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“저전력 클라우드 네이티브 코드의 시대 연다” ARM 기반 애저 클라우드

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애저 클라우드에 마침내 암페어 ARM 프로세서를 기반으로 하는 애저 VM 제품군이 생겼다. 이 새로운 하드웨어 옵션은 마이크로소프트 애저 클라우드에는 큰 변화로, AWS의 그래비톤(Graviton) 시스템을 따라잡기 위한 것이다.

애저 클라우드가 ARM 하드웨어를 도입한 것은 기술적인 이유뿐만 아니라 경제적인 이유도 크다. 애저 클라우드의 하이퍼스케일 데이터센터를 보면, 축구장 크기 건물의 거대한 공간에서 서버와 스토리지, 네트워킹 장비가 가득 찬 랙을 볼 수 있다. 새로 지은 데이터센터일수록 공간의 가장자리까지 랙으로 가득 차고, 랙 위에 최신 하드웨어를 탑재한 랙이 올라가 있다. 하지만 일부 오래 된 데이터센터는 절반쯤 비어 있다.
ITWorld

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클라우드에서 ARM을 쓰는 이유

절반쯤 비어 있는 데이터센터는 원래 크고 효율이 낮은 구형 서버에 맞춰 설계한 것으로, 전력도 이들 서버에 맞춰 공급했다. 새로운 하드웨어일수록 같은 성능에 더 적은 공간을 차지하기 때문에 원래의 전력 공급 체계를 교체하려면 데이터센터를 부수고 완전히 새로 지어야 할 수도 있다. 구형 하드웨어가 퇴역하고 새로운 시스템이 들어오면서 기존 데이터센터의 전력 용량은 금방 한계에 도달했다.

여기서 새로운 시스템의 전력 사용량이 훨씬 낮다면 어떨까? 비어 있던 공간이 새로운 하드웨어로 가득 차고, 더 높은 집적도로 더 많은 컴퓨팅 성능을 채우고도 기존 전력 체계를 바꾸지 않아도 된다면? 이렇게 절감한 전력 및 인프라 비용은 사용자에게 혜택으로 돌아갈 수 있다. 애저 클라우드에서 ARM의 역할이 바로 여기에 있다. ARM은 저전력 서버를 제공해 날로 증가하는 수요를 지원하면서도 기존 전력 시스템을 그대로 사용하는 이점을 누릴 수 있다.

애저 클라우드의 ARM VM 구성

정식 출시된 애저 클라우드의 첫 ARM 기반 VM은 암페어 알트라(Ampere Altra) 기반 서버에서 구동되며, 우분투, 레드햇, 데비안 등 인기 리눅스 대부분을 지원한다. 윈도우 서버는 아직 이용할 수 없지만, 윈도우 11 프로의 ARM 빌드를 사용해 애플리케이션 개발 및 테스트를 진행할 수 있다. 즉, 클라우드 기반 윈도우 시스템을 사용해 CI/CD의 일환으로 애플리케이션 코드의 ARM64 버전을 구축할 수 있다.

닷넷 6 사용자라면, ARM 기반 VM을 사용해 ASP.Net이나 콘솔 애플리케이션을 호스팅할 수 있어 웹 프론트 엔드나 비즈니스 로직에 저전력 시스템을 이용할 수 있다. ARM 기반 윈도우의 목적은 x86/x64와 ARM64 간의 역량 차이를 없애는 것이다. 따라서 어느 쪽 아키텍처에 맞춰 구축한 코드든 모두 필요한 대로 이용할 수 있으며, ARM용으로 재구축하지 않은 x86/x64 코드도 에뮬레이션으로 처리할 수 있다.

애저 클라우드의 암페어 알트라 서버는 3가지 등급의 VM을 제공하는데, 가상 CPU 하나당 물리 코어 하나를 할당한다. 고집적 환경에 맞춰 설계됐기 때문에 고성능 x86 시스템과 같은 구성은 제공하지 않으며, 가장 일반적인 워크로드에 적합하다.

Epsv5/Epsdv5 시리즈 VM은 CPU당 최대 8GB의 메모리를 제공하며, 클럭속도는 3GHz이다. 데이터베이스나 인메모리 캐시 같은 엔터프라이즈 워크로드에 적합하다. 가상 CPU는 최대 32개까지 늘릴 수 있으며, Epsv5에는 직접 연결된 SSD 스토리지가 없다. 고속 로컬 스토리지가 필요하면 EPSdv5를 구매해야 하며, 애저 클라우드의 표준 스토리지 옵션 외에 최대 1,2TB의 로컬 SSD를 이용할 수 있다.

