지난해 11월 ChatGPT 출시 이후, 비즈니스와 인공지능의 결합이 속도를 내고 있습니다.
이러한 워크로드는 일반 애플리케이션 보다 5배 이상의 전력을 소모하는 반면, 전기요금은 지난해 4월부터 5월에 거친 5차례의 인상에 이어 추가 인상이 예고되고 있습니다. IT인프라 운영에 대한 기업의 부담도 함께 증가하면서 코로케이션 서비스에 대한 관심이 증가하고 있습니다.
데이터센터 평가 안목을 길러주는 성능 지표 시리즈. 오늘은 가용성을 나타내는 지표 N(엔)에 대해 알려드립니다.
데이터센터의 가용성
‘데이터센터의 성능 지표 – 티어(Tier)’ 편의 내용중 일부를 복습합니다.
가용성(Redundancy)이란
가용성은 설비나 장비가 중단없이 가동되는 상태를 말합니다. ITC 산업에서는 IT인프라인 서버, 스토리지, 네트워크, 보안 장비, 데이터센터 산업에서는 전기와 냉각, 소방 및 보안 설비들을 말합니다. IT인프라의 가동은 충분한 전기와 적정한 온습도를 기반으로 하기때문에 데이터센터에서 전기와 냉각의 가용성은 무엇보다 중요하다고 할 수 있습니다. 데이터센터의 가용성은 전기와 기계 설비가 중단없이 가동될 수 있게 설계, 구성, 운영하는 능력이고 티어는 이를 정량적으로 등급화 한 것입니다.
가용성이 필요한 상황
함께 살펴본 가용성이 필요한(설비의 가동을 중단시키는) 상황은 다양합니다.
정전, 사고 및 자연재해, 운영과정에서 사람의 실수, 설비의 노후화와 고장 등 예측이 불가능한 상황부터 유지보수에 따른 부품 교체와 시험운전 등 정기적으로 발생하는 계획된 상황이 있었습니다.
중단된 설비를 대신 할 백업
중단된 설비를 대신할 백업이 구성되어 있는지를 표현하는 지표가 N입니다.
백업에도 성능이 있다. 백업의 방식과 용량을 표현하는 N
두 개의 데이터센터가 있습니다. 두 데이터센터 모두 정전을 대비한 백업 발전기 구성이 되어 있다고 소개합니다. A 데이터센터는 10분을 버틸 수 있는 용량이고 B 데이터센터는 30분을 버틸 수 있는 용량이라면 두 센터의 가용성은 같은 수준일까요? 가용성 수준은 동일하지만, 운영 효율이 달라 데이터센터 이용 비용이 다르다면 어떻게 구별 할 수 있을까요?
N이란
N은 Need를 말하는 것으로 Critical load1,2 (이하, IT부하) 총용량을 의미합니다. N은 백업 구성이 없음을 말합니다. N+1은 백업 구성이 되어 있음을 말하는데 장비(Component)에 대한 백업인 경우 용량을, 경로(Path 또는 Distribution)에 대한 백업인 경우 우회 경로가 구성되어 있다는 뜻입니다.
1 Load : 부하, 데이터센터의 총 전기 소비 용량
2 Critical load 또는 IT load : IT부하. 데이이터센터 중 IT인프라(서버, 스토리지, 네트워크, 보안)가 소비하는 전기 용량
UPS 예시를 통해 알아보는 N
데이터센터의 중요한 전기 설비 중 하나인 UPS와 축전지(Battery, 배터리)를 예로 들겠습니다. UPS는 ‘Uninterrupted Power Supply’의 약자로 우리말로는 ‘무정전 전원 공급’ 입니다. 데이터센터는 모두 정전 등으로 한전의 전기 공급이 중단 될 때를 대비하여 백업용 발전기를 갖추고 있습니다(비상발전기). 하지만 발전기가 가동을 시작하여 IT인프라에 안정적인 전원이 공급되기 까지 수초에서 십수초의 시간이 소요됩니다. 이 시간 동안 전산실의 전원 공급을 지탱해 주는 것이 UPS와 축전지의 역할입니다. UPS의 그 외 기능들은 다른 포스팅에서 언급하겠습니다.
Critical load (전산실의 서버에 공급되는 전기 용량)가 10MW라고 해봅시다.
첫번째는 백업이 없는 UPS의 N 구성입니다. 10MW를 처리하는 용량의 UPS 1대로 구성되어 UPS에 장애가 발생하면 IT인프라의 전원 공급은 100% 중단됩니다.
두번째와 세번째는 백업이 있는 구성입니다. 두 백업 구성의 차이는 모듈화로 두번째 UPS의 1+1 구성은 각각 10MW 용량의 UPS 2대가 50% 만큼 가동되다가 한 쪽의 장애 발생 시 나머지 한쪽이 100% 가동되어 장애가 발생한 1번 UPS의 용량을 대신합니다. 세번째 N+1 구성은 25MW 용량의 UPS 5대로 구성되어 UPS에 장애가 발생하면 대기중인 UPS가 가동되어 IT인프라에 가용성을 제공합니다. 가용성 구성 시 장비의 모듈화는 운영 복잡성과 비용 효율의 트레이드 오프를 검토하여 센터 설계 시 결정하게 됩니다.
[그림 1. USP 장비와 경로의 가용성 구성 예시]
비즈니스와 IT의 결합이 가속회 될 수록, 데이터센터의 가용성은 기업의 비즈니스 연속성과 연결되는 만큼 전기와 기계 설비의 구성과 용량, 그리고 운영 역량을 갖추고 있는지 꼼꼼히 확인하는 것이 중요합니다.
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