삼성전자, OCP를 통해 오픈 소스 혁신

OCP(Open Compute Project)는 페이스북, 인텔, 마이크로소프트, 구글, AMD, IBM, 랙스페이스, 삼성 등의 기업들이 공동 진행하는 프로젝트이다. 이 프로젝트는 출범 이후 세계 최대 규모의 오픈 소스 하드웨어 기구로 성장했다. OCP는 업계의 하드웨어 엔지니어와 소프트웨어 개발자의 지식을 결합해 고가의 독점 솔루션이나 불필요한 하드웨어를 배제하면서 보다 우수하고 효율적인 서버를 구축하기 위해 만들어졌다. 대규모 데이터센터를 운영하는 기업 하이퍼스케일은 데이터센터 기술 혁신과 표준화를 통해 오픈 소스 하드웨어 인프라 구축비용과 운영비용 절감을 목표로 하고 있다. 서버 밀도를 높이고 와트당 성능을 높이는 것 역시, 장기적으로 엔터프라이즈 컴퓨팅으로 인한 탄소 배출을 줄이는 핵심 기술이 될 것으로 기대된다. 열린 미래를 향한 여정 지난 수십 년간 새로운 차세대 CPU가 나올 때마다 데이터센터 제조업체와 소비자는 강화된 성능과 낮아지는 PE(Power Envelope)의 흐름을 따라가기만 하면 됐다. CPU의 크기는 새로운 기술이 나올 때마다 계속 작아졌지만, 리소그래피를 통해 달성할 수 있는 전력 효율성과 성능 향상의 폭은 예전에 비해 줄어들었다. 이제는 성능을 향상시키려면 리소그래피에 대한 의존도를 줄이고, 다른 시스템에서 발생하는 에너지 손실과 병목 현상을 해결하는 데 더욱 중점을 두어야 한다. OCP는 서버 냉각과 공기 흐름에서 랙(rack) 구조, 스토리지 사양에 이르기까지 데이터센터의 모든 부분을 다루기 때문에, 이러한 협업은 컴퓨팅 업계에서 성능 향상의 원동력인 혁신을 이어가는데 있어 중요하게 작용하고 있다. 지금까지 많은 기업이 OCP의 발전을 이끌어왔다. 삼성전자는 2015년 OCP에 합류하면서 전문성을 높여왔고, 2020년에는 글로벌 OCP 컨퍼런스 개최를 도왔다. 특히 삼성은 한국의 OCP에서도 주도적으로 참여하고 있다. 삼성전자는 분산형 스토리지(disaggregated storage) 플랫폼인 개방형 하드웨어 포세이돈 서버도 출시했는데, 이 서버는 하이퍼스케일러 서버 제조업체와 일반 데이터센터 시장의 니즈를 모두 충족시키고 있다. 포세이돈 서버는 기존의 플래시 시스템에 비해 최대 2~3배의 용량을 지원하며, 1U 시스템(256TB) 에서는 8TB 용량으로 삼성 E1.S 드라이브 32대를 지원한다.

이 새로운 스토리지 플랫폼의 핵심 구성요소 중 하나가 바로 삼성전자의 PCIe® Gen4 PM9A3 SSD이다. PM9A3 SSD는 와트당 성능을 극대화해 6세대 V낸드(V-NAND) 메모리를 사용하며 PCIe® Gen4를 지원한다. PM9A3는 5세대 PM983a에 비해 성능이 대폭 향상됐고, 연속읽기 속도가 6,950MB/s에 달한다. 전작에 비해 성능이 약 두 배 정도 개선된 것이다. 또한 PM9A3는 전력 효율성이 뛰어나, 연속쓰기 성능은 와트당 283MB/s로, 와트당 188MB/s인 PM983a에 비해 에너지 효율이 50% 가까이 더 높아졌다. 이종열 삼성전자 메모리사업부 S/W개발팀 부사장은 "PM9A3는 1U 서버에 최적화된 폼팩터를 제공해 공간 활용도를 높이고, PCIe® Gen4의 속도를 장착해, 용량을 확대시킬 수 있다" 며 "PM9A3가 앞선 클라우드 데이터센터 서버용으로 가장 각광받는 스토리지이자, 비용 효율성 또한 향상시킬 것” 이라고 전망했다.

