1.다양한 벤치마크 방법이 존재하는 서버 |
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데스크탑 PC의 성능을 테스트하고 비교할 수 있는 프로그램은 상당히 많다. 각각의 하드웨어 성능을 수치로 보여주어 제품간의 성능 차이를 비교해 주는 벤치마크 프로그램도 있고 실제 유저들이 사용하는 어플리케이션을 활용해 하드웨어의 성능을 짐작하게 만들어 줄수도 있다. SiSoftware사의 Sandra, Lavalys사의 Everest 같은 벤치마크 프로그램은 시스템의 정보를 확인시켜주면서 CPU나 메모리의 성능까지도 보여주고 FutureMark의 3DMARK 시리즈나 몇몇 FPS 게임들은 그래픽카드의 성능 차이를 보여줄 수 있다. 이밖에도 다양한 벤치마크 프로그램과 어플리케이션으로 데스크탑 PC의 성능을 측정할 수 있지만 이들 벤치마크 프로그램에는 표준이 존재하지 않는다. 업계가 모여서 정한 규약도 없고 표준도 없다. 단지 해당 분야에 자주 활용되는 프로그램이 표준으로 인정받고 있다. 데스크탑 분야와 마찬가지로 서버 분야의 벤치마크에도 다양한 프로그램과 방법이 존재한다. 데스크탑 처럼 특정 테스트 어플리케이션이 표준으로 인정받는 부분도 있고 업계 선두 기업들이 모여 결성한 TPC(Transaction Processing Performance Council) 컨소시엄을 통해 만들어진 TPC-C등도 있다. 현재 HPC나 워크스테이션 쪽으로는 Standard Performance Evaluation Corporation (SPEC)에 의해 만들어진 SPECapc들이 표준 벤치마크로 인정받고 있으며 업계 표준 서버 벤치마크에는 TPC-C/H, SAP-SD 뿐만 아니라 SPECjbb2005, SPECWeb2005, WebBench등이 활용되고 있다.
▲ TPC 홈페이지의 TPC 관련 정보들 이처럼 서버에도 다양한 벤치마크 프로그램과 방법이 제공되지만 일반 데스크탑과 달리 서버의 하드웨어 성능 측정은 쉽지가 않다. 데스크탑 처럼 각 콤포넌트의 성능을 측정하는 방법은 벤치마크 프로그램으로 해결이 가능하고 단일 시스템에서 사용되는 어플리케이션들에서의 성능도 SPECapc 같은 벤치마크 프로그램을 통해 쉽게 테스트 할 수 있지만 다수의 시스템을 연결해 테스트 하는 데이터베이스 서버의 성능을 비교하기란 쉽지 않다. 일반 PC 벤치마크 사이트에서도 이런 이유로 워스크테이션 분야의 성능만을 비교해 왔던 것인데 오늘은 어플리케이션 기반의 부하와 데이터베이스 기반에서의 성능을 비교해 보려고 한다. x86 서버 시장을 장악하고 있는 인텔과 AMD의 서버 프로세서를 비교해 보는 것도 좋겠지만 이번 기사는 인텔 제온 프로세서의 구성에 따른 성능 차이를 알아보는 방식으로 진행했다. |
2.테스트 방향과 서버 시스템 구성 |
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오늘 기사는 이미 판매되고 있는 서버와 그 서버를 활용할 분야에서의 성능을 보여주는 것 뿐이기 때문에 별다른 설명이 필요없을 것으로 판단해 이번 기사에 사용한 시스템과 테스트 방법등을 설명한 후 곧바로 테스트 결과를 비교해 보도록 하겠다. 테스트 서버와 운영체제 첫번째로 오늘 테스트에 사용한 테스트 시스템, 즉 서버는 DELL의 PowerEdgeTM 2950 제품이다. 테스트를 위해 두대의 PowerEdgeTM 2950을 들여왔지만 SAS 컨트롤러와 HDD 용량 차이 때문에 CPU만 교체해서 하나의 서버로 모든 테스트를 진행했다.
테스트에 사용한 PowerEdgeTM 2950은 인텔 5000X 칩셋을 사용한 2-Way SMP 서버 보드를 장착해 1333Mhz FSB를 지원하며 소켓마다 독립적인 시스템 버스를 사용한다. 각 소켓별로 10.6GB/s의 데이터 전송율을 제공해 시스템 전체를 기준으로 21.3GB/s의 높은 데이터 전송율이 제공된다.
