의 통합 또는 가상화 등의 에너지 효율화 방안을 정의함으로써, * 최적의 IT 인프라 환경(전력 및 냉각 시스템)을 구축할 수 있도록 해준다.
궁극적으로는 IT 인프라 환경(시스템, 데이터 센터, 설비) 운영에 소요되는 총소유비용(TCO)을 절감하고 전력 및 냉각 시스템을 효율적으로 관리할 수 있게 된다. 를 위해 EMC의 컨설팅 서비스는 계획-구축-관리 단계의 프레임워크를 통해 체계적인 에너지 효율 평가를 수행하며, 전력 사용 감소를 위한 방안과 효율적인 냉각 시스템 설계 등을 제공한다.
데이터 센터에서 소모되는 전력은 크게 IT 자원이 사용하는 전력과 데이터 센터를 유지하고 운영하는데 소요되는 전력으로 구분된다. IT 자원 사용 전력은 그린 스토리지 전략을 통해 사용량을 감소할 수 있으나 데이터 센터 운영에 필요한 전력은 발열량 분석 및 냉각 시스템 분석을 통하여 보다 효율적인 냉각 시스템 구축을 통하여 전력 소모량을 감소해야 한다.
데이터 센터 내의 전력 소모량 분석은 네트워크 장비, 서버, 스토리지 및 UPS(Uninterrupted Power Supply)에서 사용하는 전력 소모량을 분석한 후, CFD(Computational Fluid Dynamics) 모델을 통한 전체 전산실의 발열량 분석, 냉각 시스템에 대한 분석을 수행해야 한다.
또한, 이러한 에너지 분석은 향후 발생 가능한 에너지 증가량을 예측하고 분석해야 하며, 이를 통해 보다 효율적인 에너지 사용이 가능한 방안을 수립하고, 친환경적이고 미래지향적인 데이터 센터 아키텍처를 수립할 수 있도록 해야 한다.
이처럼 에너지 효율 평가는 빠르게 증가하는 데이터 센터의 에너지 요구사항을 충족하는 동시에 데이터 센터 내 인프라스트럭처의 전반적인 모습에서부터 운영 관리에 이르기까지 포괄적인 접근이 가능하며, 이를 통해 고객들에게 보다 효율적인 에너지 사용 방안을 제시해 준다.
김태헌/한국EMC 컨설턴트
kim_taeheon@emc.com