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JongAm · Posted : 월 6 21, 2004 3:18 pm 제목: [ITWorld 기사] Opteron과 G5서버

발췌 : http://www.infoworld.com/article/04/06/18/25FE64bits_1.html

번역 : 박종암

요샌 Apple이 데스크 탑보다는 iPod나 Xserve와 같은 기업 제품에 더 신경을 쓰고 있는 것 같습니다.
마침 ITWorld에 나온 기사가 있어 발췌하여 번역했습니다.

저렴한 64bit 컴퓨팅
- 데스크탑 가격에서 back-end 파워를 원하십니까? AMD의 Opteron과 Apple의 G5가
제공합니다.

By Tom Yager 2004년 6월 18일

IT업계는 단순하지만 거의 잊은 원칙을 다시 발견하고 있습니다. 즉 Throughput과 용량이 제일 중요한 것이라는 사실입니다. 마치 도시의 혼잡한 교통난 속에 있는 페라리처럼, 매 순간마다 메모리 용량, 주변장비, 다른 CPU들이 부족한 사태가 발생하게 되면 프로세서가 얼마나 빠른지는 거의 중요하지 않게 됩니다. 일정량의 부하를 갖는, 즉 일정한 리소스 요구량을 갖는 예측 가능한 부하를 주는 프로그램들이 돌아가는 Xeon 프로세서를 탑재한 서버는 가격으로 보자면 정말로 싼 시스템입니다. 하지만 오늘날 가해지는 시스템 부하가 급변하는 상황에서는, 즉 grid 어플리케이션이나 실시간 BI나 가상 소스 파티셔닝과 같은 가변적인 부하를 가진다면 Xeon 프로세서로는 데이터를 이동하는데만 걸리는 시간이 데이터를 계산하는데 걸리는 시간과 비슷해집니다. 근데 이 Xeon 프로세서는 데이터를 계산하는데만 최적화 되어 있다는게 문제입니다.

부하가 가변적일때는 IT업계에서는 전통적으로 빠른 I/O와 확장성이 많은 64-bit Unix 서버들을 선호해 왔습니다. 하지만 그런 시스템들의 엄청난 가격과 질질 끄는 계산 성능과, 끊임없이 해줘야할 관리는 맨처음엔 xeon프로세서로의 전이에 박차를 가해왔습니다. 이럴때 가장 이상적인 해결책은 Xeon과 같은 괜찮은 성능과 저렴한 가격을 희생하지 않고,마치 큰 다리미가 구겨진 것을 깔끔하게 펴주는 듯한 일정한 Throughput과 용량을 제공하는 어떤 것일 겁니다. 이런 건 싼 32bit PC서버와, 64bit의 IBM Power나 Intel Itanium 혹은 Sun Sparc 머신사이의 어떤 것이 될것입니다. 만약 하양 호환성과 작은 크기가 저렴한 가격과 같이 얻어질 수 있다면 아주 금상첨화 일것입니다.

근데 그런 이상적인 어떤 것이 있습니다. 지금 막 성장하는 64비트 플랫폼이 있는데, 하나는 AMD의 Opteron 프로세서를 가지며 다른 하나는 IBM의 PowerPC 970FX를 가지는 플랫폼입니다. 그런 칩을 가진 첫 두 시스템의 포장을 뜯어 보고 싶은 것은 당연한 것입니다.

Xeon 프로세서 가격의 64비트 컴퓨팅 가격 같았습니다. 이 두 테스트 시스템은 MSI 마더 보드에 두개의 Opteron 프로세서를 얹은, AMD가 제공한 reference server와 애플이 제공한 두개의 프로세서를 가진 Xserver G5입니다.

폭발적인 성능을 가지는 하드웨어
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Opteron과 PowerPC 970FX 플랫폼의 가치는 프로세서 보다도 다른데에 있습니다. OS나 시스템 버스, 그리고 칩 셋들이 모두 아주 중요한 역할을 합니다. 하지만 이 새로운 64bit 시스템에서 CPU구조는 주요한 차이점을 제공해 주고있습니다.

AMD의 Optreron프로세서는 데스크탑, 모바일 Athlon 64 그리고 고성능 워크스테이션을 위한 아주 혁신적인 Athlon 64 FX-53을 포함하는 64bit의 펜티엄 호환 프로세서 라인업 중에 있는 서버 칩입니다. 이것들 중에서 Opteron만이 멀피프로세서 구성을 지원합니다. Opteron의 마술은 north bridge 기능을 포함하는 것입니다. 즉 그 칩 자체에 메모리와 CPU간의 통신 기능이 들어 있습니다.

