인텔은 DRAM과 플래시 메모리의 사이에 해당되는 Optane DC Persistent Memory를 발표하고, 캐스케이드레이크-AP의 2세대 제온 스케일러블 프로세서에서 이를 지원한다고 발표했습니다. 

 

옵테인 DC 퍼시스턴트 메모리는 인텔 3D Xpoint라는 코드네임으로 개발한 고속 플래시 메모리를 DRAM 인터페이스인 DDR4의 데이터 신호에서 쓸 수 있도록 만든 메모리 모듈입니다.

 

 

DRAM과 플래시 메모리 사이의 간격을 채우는 옵테인 DC 퍼시스턴트 메모리

 

 

현재 PC와 서버의 메모리/스토리지는 위치가 나뉘어져 있습니다. 프로세서에 가장 가까운 곳에는 프로세서의 속도와 비슷한 SRAM을 쓴 캐시(L1, L2, LLC),  그 다음에 DRAM을 쓴 메인 메모리, 그 다음이 플래시 메모리를 쓴 SSD 같은 스토리지입니다. CPU가 항상 쓰는 데이터는 캐시와 메인 메모리에 두고, 자주 쓰지 않는 데이터는 스토리지에 저장하는 게 지금의 컴퓨터에서 일반적인 구성입니다. 

 

SRAM와 DRAM은 전원을 끄면 데이터가 사라지고(휘발성 메모리) 플래시 메모리처럼 용량을 키우기 어렵지만 속도가 빠르다는 장점이 있습니다. 플래시 메모리와 하드디스크는 CPU 입장에선 속도가 느리나 전원을 꺼도 데이터가 유지되는 특성(비휘발성)을 갖춰, 저마다의 장점을 살리는 계층 구조를 채택했습니다.

 

 

하지만 인텔의 3D XPoint는 플래시 메모리를 넘어서 DRAM과 가까운 낮은 레이턴시(CPU가 데이터를 읽고 쓰는 시간이 짧음)를 실현하고, DRAM보다 저렴하게 큰 용량을 실현하며, 비휘발성 메모리라 전원을 꺼도 데이터가 유지됩니다. 이 3D XPoint의 특징을 살려 메인 메모리를 대체, 대용량 메인 메모리를 더 저렴하게 제공하겠다는 컨셉이 옵테인 DC 퍼시스턴트 메모리입니다. 

 

 

DDR4 인터페이스와 DIMM 형태를 채택한 옵테인 DC 퍼시스턴트 메모리

 

 

옵테인 DC 퍼시스턴트 메모리는 하드웨어와 전기 신호에서 DDR4 메모리 모듈과 호환되도록 만들어, DDR4와 옵테인 DC를 함께 쓸 수 있습니다(소프트웨어 수정은 필요합니다). 용량은 128GB에서 512GB.

 

 

 

인텔은 옵테인 DC 퍼시스턴트 메모리를 위해 특별한 컨트롤러를 개발하고 이를 모듈에 탑재해, DDR4의 전기 신호로 옵테인 플래시 메모리를 DRAM처럼 쓸 수 있게 했습니다.

 

 

DDR4 프로토콜 지원

 

 

옵테인 DC 퍼시스턴트 메모리 모듈의 구조

 

 

그러나 이걸 쓰려면 DRAM 컨트롤러에서 추가 프로토콜을 지원해야 하기에 CPU의 메모리 컨트롤러가 옵테인 DC 퍼시스턴트 메모리를 지원해야 합니다. 인텔은 1세대 제온 SP(스카이레이크-SP)에서 옵테인 DC 퍼시스턴트 메모리 지원을 메모리 컨트롤러에 넣었으며, 구글 같은 일부 고객들이 베타 테스트를 진행한 바 있습니다. 

 

이번에 옵테인 DC 퍼시스턴트 메모리를 공식 지원하는 2세대 제온 SP(캐스케이드 레이크-AP)는 스카이레이크-SP의 개량형이니, 당연히 메모리 컨트롤러도 옵테인 DC 퍼시스턴트 메모리를 지원합니다.

 

 

3D XPoint는 플래시 메모리니까 전원을 꺼도 데이터가 남습니다. 바꿔 말하면 데이터센터에서 옵테인 DC 퍼시스턴트 메모리 모듈을 슬롯에서 빼 데이터를 훔칠 가능성도 있습니다. 그래서 옵테인 DC 퍼시스턴트 메모리는 256비트 AES 암호화를 지원합니다. 휘발성 DRAM/SRAM은 전원을 끄면 데이터가 사라지니 그럴 필요가 없으나 옵테인은 필요합니다. 이게 하드웨어 암호화 기능을 넣은 최초의 메모리 모듈이라고 합니다. 

 

 

그리고 플래시 메모리 특성상 내구성이 불안할 수 있는데, 인텔은 옵테인 DC 퍼시스턴트 메모리의 쓰기 내구성이 PBW(Petabytes Written)이며, 365일 연속 사용으로 5년 간 쓸 수 있다고 합니다. 

 

 

메모리 모드/앱 다이렉트 모드의 두 가지

 

 

옵테인 DC 퍼시스턴트 메모리는 2가지 모드가 있습니다. 메모리 모드와 앱 다이렉트 모드입니다. 앞서 말한대로 옵테인 DC 퍼시스턴트 메모리는 DRAM과 함께 쓸 수 있습니다. 같은 메모리 채널에서 섞어 쓴다면 DRAM과 옵테인의 장착 위치를 정해야 합니다. 1개의 소켓에 최대 6개까지 옵테인 DC 퍼시스턴트 메모리 모듈을 장착할 수 있습니다.

 

 

메모리 모드는 DRAM을 캐시로, 옵테인 DC 퍼시스턴트 메모리를 메인 메모리로 쓰는 구조입니다. 메인 메모리의 용량은 옵테인의 용량을 따라가나, 소프트웨어를 수정할 필요 없이 옵테인의 대용량과 DRAM의 낮은 레이턴시를 모두 쓸 수 있습니다.

 

 

 

앱 다이렉트 모드는 애플리케이션이 DRAM과 옵테인을 구분합니다. DRAM에 프로그램을 두고 낮은 레이턴시를 활용하며, 옵테인에 대용량 데이터를 올리는 식입니다. SAP의 HANP 같은 메ㅇ모리 데이터베이스처럼 대용량 데이터베이스를 메모리에 올려두는 효과가 있습니다.

 

 

 

인텔은 HANA의 최신 버전에서 앱 다이렉트 모드를 지원하며, 데이터는 옵테인에 유지되기에 시스템을 재부팅해도 데이터를 복구할 필요 없이 빠르게 시작된다는 장점이 있습니다.

 

 

 

인텔의 벤치마크 데이터입니다. Redis를 Memtier 벤치마크에서 실행했을 때, 가상 머신 당 1개의 Redis를 실행하면 메모리 모드에선 최대 8배 많은 VM을 실행하며, 6TB의 용량 구성 시 30%의 비용 절감 효과를 볼 수 있습니다.

 

 

엔터프라이즈 SSD의 신제품

 

 

엔터프라이즈 SSD도 2가지 신제품이 나왔습니다.

 

 

인텔 옵테인 SSD DC D4800X. 인터페이스가 이중화되어 한쪽이 고장나도 다른 한쪽으로 작동합니다.

 

 

 

 

인텔 SSD D5-P4326은 E1.L 서버 스토리지 폼펙터, 통칭 룰러를 쓴 대용량 SSD입니다. 1PB 모델이 추가, QLC 3D 낸드 플래시.