Hitachi VSP F 시리즈-올플래시 스토리지의 새 지평을 열다

업계 유일의 100% 데이터 가용성 보장

하이엔드급의 올플래시 스토리지인 Hitachi VSP F(Virtual Storage Platform F, 이하 VSP F) 시리즈는 12.8TB에서 448TB까지 스토리지 용량을 지원하며, 업계가 인정하는 Hitachi의 가용성을 모두 갖춘 솔루션이다. 중단 없는 스토리지 운영과 최적화된 성능을 보장하기 위해 완벽한 시스템 리던던시(Redundancy: 이중화), 핫스왑(Hot-swap: 시스템 작동 중에 장치나 부품을 교체하는 것), 데이터 보호, 무중단 업데이트를 제공한다. 강력한 데이터 복구 및 보호 툴이 탑재돼 있어 백업, 복구, 장애극복, 일관성 있는 복사본 데이터의 유지가 더욱 간편해졌으며, 비즈니스 리스크와 다운타임 우려도 대폭 줄일 수 있게 됐다.

VSP F 시리즈는 시판 중인 다른 솔루션에 비해 6배나 더 많은 대역폭을 제공한다. Hitachi의 최적화된 플래시 기술에 기반해 중요한 비즈니스 애플리케이션에 대해 탁월한 성능과 지속적인 데이터 가용성을 보장한다. 또한 데이터 압축 기능을 통해 대형 혼합 워크로드 환경에서도 스토리지 용량을 최대 80%까지 줄일 수 있다.

가상 스토리지 풀의 생성과 관리를 지원하는 Hitachi SVOS(Storage Virtualization Operation System)를 탑재해 애플리케이션에 특화된 자동화 프로비저닝과 글로벌 데이터 보호를 몇 초 내에 완벽하게 처리하므로 운영 시간을 29% 이상 줄일 수 있다.

Hitachi는 고속 VSP 컨트롤러와 고집적 FMD(Flash Module Drive)를 통합했다. 이로써 최대 140만 IOPS(초당 입출력 처리량)의 성능을 지속적으로 구현하고 2배 이상의 가용량을 제공할 수 있게 됐다. 이번에 새로 선보인 FMD DC2 드라이브는 플래시 활용을 최대한 높이고 시스템의 오버헤드를 제거하기 위해 특허 받은 플래시 I/O 관리와 오프로드 엔진을 사용한다. 이를 통해 최대 스케일에서도 1,000분의 1초(Sub-millisecond)미만의 응답시간을 유지하는 인라인 압축을 제공해 스토리지 용량을 최대한 효율적으로 활용할 수 있게 됐다. 성능이나 내구성에 전혀 영향을 미치지 않으면서 다른 기술에 비해 10배 이상 빠르게 운영되는 FMD 기반 압축 덕분에 더 높은 ROI를 보장한다.

중앙집중화된 관리와 블록 및 파일 액세스 단일화

VSP F 시리즈는 IT 효율성도 향상시켜준다. Hitachi SVOS 소프트웨어 임베디드 버전을 탑재함으로써 관리, 서비스 제공, 애플리케이션 특화된 프로비저닝을 더 빠르게 수행할 수 있다. 중앙집중화 된 관리와 함께 블록 및 파일 액세스도 단일화돼 모든 워크로드가 통합되므로 IT 부서의 관리업무가 더욱 간편해졌다.

<그림 1> IT 관리의 복잡성을 줄여주는 Hitachi Infrastructure Director

VSP F 시리즈에 탑재된 비즈니스 정의 데이터 보호 소프트웨어를 이용해 정책 관리를 보다 간편하게 할 수 있으며, 워크플로우 솔루션을 통해 백업 윈도우를 제거하고, 데이터 복사 또는 데이터 인스턴스를 줄여 복구 작업 속도를 높일 수 있다. 데이터 복제 소프트웨어 기능 또한 향상되었다. 이로써 무중단 데이터 복제가 가능하며, 호스트 독립적으로 전체 데이터 복제뿐만 아니라 변화가 발생한 데이터 블록에 한해 논리적 보호 복사본을 적시에 제공하기도 한다.