Xserve G5의 PowerPC 970FX칩은 Apple, IBM 그리고 모토롤라의 파트너쉽에 의해 나온 가장 최신의 제품입니다. IBM은 Power4의 64비트 엔터프라이즈 CPU의 코어를 이용해서 PowerPC 750FX를 만들었습니다. 애플은 여기서 나머지 부분, 즉 Xserve G5의 시스템 디자인, 즉 버스나 north bridge 로직, south bridge 로직, 그리고 health monitoring같은 시스템 콘트롤러등을 디자인했습니다.

이 두 시스템들은 벤더들에 의해서 세팅된대로 테스트 했습니다. 하지만 두 머신엔 모두 우리가 4GB RAM을 추가로 장착시켜주었습니다. 두 시스템의 표준 사양은 두개의 Gigabit 이더넷 포트, removable 하드 드라이브 트레이, 기본적인 VGA카드, 그리고 USB 포트들입니다. 두 시스템은 서버 관리 프로그램과 다수의 서버들을 모니터할 수 있는 프로그램들이 설치되어 있습니다. Opteron 서버는 light-out 관리 능력, 즉 서버의 전원이 꺼져 있을때, 전원, 구성, 그리고 진단 기능을 원격으로 제어할 수 있는 기능이 있습니다.

이 막을 망가트릴 수 없어!
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이 두 시스템은 32bit나 64bit 프로그램을 어떤 식으로 섞던 동시에 수행시킬 수 있습니다. 물론 이상적인 Opteron이나 G5의 성능은 CPU가 64비트 모드로 돌때 그리고 모든 프로그램들이 64비트로 움직이도록 컴파일 되었을때만 얻어질 수 있습니다. 하지만 순수한 64비트 오퍼레이션은 아직 대부분의 사람들에게는 현실적이지 않습니다. 수만개의 상용 32비트 응용 프로그램들이 64비트용으로 다시 컴파일되고 검증되어야 하기 때문입니다.

마이크로소프트는 현재 요번달 InfoWorld가 발간되는 날까지 64비트 윈도우즈 서버 2003의 최종 배포버젼을 생산할 수 없었습니다. 옵테론 시스템을 테스트하기 위해서, AMD는 SuSE의 엔터프라이즈 서버 9.0 Linux를 설치하고 세팅해 주었습니다. 이 Linux는 64비트 커널과 명령어를 사용합니다. 그리고 거기서 돌아가는 개발환경은 64비트 Opteron의 장점을 완전하게 소화합니다. 이것은 실제 상황에서는 좀 기대하기 힘든 완전한 혹은 거의 완전한 64비트 환경을 제공해 주었습니다. Opteron 프로세서에 최적화된 코드가 Linux에 포함되었으며 다른 대부분 Linux 배포판에 기본적으로 포함될 것입니다.

Xserve G5는 10.3.4버젼의 MacOS X Server가 탑재되어 있습니다. 이것은 32비트 코드에서 G5의 64비트 기능을 사용할 수 있도록 해주는 bridge mode로 G5가 동작될 수 있도록 해주는 32비트 OS입니다. 애플이 개선한 GNU compiler를 사용하는, Apple의 Xcode 개발환경은 최악의 경우엔 이것보다 오래된 맥 시스템에선 프로그램이 돌아가지 않을 정도로 실행화일을 G5에만 최적화 한 코드를 만들어 낼 수 있습니다. 하지만 애플은 OS X를 64비트 버젼으로 발표하기 전엔, OS X커널엔 현실적으로 이런 일을 할수 없습니다. 이런 일은 엄청나게 많은 변경을 요구할 것입니다.

이 두 시스템은 박스에서 꺼낸 그대로 부팅을 시켰으며 아주 완벽하게 동작했습니다. 꽤나 많은 오픈 소스 프로그램을 컴파일하는 테스트를 했으며, 우리가 바라던 바대로 Opteron 서버와 SuSE Linux를 위해서 컴파일된 프로젝트들은 모두다 OS X 서버에서 아무런 변경없이 그대로 컴파일 될 수 있었습니다.