이와 함께 프로젝트 포세이돈의 스토리지 운영체제(OS)인 포세이돈 OS(POS)도 주목을 받고 있다. POS는 경량 스토리지로 스토리지 네트워크를 통해 향상된 성능과 편리한 기능을 제공한다. POS는 NVMe™ SSD의 장점을 이용해 스토리지 스택을 최적화하며 첨단 고속 인터페이스를 활용한다. 또한 소프트웨어 정의 스토리지 기능을 구현해 데이터센터에 설치되는 스토리지 애플리케이션의 다양한 요구사항을 처리한다. POS를 통해, 각 산업은 데이터센터 내에 컴포저블 분산 인프라(CDI)를 편리하게 구축할 수 있다. POS의 최신 버전은 개발 후 PCIe® Gen4 인터커넥트 테스트를 거쳐 깃허브(Github)에서 발매됐다. 업계의 협업과 협력은 향후 10년간 시스템 설계 및 반도체 기술 발전을 이끄는 원동력이 될 것이다. 지난 15년간 전 세계 데이터센터의 효율은 계속 향상돼, 업계 평균 PUE(Power Usage Effectiveness, 전력 사용 효율) 지수가 2007년의 2.5에서 2019년에는 1.67로 떨어졌다. 수치가 높을수록 데이터센터의 효율이 떨어진다는 것을 의미하는데, 특정 업계의 평균적인 효율에 비하면 1.67은 높은 수준에 속한다. OCP는 서버 고객과 제조업체간의 커뮤니케이션뿐만 아니라 다양한 업계 파트너간 커뮤니케이션을 이끌면서 업계 전반을 변화시키고 있다. 협업을 통한 개선 OCP의 접근방식은 시장 분열을 막고 데이터센터 개발과 유지보수 비용을 절감시킬 수 있다. 아울러 각각의 이해관계자에게 맞는 가치를 제공한다. OCP는 표준화된 사양으로 SSD 제조업체에게 여러 공급 업체가 원하는 조건을 충족시켜준다. 이에 따라 개발 일정에 대한 불확실성이 줄어들고, 자원 활용도가 개선되며, 전반적인 프로세스가 간소화된다. OCP의 NVMe™ Cloud SSD 사양은 페이스북과 마이크로소프트에서 처음 시작됐는데, 현재 HPE와 델 EMC 등의 서버 제조업체의 의견을 참고해 개발 중이다. 협업 기준을 마련하면 개발 또는 대량 생산 도중 사양이 변경될 가능성이 줄어든다. 이렇게 현 세대 SSD의 통일성을 높여가면, 차세대 제품 기획 단계에서 사양이 어떻게 변경될지 예측이 가능해진다. 결과는 확실했다. OCP 구축에 핵심이던 미국 오리건주 프라인빌의 페이스북 데이터센터는 다른 데이터센터를 뛰어넘는 전력 사용 효율을 보여줬다. OCP의 최종 목표는 모든 데이터센터의 효율을 높이고, 구축을 용이하게 하며, 비호환성 문제를 줄이는 것이다. 이를 실현하기 위한 핵심이 바로 아이디어, 사양, 지식 재산의 공유이다. 외부에서도 OCP의 장기적인 성공을 예측하고 있다. 넥스트 플랫폼(Next Platform) 등 여러 저명한 언론매체는 OCP의 현재를 평가하고 장기적인 성장과 인기의 이유를 설명했다. 이에 “OCP 생태계가 모든 주요 지표에서 차근차근 지속적으로 성장, 개선되는 모습을 보이고 있으며, 그 결과 고객 기반과 더불어 서버, 스토리지, 스위치, 에지 셀 사이트, 네트워크 인터페이스 카드 등 각 기업이 OCP 인프라 구축에 투입하는 비용도 점차 증가하고 있다”고 보도했다. 삼성전자는 OCP SSD 사양을 충족하는 SSD를 발빠르게 출시했고, 프로젝트 포세이돈과 함께 OCP 프로젝트를 계속 진행해왔다. 또한 빠른 적용과 참여를 바탕으로 시장을 선도하는 동시에 공공의 이익을 위한 기술들을 개발해왔다. 아울러 주요 시스템 개발업체들과의 향후 협업을 통해 보다 견고한 미래형 데이터센터를 구축할 가능성을 열었다.