초록 ▼

1. 개요

오늘날의 데이터센터는 굉장히 빠른 변화가 일어나고 있는 분야이다. 최근 10년 동안의 데이터센터와는 매우 다른 방향으로 변화하고 있다. 현재 정보기술 산업의 변화 속도는 가히 폭발적이라 할 수 있다. 무어의 법칙에 따르면 컴퓨터의 성능은 수년마다 두 배가 되어야 하지만, 물리법칙의 한계로 인해 이러한 속도는 지난 10년간 약간 느려지고 있는 것이 사실이다. 그러나 정보처리 능력은 여전히 3년마다 두 배씩 늘어나고 있다. 이로 인해 현대 데이터센터들은 불과 몇 년 전만 해도 불가능한 것으로 여겨졌던 작업들

1. 개요

오늘날의 데이터센터는 굉장히 빠른 변화가 일어나고 있는 분야이다. 최근 10년 동안의 데이터센터와는 매우 다른 방향으로 변화하고 있다. 현재 정보기술 산업의 변화 속도는 가히 폭발적이라 할 수 있다. 무어의 법칙에 따르면 컴퓨터의 성능은 수년마다 두 배가 되어야 하지만, 물리법칙의 한계로 인해 이러한 속도는 지난 10년간 약간 느려지고 있는 것이 사실이다. 그러나 정보처리 능력은 여전히 3년마다 두 배씩 늘어나고 있다. 이로 인해 현대 데이터센터들은 불과 몇 년 전만 해도 불가능한 것으로 여겨졌던 작업들을 현재는 일상적인 업무로 처리할 수 있게 되었다. 티어 1 응용프로그램에 대한 입출력 서비스를 위해 소프트웨어 정의 스토리지(SDS: Software Defined Storage)를 이용하는 것이 그 예이다. 오늘날 소프트웨어 정의 스토리지 모델은 비용 절감에 매우 효과적이지만, 불과 몇 년 전만 하더라도 매우 느려서 사용하는 데 어려움이 있었다.

이러한 괄목할 만한 정보기술의 성장과 함께 기업들은 새로 등장한 기술들을 활용하여 큰 수익을 얻을 수 있는 기회를 갖게 되었다. 그리고 예전에는 공상과학소설에서나 나올 법한 프로젝트들이 우수한 젊은이들과 스타트업들에 의해 만들어질 수 있는 환경이 조성되고 있다. 최첨단기술이 주류 정보기술 조직에서 이용되기 시작하면서, 정보기술 산업 자체가 기술적 변화와 함께 빠르게 변화하고 있는 모습을 보이고 있다.

앞으로 수년 후에는 정보기술 기관 및 기업의 리더들은 그들 자신의 방식대로 급격한 변화에 초점을 맞춰야 할 것이다. 기술의 변화는 완전히 새로운 방식의 사업을 창출하게 된다. 이러한 새로운 발전을 배우고 수용하는 사람들은 번창할 것이고, 그렇지 못한 사람들은 고전을 면치 못하고 실패하게 된다. 앞으로 10년 동안 기하급수적인 속도의 기술 성장으로 인해 완전히 새로운 산업이 출현하게 되면서, 쇼핑에서부터 교통에 이르기까지 우리 일상의 모든 경험들이 달라지게 될 것이다. 이 보고서는 최근 등장한 데이터센터 동향 및 응용사례, 그리고 데이터센터의 미래를 살펴보고자 한다.



2. 최근 등장한 데이터센터 동향

2.1. 소프트웨어 정의 데이터센터의 출현

데이터센터가 진화를 계속하면서 유연성과 민첩성, 그리고 통제에 대한 수요가 생겼다. 레거시나 작은 인프라에서는 발견되지 않는 문제들이 웹 스케일에 생겨나면서 데이터센터에 대한 새로운 접근방식이 필요해졌다. 이러한 이슈들을 다루기 위해 하드웨어로부터 물리적 데이터센터 자원을 추상화하고 이를 소프트웨어로 관리하는 소프트웨어 정의 접근법을 최근 사용하고 있다. 대부분의 정보기술 전문가들에게 친숙한 예를 들자면, 컴퓨터 리소스의 가상화를 이야기할 수 있다. 소프트웨어로 리소스를 제공하고 조작하면서 데이터센터 시스템의 물리적 서버를 활용하는 것은 더 이상 새로운 기술이 아니다. 약간의 클릭으로 새로운 서버를 만들거나 작동 중인 업무 부하를 물리적 서버들 사이로 분산시키는 능력은 소프트웨어 정의 접근법의 핵심이다.