성능 테스트는 Throughput에 촛점을 맞추었습니다. STREAM 벤치마크의 메모리 복사 부분에 의해서 재어졌듯이 두 시스템의 메모리 throughput은 약 2GBps (GigaByte per second )로 아주 비등했습니다. 이건 메모리와 CPU사이 채널의 스피드가 아닙니다. 단지 STREAM이 메모리의 한 부분에서 다른 부분으로 데이터를 옮기는데 걸린 속도일 뿐입니다. 이 두 시스템에 병렬처리 테스트를 추가함에 따라서 throughput에서 피할 수 없는 성능 저하를 목격할 수 있었습니다. G5 시스템의 메모리 throughput은 선형으로 감소했습니다. 즉 병렬 프로세스의 수가 두배로 증가할때마다 선능이 반으로 떨어졌습니다. 반면에 Opteron 시스템은 병렬 프로세스의 수가 증가되는데도 불구하고 메모리 throughput의 scalability가 굉장히 좋았습니다. 8개의 병렬 STREAM 프로세스가 두 옵테론 프로세서를 가혹하게 돌리고 있을때, 메모리 throughput은 1.2GBps 밑으로는 거의 떨어지지 않았습니다.
이것은 바로 Opteron의 CPU에 내장한 메모리 컨트롤러의 역할과 SUSE 엔터프라이즈 Linux pure 64bit OS의 역할이 얼마나 중요한 역할을 해주었는지 보여주는 것입니다. 하지만 G5의 메모리 복사 throughput은 1GBps정도에 머물렀으며 이건 절대로 창피하게 여길만한 그런 수준의 것은 아니었습니다.

반면에 G5는 주변장치들의 I/O 성능에 있어서 아주 강력한 잇점을 가지고 있었습니다. 애플이 자체적으로 제작한 I/O 컨트롤러는 주변 장치들간에, 거의 동시다발적으로 요청한 데이터 request를 아주 부드럽게 옮기고 있었습니다. 계산량이나 다른 주변 장치들이 얼마나 바쁜지에 관계없이 말입니다. 이것은 옵테론 시스템과 아주 비교되는 것이었습니다. 옵테론 시스템은 보통의 PC서버들이 보여주듯이 계산량이나 I/O로드가 많아질 수록 I/O 퍼모먼스가 떨어지는 패턴을 보여 주었습니다. 애플의 시스템은 또한 AMD 시스템에 비해서 하향 호환성 면에서 훨씬 더 좋았습니다. 이것은 애플의 디자인에서 최우선을 둔것이 주변 장치의 throughput임을 보여주는 것입니다.

성능 저하없이 32비트 프로그램을 운용하고 리눅스와 Unix를 지원해하는 능력은 이러한 시스템을 채택하는 사람들이 시스템을 바꿔야하는데서 발생하는 그런 흔한 문제를 없애줍니다. dual Xeon시스템을 설치된 프로그램이 없는 dual 옵테론 시스템으로 교체할 수 있습니다. 마찬가지로 Xserver G5는 기존의 Apple G4기반의 서버를 교체할 수 있으며 거의 모든 Unix/Linux/BSD용의 오픈 소스 프로그램을 돌릴 수 있습니다.

또한 두 시스템은 아주 뛰어난 자바 어플리케이션 서버입니다.Sun이 만든 옵테론 용의 Java for Linux and Solaris를 사용한다면 말입니다. Apple의 엔지니어들은 그들 자신이 Java 관련 일을 하고 있으며 데스크탑과 서버용의 java를 가지고 있습니다. 또한 그것들은 애플만의 독특한 단순하고도 아주 scalable한 Web Object 서버 소프트웨어를 가지고 있습니다.

하지만 상용 소프트웨어 업체들은 이 저가 64비트 기술로 말미암아 현재 64비트로의 전환을 해야할지 아니면 좀 더 기다려야 해야할 것인지에 대해서 고민하고 있습니다. 옵테론 프로세서를 지원하겠다는 소프트웨어 업체들은 이미 꽤 많습니다. 하지만 이 프로세서는 100%의 인텔 호환성이 있으므로 업체들이 그렇게 64비트로의 이전을 서두를 필요는 없습니다. 왜냐하면 사용자들은 어쨌거나 32비트 소프트웨어들을 계속 운용해야 하기 때문입니다.