스토리지 분석 기능을 통해 장기적인 스토리지 가용량과 성능 트렌드 분석도 가능하다. 표준 리포트 기능은 현재의 운영 환경에 대한 빠른 보기와 맞춤형 리포팅을 제공하므로 관리자가 필요에 맞게 수정할 수 있다. 뿐만 아니라 플래시의 성능을 신속히 파악할 수 있어 애플리케이션이 늘 최상의 상태를 유지할 수 있도록 리소스를 최적화할 수 있다.

VSP F 시리즈는 SVOS 기능에 HDS(Hitachi Data Systems)만의 독특한 플래시 메모리 처리 기술인 HAF(Hitachi Accelerated Flash)가 탑재되어 있다. SVOS와 HAF의 통합을 통해 대폭 향상된 I/O 프로세싱, 더 높은 멀티쓰레딩 지원, 더 빠른 내부 데이터 이동을 제공할 수 있게 됐다. VSP F 시리즈에 탑재된 2세대 FMD DC2는 대규모 I/O 엔터프라이즈 워크로드를 지원하기 위해 개발된 솔루션이다. 핵심에는 MLC 플래시 성능을 비용 효율적인 SLC 플래시 SSD 수준으로 향상시켜주는 멀티코어 플래시 컨트롤러가 자리하고 있다.

<그림 2> 엔터프라이즈 SSD vs FMD DC2 응답시간 비교

2세대 플래시 모듈 드라이브(FMD)의 주요 기능

FMD는 MLC 플래시를 사용하지만 SSD는 아니다. 보통의 2.5~3.5인치 SSD보다 약간 더 크고 길이도 길어 일반적으로 사용되는 19인치 데이터센터 랙에 딱 맞는 랙마운트형 디자인이다. 일반 엔터프라이즈 SSD와 비교 시 최대 5배의 쓰기 성능, 3배의 읽기 성능을 제공하는 초고속, 평행 아키텍처를 활용하고 있다. 가격대비 성능도 뛰어나 최대 70%까지 저렴한 가격에, 응답시간은 최대 60%까지 빨라졌다. Hitachi VSP 패밀리 시스템에서 운영되는 HAF는 PB(페타바이트) 규모에서 1,000분의 1초(Sub-millisecond) 보다 빠른 성능을 유지한다. FMD DC2 주요 기능은 다음과 같다.

성능 향상
쿼드코어 프로세서 탑재로 쓰기 절벽 현상 제거

하우스키핑(Housekeeping: SSD 내부적으로 삭제된 영역을 관리하기 위한 리프레시와 기타 웨어 레벨링을 관리하는 작업)업무를 처리하거나 쓰기 작업이 많을 때 I/O 프로세싱의 성능 저하는 대부분의 플래시 컨트롤러에서 나타나는 일반적인 현상이다. FMD는 충분한 프로세싱 파워 이상을 제공하는 쿼드코어 프로세서를 탑재했기 때문에 쓰기 절벽 현상이 나타나지 않는다. 

수명 연장
플래시 수명 연장을 위한 웨어 레벨링 알고리즘 지원

FMD에는 낸드 플래시 수명을 최적화하는 데 필수적인 인텔리전스가 갖춰져 있다. FMD 컨트롤러는 쓰기, 삭제 및 리프레시율을 모니터링해 여러 군데의 셀에 균등하게 데이터 쓰기 작업을 한다. 그리고 나서 데이터의 I/O 빈도와 낸드 플래시 블록 사용 현황 간 최적의 매치 지점을 찾아 물리적 데이터 위치를 관리함으로써 낸드 플래시 수명을 연장시킨다. 

신뢰성ㆍ가용성ㆍ기술지원
플래시 메모리 신뢰를 높이기 위한 기술 향상

FMD DC2에는 SVOS 및 VSP 아키텍처와 긴밀하게 결합되는 많은 RAS(Reliablitiy Availability Serviceability) 기능이 포함돼 있다.

데이터 통합에 특화된 FMD DC2는 올바른 데이터의 쓰기와 시간대별 보호를 위해 다중 ECC(에러 정정 코드; Error Correction Code) 에러 체킹 레이어를 지원한다. 데이터 쓰기 통합을 보호하기 위해 쓰기 완료된 2KB 압축 데이터에 대해 112 바이트 ECC가 첨부된다. 각각의 FMD ECC가 2KB당 최대 59비트까지 수정될 수 있다는 것을 의미하는데, 이는 1.1KB 데이터당 40비트까지 ECC를 첨부하도록 되어 있는 표준 MLC 스펙을 초과하는 것이다. 따라서 약간의 에러가 발견되더라도 간단히 복구된다.

