[인프라] 서버 교양 1 - CPU

출처 : 인프라 엔지니어의 교과서

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[인프라] 서버 교양 1

 

서버의 종류

랙 마운트형과 타워형 서버의 차이

1. 랙 마운트형
2. 랙 마운트형은 랙에 많은 수의 서버를 배치할 수 있도록 하였고 별도의 서버실이 존재하여 냉각, 방진 등의 조건에 대해 비교적 자유로운 형태의 서버이다.
3. 타워형
4. 타워형은 사무실과 같은 공간에 비치하여 서버를 운용할 경우 사용되고 냉각, 방진 등의 조건을 신경 써야 하는 형태의 서버이다.

하드웨어 성능에 따라 구분되는 엔트리, 미들레인지, 하이엔드 서버

엔트리, 미들레인지, 하이엔드 서버의 구분은 서버를 제작하는 회사에 따라 기준이 다르고 엔트리 > 미들레인지 > 하이엔드 순으로 서버의 성능이 좋다.

IA 서버

인텔이나 AMD 등 인텔 호환 CPU를 탑제하고 일반 컴퓨터와 같은 아키텍처를 기반으로 만들어진 서버

아키텍처는 동일하지만 외장의 규격은 모두 다르기 때문에 주의가 필요하다

엔터프라이즈 서버

엔터프라이즈 서버는 하이엔드 서버로 대용량의 송수신을 위해 수용량이 크고 높은 내구성이 필요한 서버에 적합한 독자적인 아키텍처를 기반으로 만들어진 서버

서버 선정

서버의 조건

필요한 하드웨어 자원의 사용량 체크 후 주 성능, 보조 기능을 고려하여 선정

주 성능 :

CPU, 메모리, 디스크, NIC 포트 수 등

보조 기능 :

RAID(Redundant Array of Inexpensive/Independent Disk, 복수 배열 저가/독립 디스크) 유무, PSU 이중화, 보수 연수, 보수 수준, 확장성, 물리 사이즈, 중량

• RAID(Redundant Array of Inexpensive/Independent Disk, 복수 배열 저가/독립 디스크) : 저장장치 여러 개를 묶어 고용량, 고성능인 저장 장치 한 개와 같은 효과를 얻기 위해 개발된 기법이다.
• PSU(Power Supply Unit) : 전원 공급 장치

버틀넥(병목현상)

네트워크를 확장되어 인풋양이 증가할 때 서버의 성능이 인풋양을 처리하지 못할 경우 발생

서버 사양 결정 방법

1. 실제 환경을 시험적으로 구축해 측정 결과를 보고 판단한다.
2. 기간계라고 불리는 시스템의 중핵을 담당하는 시스템이나 중요한 시스템일 때
3. 임시로 결정한 서버 사양의 기기를 현장에 투입해 실제 하드웨어 자원의 이용 상황을 측정한 다음, 서버와 서버의 부품을 늘리거나 줄인다.
4. 온라인 게임처럼 실제로 공개해보지 않아서 액세스 양이 판면 되지 않을 때
5. 소거법으로 사양을 좁혀간다.
6. 서비스의 성질이 정해져 있을 때

스케일 아웃과 스케일 업

서버의 확장이 필요할 때 사용하는 방법으로 두 가지가 있다.

스케일 아웃 :

기존의 서버를 유지하고 다른 서버를 추가하는 방법

스케일 업 :

기존의 서버를 업그레이드시키는 방법

CPU

성능과 발열, 소비 전력

CPU는 연산 능력이 높으면 높을수록 고성능 CPU로 분류된다. 과거에는 동작의 주파수를 올려서 연산 능력을 높였지만,

CPU 성능 UP == 소비 전력 UP == 발열 UP

그래서 현재 CPU 성능을 높이면서도 발열과 소비 전력은 억제하는 방향으로 진화 중

CPU 용어

소켓 수 : CPU 개수

코어 수 : CPU의 주요 계산 영역, 복수의 코어가 있는 것을 ‘멀티코어’라고 한다.

스레드 수 : 하나의 코어에서 처리할 수 있는 수(하이퍼스레딩 기능이 있으면 코어 수가 배가된다.)

동작 주파수 : 1초당 클럭 수. 동작 주파수가 높을수록 처리 속도가 빨라지지만, 전력 효율이 나빠지고 발열도 증가한다.

캐시 : CPU와 메인 메모리 사이에 캐시 메모리라는 빠른 속도의 메모리가 있다. 캐시 메모리에 자주 액세스 하는 데이터를 저장해서 상대적으로 느린 메인 메모리로의 액세스를 줄여 CPU의 처리 성능을 높인다.

하이퍼스레딩 : 하나의 코어로 두 개의 처리를 실행할 수 있는 기술(인텔 CPU에서 사용되는 용어)

터보부스트 기술 : CPU의 속도를 자동으로 기준 클럭보다 빠르게 동작시키는 기능. 전혀 일을 하지 않는 코어가 있을 때, 일을 하고 있는 코어를 클러 업시키는 기술(인텔 CPU에서 사용하는 용어)

CPU 선정 포인트

성능

요구하는 연산 능력을 만족하는가?

가격

CPU는 종류에 따라서 상당한 가격 차이가 있다.

필요한 처리 성능의 CPU의 가격이 싸다면 , 확장성을 고려해 좀 더 성능이 좋은 CPU 사용

필요한 처리 성능의 CPU의 가격이 비싸다면, 처리 능력이 약간 낮은 CPU를 여러 개 탑재해 사용

위의 방법으로 비용 증가 억제를 선택

사용할 소프트웨어의 라이선스 체계

CPU의 코어 수와 소켓 수로 가격이 달라지는 소프트웨어가 있으므로 비용을 줄이려면 CPU의 종류와 개수를 조정한다. 고가의 소프트웨어를 사용할 때 더욱 중요해진다.

소비 전력

소비 전력을 절약하고 싶은 경우,

동작 클럭을 떨어뜨려 소비 전력을 절감하는 저전력 CPU를 선택

인텔 CPU

cloud 엔지니어로서 엔지니어와 대화를 나누기 위해서 암기가 필요