소프트웨어 정의 접근법은 이미 컴퓨터에서 널리 사용되고 있고, 지금은 소프트웨어 정의 데이터센터(SDDC: Software Defined Data Center)라는 용어로 불리면서 데이터센터의 모든 영역을 아우르기 시작하고 있다. SDDC는 특별히 어떤 것이 아니라 가능한 한 많은 조각들이 소프트웨어로 추출되는 데이터센터를 묘사하는 방식이다. SDDC는 자동화, 통합, 그리고 소프트웨어와 코드로 사용되는 자원의 추상화를 특징으로 한다. 데이터센터를 관통하는 물리적 자원의 추상화라는 현상으로 인해 갑작스럽게 전체 시스템에서 하드웨어의 비중이 이전에 비해 덜 중요해지는 결과가 나타나게 되었다.



2.2. 하드웨어의 상품화

역사적으로 컴퓨팅은 특정한 목적을 달성하기 위해 만들어진 특수한 하드웨어의 제작을 통해 발전되어왔다. 주문형 반도체(ASIC)는 이름 그대로 특정 목적을 달성하기 위해 개발되었고, 이는 주문형 반도체가 하나의 주된 용도를 가진다는 것을 의미한다. 이러한 컴퓨팅 모델이 상업용 하드웨어와 비교했을 때 성능을 증가시키고, 호출시간을 줄이며, 바람직한 메트릭스 평가 수치를 제공하지만, 동시에 실질적으로 비용의 증가를 초래한다는 사실 또한 따져보아야 한다. ASIC 기반 하드웨어를 사용하게 되면 제조 비용이 증가하게 되고, 특정 제조사에 의존해야 하는 명시적 비용이 발생하게 된다. 또한 상이한 프로젝트에 하드웨어를 재사용하는 것이 불가능하게 되고 시스템 사이의 호환성도 부족해진다.

ASIC 기반 하드웨어와 상업용 하드웨어 중 어떤 것이 실제로 더 나은 선택일까? 이를 위해 각각의 비용을 측정하는 것은 수학이라기보다는 비즈니스 업무에 더 가까운 업무다. 자본의 용어로 말하자면 맞춤형 하드웨어의 비용은 상업용 하드웨어에 비해 일반적으로 더 비싸다. 또한 맞춤형 실리콘을 만드는 특정 제조사에게 묶이게 되는 리스크 비용도 발생하게 된다. 만약 이 제조사가 파산하게 되거나 눈보라가 쳐서 부품 관리 부서에서 6일 동안 교체 부품을 배송받을 수 없게 된다면 어떤 일이 발생할 것인지 불 보듯 뻔하다. 상업용 하드웨어였다면 거리가 더 가깝거나 심각한 날씨의 영향을 받지 않은 다른 판매자에게서 교체 부품을 공급받을 수 있었을 것이다.

상업용 하드웨어는 가격이 싸고 범용적이어서 정보기술 기관들에게 큰 혜택을 가져다준다. 또한 이러한 상품화는 표준화를 가능하게 할 수 있다. 많은 시장참여자들이 같은 목적으로 제품을 만들 때, 종종 모든 제품이 호환 가능하도록 모두가 따를 수 있는 표준을 만들고자 하는 필요성이 생긴다. 소비자 경험이 개선되고 제조사들은 서로에게 배우고 더 나은 제품을 개발하게 만들기 때문에 모두가 윈윈할 수 있는 전략이라 할 수 있다. 정보기술 산업에 있어, 표준은 대개 바람직한 영향을 미친다. 일반적으로 전자공학 분야에서 매우 많은 표준이 존재하듯이, ASIC 기반 컴퓨팅 또한 많은 표준을 가지고 있다. 그러나 단 하나의 판매자가 하나의 제품을 생산하고 있는 상황이라면 표준의 존재와는 상관없이 자신들이 편한 대로 제품을 만들게 된다. 하드웨어 자원이 소프트웨어로 추상화되고 상업용 하드웨어가 이러한 업무를 처리할 수 있는 환경이 조성된다면, 정보기술은 더 많은 유연성과 선택 가능성을 얻게 되고, 하드웨어의 내구성 또한 상승될 뿐만 아니라 비용 절감 효과까지 누리게 될 것이다.



2.3. 소프트웨어 정의 스토리지로의 전환

소프트웨어 정의 스토리지(SDS: Software Defined Storage)의 주된 편익 중의 하나는 기반 스토리지의 추상화로 인해, 관리자와 응용프로그램들이 마치 하나의 플랫폼을 사용하는 것처럼 다른 종류의 스토리지 플랫폼을 사용할 수 있다는 점이다. 사실 소프트웨어 정의 스토리지는 보통 스토리지 볼륨에서부터 가상머신이나 가상디스크에 이르기까지 스토리지에 대한 세부적 관리를 가능하게 한다. 이로 인해 스토리지에 대한 훨씬 많은 유연한 조작이 환경적으로 가능해진다.