Apple은 좀 더 험한 상황이 놓여있습니다. 애플은 기업 시장에선 상대적으로 아주 늦게 사업을 시작했습니다. 네.. Apple은 아마 윈도우즈를 포함한 다른 플랫폼으로 부터 개발자들을 끓어들일 수있을지도 모릅니다. 그들이 제공하는 공짜의 개발환경, BSD 유닉스, 그리고 Cocoa 프레임 웍으로 말입니다.
하지만 애플이 진정으로 소프트웨어 회사들이 그런 행보를 선택하도록 만들고 싶다면 아주 매력적인 64비트 시스템 외에도 뭔가 다른 유혹하는 요소를 가지고 있어야 할 겁니다. 즉 막 눈앞에 드러나고 있는 기업 시장에서의 마케팅을 해야하며 마이크로소프트 스타일의 플랫폼 개종에 성공해야 합니다.

그 속내를 보고 싶은 사람들은 위해서 말하자면, 몇몇 원초적인 사실들이 이 두 시스템을 평가하는데 아주 유리하게 작용하고 있다는 점을 말하고 싶습니다. 이 두 64비트 시스템이 Xeon 시스템에 비해 가지는 장점을 이제 살펴 봅시다.

우선 많은 구조적인 변경을 차치하고서라도, AMD와 IBM(그리고 애플)에 의해서 약속받는 호환성의 문제는 거의 없을 것으로 보입니다. 기본적으로 이 두 CPU로는 기존이 32비트 시스템과 구별 못할 정도로 OS와 프로그램들을 가진 32비트 프로세서로서 시스템이 부팅될 것입니다.

옵테론의 경우에는 기존 32비트 모드에서의 연산 성능은 AMD의 32비트 Athlon MP의 그것과 비견될만합니다. 이 전통적인 모드에서 조차 옵테론은 on-board 메모리와 멀티 프로세서 버스를 가집니다. 또한 south bridge I/O 컨트롤러로 가는 빠른 Hypertransport link를 여전히 가지고 있습니다. 이것은 데이터를 CPU에서 확장 카드로 아주 빠르게 옮기는 역할을 합니다. 또한 이것은 NUMA( non-uniform memory access )구조를 가지며 이것은 멀티 프로세싱 성능을 균일하게 해주며 CPU당 메모리 용량을 4GB까지 확장할 수 있도록 해줍니다.

아주 위에서 보자면 32비트 모드는 opteron을 Xeon처럼 보이게 만듭니다. 하지만 이런 것은 옵테론의 throughput 성능에 크게 영향을 미치지 못합니다.

마찬가지로 G5는 32비트 네이트브 모드로 부팅되었을때, 흡사 그 이전의 프로세스인 G4처럼 움직입니다. Opteron이 그러하듯이 아주 진보된 throughput에 최적화된 I/O 구조는 32비트 OS와 프로그램에서 움직입니다. 하지만 G5는 PowerPC 코어를 아주 많이 바꾸었기때문에 새로운 명령어와 새로이 개선돈 내부 동작에 있어서의 디자인을 가지고 있습니다. 이것은 옵테론보다 더 32비트 프로그램에 성능을 더 좋게 만듭니다. G5만의 기능을 이용하도록 최적화시켜 다시 컴파일을 하면 기존의 32비트 프로그램들은 계산 성능이나 I/O throughput에 있어서 아주 골목할만한 성능의 개선이 이루어집니다.

모든 32비트 시스템들이 직접 읽고 쓸 수 있는 4GB보다 더 많은 메모리를 억세스하는 쉬운 방법은 없습니다. Xeon은 4GB이상의 메모리를 조각내어서 그 4GB내의 미리 지정된 공간에 페이지 단위로 넣고 뺍니다. 각 CPU에 4GB씩 붙일 수있는 옵테론의 능력은 아마도 이런 Xeon의 방식보다 더 우아한 방식일겁니다. 즉 만약 OS가 프로세스를 좀더 여유로운 메모리 공간을 가지는 CPU쪽으로 할당을 해 줄수있다면 그렇게 page단위로 메모리에 넣고 빼는 일이 아주 줄어들 겁니다. 하지만 옵테론은 그런 페이징 기능을 이용할 수도 있습니다. 그리고 각 프로세서에 붙어있는 메모리는 다른 프로세서들도 모두 읽고 쓸 수 있습니다.