메모리는 FB-DIMM 메모리를 사용하며 4채널 256bit로 구성된다. 채널당 512MB의 DDR2 667Mhz FB-DIMM 모듈을 장착해 이론상 21.3GB/s의 데이터 전송율이 메모리 버스로 제공되지만 FB-DIMM 모듈 내부의 지연 문제로 인해 실제 데이터 전송율은 13.6GB/s 이하를 나타낼 것으로 예상된다. HDD는 Seagate의 15000RPM SCSI HDD인 치타10 300GB를 장착했다. 운영체제는 마이크로소프트의 Windows Server 2003 R2 SP2을 사용했으며 데이터베이스 서버 구성을 위해 SQL Server 2005 날짜 제한 버전을 설치했다. PowerEdgeTM 2950의 상세한 사양은 Dell 홈페이지를 참조하기 바란다. 비교 테스트용 프로세서 이번 기사는 서버 환경에서의 멀티 코어 구성의 성능 차이를 비교하기 위해 진행됐지만 데스크탑 처럼 프로세서의 속도를 마음대로 조절할 수 없기 때문에 코어 갯수의 차이 뿐만 아니라 동작속도의 차이도 존재한다. 테스트에 사용한 인텔의 서버 프로세서는 기존 넷버스트 마이크로 아키텍쳐 기반인 듀얼 코어 프로세서 제온 5050과 코어 마이크로 아키텍쳐 기반인 쿼드 코어 제온 E5320 그리고 X5350이다. 이중 듀얼 코어 프로세서인 제온 5050 프로세서와 쿼드 코어 프로세서 제온 X5350은 2-Way SMP로 구성한 반면 쿼드 코어 프로세서 제온 E5320은 하나만 장착했다. ▲ EVEREST UE로 확인한 프로세서 정보, 제온 5050은 667Mhz FSB를 사용한다. 듀얼 코어 제온 5050의 구성은 듀얼 코어 2-Way SMP 구성인 반면 쿼드 코어 제온 E5320은 1-Way로 구성했기 때문에 두 프로세서 구성의 결과를 비교하면 기존 넷버스트 기반의 듀얼 코어 제온 프로세서 두개를 사용하는 것이 좋을지 아니면 코어 마이크로 아키텍쳐 기반 쿼드 코어 제온 프로세서 한개를 사용하는 것이 좋은지 알수가 있을 것이다.
이번 기사는 필자가 입수한 몇가지 프로그램을 사용했다. 데이테베이스 트랜젝션 성능을 측정하기 위해 Benchmark Factory를 사용했으며 어플리케이션 워크로드 비교에 SunGuard와 BlackScholes를 사용했고 HPC 분야에 사용되고 있는 Linpack을 통해 부동소수점 연산 능력을 비교했다. 각 프로그램에 대한 설명은 테스트 결과에서 다루도록 하겠다. |
3.금융과 HPC 서버 분야의 테스트 결과 |
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첫번째 테스트 항목은 Black Scholes와 SunGard의 테스트 결과이다. 이 두 테스트는 증권과 관련있는 계산 모델을 기반으로 만들어진 시물레이션 프로그램이며 1973년 미국의 Fischer Black과 Myron Scholes가 공동으로 발표한 스톡 옵션 가격 평가 모델인 Black Scholes를 기반으로 만든것이 Black Scholes이다. SunGard는 미국의 금융 관련 솔루션 개발 업체인 선가드 데이터 시스템의 금융 관련 솔루션중 리스크를 분석해 관리해주는 리스크 매니저의 테스트 버전이다. 둘다 금융쪽 업무에 직접 활용되고 있는 어플리케이션에서의 성능을 비교할 수 있어 금융관련 분야에 활용되고 있다.
▲ 작업 시간 결과를 표기한 것, 숫자가 낮을수록 성능이 높다. 두 테스트 모두 시스템에 장착된 프로세서의 코어 갯수에 따라 스레드를 자동으로 분리해 처리하는 멀티 스레드 기반의 어플리케이션이기 때문에 스레드 갯수별 성능이 아닌 해당 시스템에서의 최대 성능만을 비교할 수 있다. 위 결과는 각 어플리케이션의 작업별 소비시간을 나타낸 것임으로 낮은 숫자일 수록 높은 성능을 보인것을 뜻한다. 결과를 보면 두개의 쿼드 코어 프로세서를 사용한 2-Way SMP XEON X5350 구성이 가장 빠른 것으로 나타났지만 XEON E5320 1-Way 구성이 2-Way SMP XEON 5050 보다 느리다는 이상한 결과가 나타났다. 프로세 자체의 속도만 비교한다면 XEON 5050이 빠르지만 코어 갯수로 따지자면 둘다 동일하고 클럭당 처리 성능이 높은 코어 마이크로 아키텍쳐 기반의 XEON E5320이기 때문에 예상외의 결과로 생각되는데 XEON 5050의 하이퍼스레딩 기술 때문에 가능한 8개의 스레드 처리와 독립적으로 제공된 두개의 667Mhz FSB가 이런 결과를 가져왔다고 본다.