2.4. 소프트웨어 정의 네트워크로의 전환

주문형 클라우드 서버들은 소프트웨어 정의 네트워크(SDN: Software Defined Networks)의 가장 큰 편익이라 할 수 있다. 이용자들의 네트워크 환경은 전체적으로 하드웨어에 대한 어떤 접근이나 수정 처리 없이 만들어질 수 있기 때문에, 한 번의 클릭만으로 몇 초 또는 몇 분 만에 완전히 새로운 네트워크들을 만들어낼 수 있는 일련의 API를 호출할 수 있다. 이로 인해 클라우드 소비자들이 경험하게 되는 민첩한 처리 속도가 가능해지며, 기업들은 이를 위해 소프트웨어 정의 네트워크를 사용하게 될 것이다.



2.5. 소프트웨어 정의 보안으로의 전환

소프트웨어 정의 보안(SDS: Software Defined Security)의 특징은 보안 관리와 보안을 제공하는 플랫폼 및 장치들에 대한 정책의 추상화로 볼 수 있다. 소프트웨어 정의 보안으로 전환되면 보안정책의 자동화가 가능해진다. 이렇게 이루어진 자동화는 더 높은 정확도를 보여주고, 이로 인해 인간이 만들어내는 오류로 빚어지는 보안 사고들이 감소할 수 있다.



3. 데이터센터 응용 사례

3.1. 구글의 유럽 데이터센터들

구글은 데이터센터에 엄청난 투자를 해왔으며, 특히 유럽에서의 인프라를 확장시키기 위해 공을 들였다. 구글은 최근에도 초대형 규모의 데이터센터를 유럽의 네 군데 지역에서 운영하고 있다. 벨기에의 St. Ghislain-Mons, 핀란드의 Hamina-Kotka, 아일랜드의 Dublin, 그리고 네덜란드의 Eemshaven-Groningen가 그것이다.

2007년 이후로 구글은 데이터센터와 관련해서 4.3 빌리언 유로의 투자를 실행했다. 구글은 앞에서 언급한 유럽 네 군데의 데이터센터들을 건설하고 운영하는 데 3.2 빌리언 유로를 썼다. 같은 기간 동안, 유럽 광 네트워크에 1.1 빌리언 유로를 추가적으로 지출했고, 이로 인해 많은 소비자들과 기업들에게 접근하여 어플리케이션들을 제공하는 것이 가능해졌다. 이러한 투자의 경제적 영향을 측정하기 위해 유럽 통계자료를 근거로 하는 경제 연관 모델을 적용한 연구가 있다. 이 모델에는 데이터센터 건설 비용 및 부지 복구 비용과 설비 및 운영 비용, 그리고 유럽 내의 백본 망 같은 광 네트워크 연결 비용들이 포함되었다. 구글의 데이터센터 투자는 유럽의 경제적 활동을 통해 한 해 490 밀리언 유로에 달하는 GDP에 기여한 것으로 측정됐다. 즉 2007년부터 2017년에 이르기까지 총 5.4 빌리언 유로의 GDP에 기여한 셈이다. 또한 구글의 데이터센터 투자로 인해 해마다 평균 6,600개의 정규직 신규 일자리가 창출되었다.



3.2. 미국의 데이터센터

최근 미국의 데이터센터 시장이 활성화되면서 새로운 데이터센터들이 생겨나고, 서로 통합하는 현상이 나타나고 있다. 표 1에서 보다시피 연간 두 자릿수의 증가 속도는 기본이고 14%에서 17%에 달하는 연평균 성장률(CAGR)을 보이고 있다. 북버지니아(Northern Virginia)는 미국에서 가장 큰 데이터센터 시장이고 100% 이상의 규모와 성장으로 근접한 경쟁자들을 압도하고 있다.





