[인프라 엔지니어의 교과서] 2장 - 서버 (CPU, 메모리)

CPU

• 연산을 대량으로 빠르게 처리하는 장치
• 구조 파악, 적합한 선택 기준 파악하기!

성능과 발열, 소비 전력

• 연산 능력이 높으면 고성능 CPU
  • 연산 능력 높아짐 → 발열 소비 전력 커짐 ⇒ 성능은 높이고 발열과 소비 전력은 줄이는 방향으로 진화!
  • 하지만 동작 주파수를 올려서 성능을 향상시키는 장점보다 그에 따른 소비 전력이 증가하는 단점이 더욱 커지게 됨
  • → 동작 주파수를 제한하고, 멀티코어나 멀티스레드와 같은 방식으로 하나의 CPU로 동시에 처리할 수 있는 연산 개수를 늘려서 연산 능력 향상!

CPU 용어

소켓 수

• CPU의 개수

코어 수

• CPU의 주요 계산 부분
• 코어가 여러개 있으면 '멀티코어'

스레드 수

• 하나의 코어에서 처리할 수 있는 일의 수
  • 하이퍼쓰레딩 기능이 있으면 코어 수가 배가 됨

동작 주파수

• 1초당 클럭 수
• 동작 주파수가 높을수록
  • 처리속도 빨라짐
  • 전력 효율 나빠짐
  • 발열 증가

캐시

• CPU와 메인 메모리 사이에 있는 빠른 속도의 메모리
  • 자주 액세스 하는 데이터를 저장
  • 메인 메모리로의 액세스 줄여서 CPU의 처리 성능 향상

하이퍼스레딩

• 하나의 코어로 두 개의 처리를 실행할 수 있는 기술
  • 인텔 CPU 용어

터보부스트 기술

• CPU의 속도를 자동으로 기준 클럭보다 빠르게 동작시키는 기능

CPU 선정의 포인트

성능

• 요구하는 연산 능력 만족하는가

가격

• 필요한 처리 능력 대비 가격을 고려해야함

소비 전력

• 저전력 CPU는 동작 클럭을 떨어뜨려 소비 전력을 절감하는 CPU
  • 운영 비용 계산 시 저전력 여부 고려할 필요 있음

인텔 CPU 고려사항

• 코어 수 / 쓰레드 수
  • 하이퍼쓰레딩
• 동작 주파수
• 캐시 메모리
• 터보부스트

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메모리

• 단기 기억 영역
  • 일시적으로 데이터를 기억
  • 전원 공급 끊기면 데이터 삭제
• 용량도 중요하지만, 서버용 메모리에서는 내장애성, 성능, 저전력도 중요

성능

• 메모리의 속도
  • 메모리 자체의 속도
  • CPU와 각종 버스 간의 데이터 전송폭
  • 예) DDR3-1600
    • 1600 = (데이터 전송 속도) 1,600MHz = (모듈의 데이터 전송 속도) 1,600MHz x 8bytes = 12,800 MB/s = 12.8GB/s

메모리 용어

슬롯

• 메인보드에 슬롯 존재

ECC 메모리

• 메모리 고장으로 비트 반전 오류가 발생 시 자동 보정 및 감지할 수있는 Error Correction Code(오류 보정 주호)라고 불리는 패리티 정보가 추가된 메모리

채널

• CPU와 메인보드의 칩셋이 복수의 채널을 지원하면, 채널별로 같은 종류의 메모리를 탑재해 데이터 폭을 넓히고 성능을 높일 수 있음
• 하나의 메모리로는 64bit의 데이터 폭으로 전송
  • 듀얼 채널에서는 128bit의 데이터 폭으로 전송 가능

랭크

• 메모리 컨트롤러가 메모리의 DRAM에서 데이터를 입출력하는 단위
  • 하나의 랭크 = 64bit 단위로 입출력
  • 싱글 랭크 (1R), 듀얼 랭크 (2R), 쿼드 랭크(4R)이 존재
• 메모리는 DRAM 칩의 조합으로 구성
  • 싱글 랭크 메모리 = 하나의 메모리에 64bit의 DRAM 칩 탑재
  • 듀얼 랭크 메모리 = 하나의 메모리에 128bit의 DRAM 칩 탑재
• 랭크의 총 사용 수가 많아지게 조합하면 액세스 성능이 향상
  • 단, 메모리 컨트롤러에 따라 랭크 수 제한이 다름

UDIMM

• 'Unbuffered DIMM'으로 불리는 DIMM(Dual In-line Memory Module)
  • 일반 컴퓨터용 메모리의 대부분

RDIMM

• 'Registered DIMM'으로도 불리는 레지스터 DIMM
• 클럭과 주소 등의 제어 신호를 버퍼 회로가 가져옴
• 대용량 메모리나 안정적으로 운영이 필요한 서버용 메모리로 사용
  • 중간에 버퍼 회로가 있어 레이턴시가 증가 → UDIMM 보다 액세스 속도는 떨어짐

LRDIMM

• 'Load Reduced DIMM'으로 RDIMM을 발전시킨 방식
  • 메모리 컨트롤러와 메모리 칩 사이의 모든 통신이 버퍼 회로를 매개로 이루어짐
• 메모리 버스 전체의 부하를 줄여서, 메인보드에 장착 가능한 모듈 수를 늘리거나 모듈 하나당 메모리 칩 수를 늘릴 수 있음
  • 대용량과 고속 전송 실현!

LV

• LV(저전압) 메모리
• 일반 메모리보다 전압을 낮추어 저전력을 실현

SO-DIMM

• 'Small Outline DIMM'으로 불리는 집적 회로를 사용하려 만든 메모리
• DIMM의 더 작은 형태로, 일반적인 DIMM 크기의 절반
• 노트북, 소형 PC 등 공간에 제약이 있는 시스템에 사용

메모리 표기 방법

4GB 2Rx8 PC3L - 10600R

• 4GB - 4GB 메모리
• 2Rx8 - 더블 랭크 8bit 칩 사용
• PC3 - DDR3
• L - 저전력
• 10600 - 최대 데이터 전송 속도가 약 10.67GB/s
• R - Registered

메모리 삽입 방법

• 각 프로세서의 메모리 구성은 같아야만 함
• RDIMM 메모리와 UDIMM 메모리는 섞어서 쓸 수 없음
• 각 채널에 탑재하는 메모리는 같은 종류로 할 필요가 있음
• 저전압 메모리와 저전압이 아닌 메모리는 섞어서 쓸 수 있을 때가 많음
• 원칙적으로 ECC 메모리와 비 ECC 메모리는 섞어서 쓸 수 없음

메모리 선정 포인트

용량

• 필요한 메모리 용량 만큼

성능

• 메모리에 빠르게 액세스 필요 → 고속인 메모리
• 듀얼 채널 이상일 때는 가장 좋은 성능을 낼 수 있는 방식으로 선정
• 메모리 컨트롤러가 다룰 수 있는 최대 랭크 수 까지 다 사용하기
• 다중 프로세서인 경우 다중 채널을 구현하면 성능 향상

확장성

• 앞으로의 확장이 예상될 경우, 비싸더라도 대용량 메모리 선택