FMD DC2는 데이터 쓰기/읽기 작업에 맞춰 하드웨어와 낸드 플래시의 핵심 매트릭스를 모니터링한다. 예를 들어 웨어 레벨링의 경우 낸드가 웨어 레벨링 한계치의 95%에 도달하면 경고를 보내고, 99%에 달하면 여분에 대한 경고를 보낸다. 현지 운영자 또는 HDS 고객센터에서는 하이트랙 리모트 모니터링(Hi-Track Remote Monitoring) 시스템 보고 기능을 통해 문제가 발생하기 전에 서비스 활동 일정을 편성해야 하는지 여부를 판단할 수 있다. 

강력한 데이터 보호 기능
급작스런 전력 손실에도 데이터 보호 위해 PLP 기능 탑재

FMD DC2에는 갑작스런 전력 손실이 발생하더라도 스토리지 디바이스에 저장된 데이터 보호가 가능하도록 PLP(Power Loss Protection) 기능이 탑재돼 있다. FMD DC2가 작동하는 동안 데이터는 호스트 인터페이스와 낸드 플래시 패키지 간 성능 격차를 줄이기 위해 드라이브의 DRAM 캐시 메모리에 임시 저장된다. 

신속한 에러 파악
어댑티브 데이터 리프레시 기능 수행

신속한 에러 파악을 위해 FMD는 어댑티브 데이터 리프레시(Adaptive Data Refresh) 기능을 수행한다. 이는 컨트롤러가 2일마다 전체 FMD의 내부 ECC를 재검토해 적용한 에러 수정 작업에 기반해 페이지 리프레시를 최적화하는 것이다. 이는 플래시셀의 수명 연장과 전반적인 성능 향상에 상당한 도움이 된다. 

주기적인 데이터 진단 혹은 복구
Hitachi 스토리지 컨트롤러와 통합해 데이터 진단 및 복구 기능 활용

HAF를 Hitachi 스토리지 시스템 중 하나와 함께 사용하면 강력한 통합 기능의 이점을 누릴 수 있다. FMD의 데이터 분석과 읽기 재시도 기능은 Hitachi 스토리지 컨트롤러가 지원하는 데이터 진단 및 복구 기능과 함께 동작한다.

약간의 에러가 발생해 FMD의 ECC 수정 가용량이 초과되면 해당 데이터는 읽기 재시도 기능을 통해 읽힌다. 플래시 메모리 파라미터를 조절해 데이터를 읽어 들인 후 해당 영역을 리프레시하는 것이다. 즉, 데이터가 읽기 불가능한 상태가 되기 전에 읽어 들여 다른 영역에 복사해 둠으로써 데이터를 안전하게 보관할 수 있다. 

고속 포맷팅
빠른 포맷팅 지원으로 시간 절약

고속 포맷팅은 FMD에서 독자적으로 수행되는 기능이다. 포맷팅할 드라이브의 개수와 상관없이 5분여 만에 포맷팅할 수 있다. 유사한 구성을 갖고 있는 SSD 어레이(22.4TB)의 포맷팅 시간이 280분이라는 점을 감안한다면 시간을 얼마나 절감할 수 있는지 실감할 수 있을 것이다. 

안전한 데이터 완전 삭제 서비스
미국 NIST 데이터 파쇄 기준을 상회하는 엄격한 데이터 삭제 원칙 적용

HDS는 배드 블록(Bad block)이나 오버 프로비저닝등 디바이스 내 모든 사용자 데이터를 물리적으로 삭제하는 데이터 삭제 서비스를 제공한다. 삭제가 완료되면 삭제 작업이 성공적으로 수행됐는지 여부를 확인하기 위해 FMD DC2의 모든 셀을 읽어 들인다. 웨어 레벨링과 같은 디바이스 데이터는 삭제되지 않으므로 계속 사용할 수 있고, 남아있는 보증 기간 동안 보호받는다. 이 서비스는 데이터 슈레딩(Shredding; 파쇄)에 대한 미국 NIST(National Institute of Standard and Technology)의 기준을 훨씬 상회하는 것이다. 

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Hitachi Virtual Storage Platform F Series, 2015년 11월

Hitachi Accelerated Flash, 2015년 11월

http://www.hds.com