표 1. 미국의 2017 데이터센터 시장 규모



시장
재고
공실률
순흡수율
임대료(kW/월)


북버지니아
608 MW
5.8 %
41.5 MW
$120~$145


댈러스/포트워스
231 MW
16.8 %
22.0 MW
$120~$145


시카고
188 MW
2.1 %
4.2 MW
$130~$145


피닉스
169 MW
8.8 %
3.8 MW
$120~$135


실리콘밸리
169 MW
5.3 %
12.0 MW
$145~$165


뉴욕/뉴저지
155 MW
18.2 %
2.9 MW
$130~$150


애틀랜타
117 MW
9.2 %
3.0 MW
$120~$135


시애틀
107 MW
18.8 %
2.2 MW
$120~$150


남캘리포니아
88 MW
16.3 %
1.9 MW
$130~$160


보스턴
60 MW
24.4 %
1.0 MW
$150~$180







4. 데이터센터의 미래

최근의 데이터센터와 정보기술의 진화는 그 어느 때보다도 활발하게 진행되고 있다. 그러나 다가오는 몇 년 동안에는 훨씬 더 큰 변화가 생길 것으로 전망된다. 최근 개발되고 있는 몇몇 기술들은 정말로 혁신적인 것으로, 수년 내에 데이터센터에서 사용될 수 있을 것으로 전망된다. 수년 내에 괄목할 만한 성장을 보일 기술 트렌드에는 컨테이너 기반 서비스 권한 설정 접근법, 지속적인 진화형 오픈소스 툴과 플래시 스토리지 활용성을 포함하는 스토리지 용량과 성능의 향상 등이 있다. 또한 물리적 자원 풀과 추상화 방식의 변화 그리고 정보기술 조직이 클라우드 서비스와 반응하는 방식 등이 발전할 것으로 보인다.

이러한 기술의 진보로 인해 3~4년 후의 데이터센터들은 현재와는 매우 다른 모습을 보일 것으로 전망된다. 지속적으로 늘어나고 있는 컴퓨팅 파워로 인해, 다음 10년 후에 저장되고 활용되는 데이터의 양은 어마어마하게 많아질 것이다. 새로운 응용 구조들이 요구될 것이고 이를 충족시킬 하드웨어가 괄목할 만한 성장을 이룰 것이다. 또한 과거 수년 동안 데이터센터를 변화시켰던 NAND 플래시로 불렸던 스토리지 타입들은 미래의 정보기술이 요구하는 성능과 용량에 훨씬 더 부합하는 새로운 기술에 의해 대체될 것으로 보인다. 최근 많이 언급되고 있는 클라우드 서비스는 뜨거운 관심에 비해, 정보기술 기관들이 실질적으로 이를 활용하고 있는 예를 찾기가 쉽지 않다. 그러나 머지않아 대부분의 기관들이 자신들의 서비스를 제공하기 위해 클라우드 포커스 모델을 수용하게 될 것으로 보인다. 이렇듯 소비자들을 클라우드로 전환시키는 데 도움을 줄 수 있는 서비스산업에는 보다 많은 성공의 기회가 주어질 것이 분명하다.





5. 결론

지금까지 현재 데이터센터의 트렌드를 분석하고 미래의 데이터센터에 대한 예상을 해보았다. 데이터센터들은 이제 비즈니스를 운영하는 방식을 변화시킬 수 있을 만한 능력을 갖기 시작하였다. 따라서 이러한 미래에 대한 기술 예측은 매우 중요한 의미를 갖는다. 미래의 데이터센터는 매우 훌륭한 전망을 보이고 있으며, 우리는 진보된 데이터센터를 갖추기 위한 노력과 투자를 주저하지 말아야 한다. 조직이 배우고 그 배움을 빠르게 행동으로 옮기는 능력은 가장 궁극적인 경쟁력이다. 그러한 경쟁력을 우리 자신의 조직으로 가져와야 하고, 그것은 바로 지금 이 순간부터 시작할 때야만 가능할 것이다.







References

1. Scott D. Lowe, James Green and David Davis, “Building a Modern Data Center: Principles and Strategies of Design”, ActualTech Media. https://www.actualtechmedia.com/wp-content/ uploads/2018/05/Building-a-Modern-Data-Center-ebook.pdf

2. Bruno Basalisco, Sixten Rygner Holm, Christoffer Haag Theilgaard, Cecilia Gustafsson, Niels Christian Fredslund, Martin Bo Westh Hansen, Sunesen, and Martin Hvidt Thelle, “European data centres: How Google’s digital infrastructure investment is supporting sustainable growth in Europe”, Google.

https://www.copenhageneconomics.com/dyn/resources/Publication/publication PDF/6/426/1519115098/copenhagen-economics-2018-european-data-centres.pdf

3. Brian Bonlender, “State of the Data Center Industry: An Analysis of Washington’s Competit-iveness In This Fast-Growing High-Tech Field”. Department of Commerce, State of Washington. http://www.commerce. wa.gov/wp-content/uploads/2018/01/Commerce-Data-Center-Study-and-appendices-2017.pdf