Dpsv5/Dpsdv5 VM도 범용 워크로드용으로 구성이 비슷하다. 다만 가상 CPU당 4GB의 메모리만 제공하기 때문에 MySQL이나 닷넷, 케스트렐(Kestrel) 같은 기본 서버에 이상적이다. 최대 가상 CPU는 64개이며, Dpsdv5만 최대 2.4TB의 로컬 SSD를 지원한다.

더 작은 워크로드용 서비스는 Dplsv5/Dpldsv5이다. 로컬 스토리지와 원격 스토리지 중 선택할 수 있으며, 가상 CPU당 메모리는 2GB로 제한된다. 제한적인 메모리 때문에 호스트 OS에서 서비스를 제대로 구동하기 위해 약간의 작업이 필요하다. 이 서비스는 마이크로서비스의 스케일 아웃 구조를 위한 것으로, 새로운 서비스 인스턴스를 신속하게 확장할 수 있다. 쿠버네티스 기반으로 노드를 호스팅하는 옵션을 제공해 같은 서비스의 다수 인스턴스를 구동하고 집적도 높은 배치가 필요한 곳에 적합하다.

가격은 지역에 따라 다르다. 미국 동부 지역을 기준으로 2개의 가상 CPU와 75GB의 스토리지를 사용하는 Dpds5는 예약 인스턴스가 월 25달러, 필요할 때 사용하는 인스턴스는 월 66달러이다. 가상 CPU를 늘리면 비용도 커지는데, 64개의 가상 CPU와 208GB 메모리, 2.4TB 스토리지를 사용하는 구성은 예약 인스턴스 기준으로 월 802달러, 필요할 때 사용하는 인스턴스는 월 2,112달러이다.

적합한 ARM VM 고르기

새로운 ARM VM을 이용하려면, 먼저 워크로드에 적합한지 평가해야 한다. 애저 클라우드에는 인텔이나 AMD CPU를 포함해 수많은 기본 서버 사양이 있고, 마이크로소프트는 서로 다른 VM 호스트를 비교할 수 있는 ACU(Azure Compute Unit)을 도입했다. ACU는 표준화된 소형 VM으로, Standard_A1 SKU의 값 100을 기준으로 비교할 수 있다.

다른 SKU는 표준 VM에 대한 벤치마크이므로, 서로 다른 CPU 종류를 비교해 다른 VM으로 이점을 얻을 수 있는지 바로 알아볼 수 있다. 마이크로소프트가 아직 ARM SKU의 ACU값을 발표하지 않았지만, 비슷한 VM과 비교해 합리적인 수준에서 추측할 수 있다.

기본적으로 ARM VM은 높은 집적도가 필요한 애플리케이션에 유리하다. 쿠버네티스 기반의 컨테이너가 대표적이며, 애저 클라우드는 이미 AKS에서 ARM 노드를 지원한다. 마이크로소프트 CBL-Mariner 리눅스의 ARM 빌드가 있고, ARM을 지원하는 리눅스도 쉽게 찾을 수 있으므로 ARM 바이너리 기반 컨테이너를 어렵지 않게 구축하고 테스트하고 배치할 수 있다.

오래전부터 마이크로소프트가 자사 서비스 일부를 ARM 기반으로 구동한다는 소문이 돌았다. 마이크로소프트는 자사 플랫폼을 클라우드 하드웨어를 넘어 확장하겠다고 공언했고, 오픈 JDK의 ARM 빌드도 개발해 왔다. 자바는 여전히 중요한 엔터프라이즈 플랫폼이다. 닷넷과 오픈 JDK를 애저 클라우드의 ARM 시스템에서 구동할 수 있으므로, 기업은 애플리케이션을 구축하고 배치하는 새로운 선택지를 갖게 된 것이다.

막대한 전력과 높은 집적도가 필요한 하이퍼스케일 데이터센터에서 전력 효율이 좋은 인텔이나 AMD의 대안은 구매 결정에 중요한 요소이다. 특히 연례 환경 영향 평가를 마친 기업이라면, 관심을 가지지 않을 수 없을 것이다. 또한 ARM의 네오버스(Neoverse) 플랫폼 아키텍처를 기반으로 한 차세대 하드웨어가 발표되고, 지원 운영체제의 ARM 버전이 계속 출시될 것이다. ARM 기반 윈도우 서버가 곧 출시될지, 마이크로소프트의 애저 ARM 서비스가 어떻게 진화하는지 지켜보는 것도 흥미로운 일이 될 것이다.
editor@itworld.co.kr

Simon Bisson editor@itworld.co.kr
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