Xeon을 넘어서..
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증가된 물리적 메모리에 대해서라면 옵테론이 별로 독특한 장점을 가지지 못한다는 인텔의 주장은 맞습니다. 하지만 인텔은 Xeon의 CPU와 버스를 클럭 스피드를 증가시키는 것보다는 throughput을 증가시키는데 더 촛점을 맞추어 새로 디자인하는게 좋을 겁니다. 저렴한 서버들에선, 그리고 컨트롤러들의 도움없이 운용될 수있는 8개의 프로세서를 가지는 서버( 옵테론이 커버할 수 있는 정도입니다.)들을 위해서는 Opteron의 스케일러빌리티와 평균적인 throughput능력을 가지는 그런 CPU와 버스 구조는 없습니다.

OS X를 탑해했으며 Apple의 칩셋으로 개선된 G5는 아주 다른 짐승입니다. PowerPC 970FX의 I/O 디자인은 아주 인상적이지만 기본 디자인의 경우엔 인텔 시스템이 제공하는 정도 내지는 그것을 능가하는 범위내에 있습니다. G5를 경쟁력있는 제품으로 만드는 것은 애플에서 자체적으로 디자인한 칩셋과 IBM의 우수한 Power4 코어입니다.

32비트 칩으로 쓰였을지라도 G5 RISC 구조는 아주 효율적이어서 상당히 최적화된 프로그램들이 부동소수점 연산에선 아주 엄청난 성능을 보여줍니다. 이 부분은 IBM이 항상 우수했던 분야입니다. 또한 벡터 연산에서도 아주 우수합니다. Xserve G5플랫폼으로 제품화된 G5는 옵테론 보다도 더 계산 능력과 throughput 능력이 더 적절히 균형을 맞춘 시스템입니다. 앞으로 당분간은 이 가격대에선 throughput에 관한한 계속 챔피언으로 남아있을 것임이 확실합니다.

저가 서버 구조를 선택하는데는 몇몇가지 고려 사항이 있습니다. 하지만 얼마나 많은 부하를 가하던간에 opteron과 G5는 여러가지 이유로 Xeon보다는 확실히 더 좋은 선택입니다.
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Then when you criticize them, you'll be a mile away and you'll have their shoes.

rndkjc · beginner 가입일: 2003년 06월 28일 토론: 8

arang · the concern 가입일: 2002년 08월 16일 토론: 14

솔직히 SUN의 스팍 보다는 IBM의 파워가 성능이 훨 나은 듯한... 이번에 파워5의 그 구조란... 처음 봤을 때 앞으로의 CPU 는 이런 멀티코어구나... 한눈에 느낄 수 있었습니다. 파워4 때와는 또 틀렸습니다.

ElectronicNomad · Posted : 화 6 22, 2004 12:42 pm 제목: Re: 엄...

arang · the concern 가입일: 2002년 08월 16일 토론: 14

신 모델 나올 때마다 새로운 벤치가 나타나니까 할 말은 없는데요.^^
제가 작년에 본 벤치 마킹은 IBM Power4 와 Intel Itanium 이 선두권이였습니다. CPU 자체만요.

호랑이 담배 피던 시절 이야기라 하시면 드릴 말씀이 없습니다~^^;
그리고 스팍의 듀얼코어 CPU 가 나온지는 얼마 되지 않을 걸로 알고 있습니다. 하기사 전체 성능에 CPU 만 좋다고 시스템 성능이 좌지우지 되는 것은 아니지만... 이번에 출시된 Power5 는 제가 알기로는 8개의 코어가 집적된 걸로 알고 있습니다.

벤치가 나왔는지는 모르겠습니다. 찿기가 귀찮아서용~^^
총체적 성능으로 따지자면 P690 이나 Superdome 이 스팍 장비보다는 낳지 않을까 합니다.

Nomad 님 솔직히 비꼬는게 아니라 잘 아시면 좀 가르쳐 주세요~^^ 지방에는 신형대형서버 구경하기가 하늘에 별따기랍니다.

ElectronicNomad · Posted : 화 6 22, 2004 6:29 pm 제목: Re: 엥~

arang · the concern 가입일: 2002년 08월 16일 토론: 14

Nomad님 글 잘보았습니다~^^
지금은 Solaris 보다는 AIX 공부에 치중하고 있었는데 덕분에 견식을 넓일 수 있었습니다~^^ 감사합니다~