▲ 부동소수점 연산 능력 (GFLOP), 숫자가 높을수록 성능이 높다. 이번 결과는 슈퍼컴퓨터의 부동소수점 연산 능력을 비교할때 사용되는 Linpack의 테스트 결과이다. 세계 슈퍼컴퓨터의 성능 순위를 보여주는 Top500.org가 성능 지표로 사용하는 테스트 방법이지만 이번 버전은 인텔이 제온 프로세서에 최적화해 테스트 단계를 줄인 Linkpack TPP 벤치마크의 테스트 결과이다. 테스트 결과는 GFLOPS이며 스레드별로 결과를 보여준다. 이번 결과는 금융 관련 어플리케이션과 달리 2-Way SMP XEON 5050 보다 XEON E5320 1-Way 구성이 높은 부동 소수점 연산 능력을 보여주는 것으로 나타났지만 8개의 스레드 구성에서는 반대의 결과가 나타났다. 이번 결과는 높은 부동소수점 연산능력이 필요한 시물레이션 분야에 활용될 수 있다. |
4.데이터베이스 서버 분야의 테스트 결과 |
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데이터베이스 서버의 성능 측정은 TPC-C나 TPC-H 기준에 맞는 데이터베이스 환경을 구축하고 테스트할 수 없어서 이 작업을 시물레이션하여 데이터베이스 환경에서의 서버 성능을 비교할 수 있는 퀘스트 소프트웨어의 Benchmark Factory for Database를 사용했다. 이 프로그램은 데이터베이스에서의 로드와 트랜젝션을 시뮬레이션하고 워크로드를 만들어주는 테스트 툴로써 Oracle, SQL Server, DB2, Sybase, MySQL등의 데이터베이스를 지원하며 업계 표준 벤치마크인 TPC-H, TPC-C, TPC-D, ASP3AP 등도 시물레이션해 성능을 체크할 수 있다. 실제 테스트 환경을 구성하지 않아도 이 프로그램이 가상의 로드를 만들어 주는 것이다. 필자는 ANSI SQL 기반의 데이터베이스 벤치마크 시나리오인 AS3AP와 특정 하드웨어 파트에 따른 성능을 비교하는 Scalable Hardware benchmark를 사용했다.
AS3AP는 10만개의 행으로 구성된 4개의 테이블로 구성된 데이터베이스를 구성해 1, 5, 10, 15, 20의 가상 유저 로드를 걸어주어 정보 검색 결과를 비교했다. 테스트 결과를 비교해 보면 2-Way SMP 제온 5050 구성 보다 쿼드 코어 제온 E5320 프로세서 하나를 사용하는 것이 데이터베이스 서버에는 더욱 효과적이며 쿼드 코어 제온 X5350을 2-Way SMP로 구성했을때 가장 높은 결과를 보여주는 것으로 나타났다. 제온 5050 구성과 제온 E5320 구성의 금융 관련 어플리케이션 테스트 결과와는 다른 결과를 보여주는 것인데 제온 E5320의 가격이 제온 5050 두개의 가격보다 28% 비싼 가격인 반면 성능은 18% 정도 높을 뿐이기 때문에 가격대비 성능을 고려한다면 제온 5050 두개로 2-Way SMP를 구성한 데이터베이스 서버가 더 효과적일수 있다.
동일한 서버 시스템에 프로세서만을 교체하면서 테스트를 진행했고 Scalable Hardware benchmark가 AS3AP의 하부 테스트기 때문에 AS3AP 테스트와 비슷한 결과들이 나타났다. 이번 결과를 종합할때 데이터베이스 서버로는 2-Way SMP 제온 5050 보다 1-Way 제온 E5320 구성이 좋지만 가격 대비 효율면에선 2-Way SMP 제온 5050을 선택하는 것이 좋다고 본다. |
5.분야에 따라 다른 결과를 보여준다. |
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필자가 테스트한 몇몇 분야의 서버 성능 테스트는 분야별로 다른 결과를 가져왔다. 이미 각 분야에서 설명했듯이 금융 솔루션 분야에서는 2-Way SMP 제온 5050 구성이 제온 E5320 보다 높은 성능을 제공할 수 있는 것으로 나타난 반면 데이터베이스 서버나 부동소수점 연산 성능에 의존하는 HPC 분야는 제온 E5320의 우세로 나타났다. 가격을 고려한다면 2-Way SMP 제온 5050 구성이 데이터베이스 서버로 효율적이며 금융 솔루션 분야에선 더욱더 효과적인 시스템으로 사용될 수 있지만 보다 빠른 처리가 필요한 금융 솔루션 분야로는 향후 8 코어 SMP 시스템을 구성할 수 있는 제온 E5320을 선택하는것이 향후 확장성을 고려한 최고의 선택으로 생각된다.
이번 기사가 듀얼 코어 프로세서 두개와 쿼드 코어 프로세서 한개의 비교이고 마이크로 아키텍쳐 차이에 따른 비교기 때문에 데스크탑과 같은 다양한 테스트가 진행됐으면 좋았겠지만 다양한 하드웨어 구성과 어플리케이션들을 구하기가 쉽지 않아 이번 기사는 여기서 마무리 할 수밖에 없었다. 미흡한 부분들은 앞으로 진행될 서버 관련 기사들에서 보완할 것이며 인텔이나 AMD가 주장하고 있는 와트당 성능이나 가격대비 성능등도 추가할 계획이다. 앞으로 AMD의 쿼드 코어 프로세서인 코드명 바로셀로나나 인텔의 45nm 쿼드 코어 제온 프로세서들의 출시가 남아있는 만큼 서버 분야로도 다양한 기사를 전달할 수 있을 것으로 생각한다. |