서버 전력효율성 평가를 위한SPECpower 벤치마크 소개 및 분석황세진 TTA 소프트웨어시험인증연구소 선임연구원 1. 머리말 4차 산업혁명의 시대가 열리고 코로나19로 인해 재택근무와 실내 활동이 일반화되면서 정보기술 서비스 수요 및 데이터센터 규모가 증가하고 있다. 이로 인해 늘어난 전력수요는 전기요금상승을 유발하였으며, 데이터센터의 전력비용과 탄소 배출량을 줄이기 위해 기업과 국가가 탄소중립에 집중하고 있다. 데이터센터는 세계 전력 사용량의 1%에 해당하는 약 200TWh의 전력을 매년 사용하고 있다[1]. 이는 일부 국가의 총 전력 사용량보다 많은 양이며, 늘어가는 데이터와 연산량에 따라 매해 증가하고 있다. 소비전력과 전기요금이 상승함에 따라 데이터센터 에너지 비용은 기업 의사결정의 중요한 요인이 되었다. 기업과 경영진은 총소유비용1)(TCO, Total Cost of Ownership)을 줄이기 위한 방법 중 하나로 에너지 비용 절감을 고려하며 이를 위해 여러 가지 노력을 기울이고 있다. 프로세서와 메모리 사용이 집중되는 대규모 온라인 서비스는 유연한 확장성을 위해 일반적으로 상용 서버를 통해 배포, 운영된다. 또한 이러한 서비스는 특정 성능의 서비스 수준 계약(SLA, Service-Level Agreement)에 따라 운영된다[2]. 운영자는 데이터센터 비용 효율성 측면에서 비용을 절감하여 이익을 얻기 위해 서비스 수준 계약을 결정하며, 이를 통해 전체적인 성능을 향상시키고 총 소유 비용을 절감할 수 있다. 본고에서는 서버의 에너지 효율성을 평가하는 벤치마크의 일종인 SPECpower에 대한 소개와 게재된 결과에 대한 경향을 다루고자 한다. 2. SPECpower 벤치마크 소개 2.1 SPEC SPEC(스펙)2)은 컴퓨터 및 마이크로프로세서 공급자들이 벤치마크 테스트의 표준을 만들기 위해 1988년 설립한 비영리기관이다[3]. 이 단체가 개발한 성능 평가 기준 프로그램을 스펙 벤치마크라고 부른다. 스펙에서는 매 분기마다 각 시험에 관한 결과를 취합하고 검토하여 각 분과의 페이지에 스폰서별 시험 결과를 개재하여 공개한다. 각 결과는 테스트 스폰서, 테스트 1) 총소유비용(total cost of ownership, TCO): 기업이 특정 기술에 대한 구현비용을 결정하기 위해 필요한 비용. 제품가 격뿐 아니라 눈에 보이지 않는 비용까지 포함하는 것으로 도입비용, 운영비용, 유지보수비용 등 많은 요소가 있다. 2) SPEC(스펙), Standard Performance Evaluation Corporation, 컴퓨터 시스템의 성능 평가 기준 검사(benchmark test) 를 개발하기 위하여 1988년에 아폴로 컴퓨터, 휼렛 패커드(HP), 밉스 컴퓨터 시스템스, 선 마이크로시스템스 등에 의 해 결성된 비영리 단체. 컴퓨터의 성능을 측정하기 위한 성능 평가 기준 테스트 프로그램의 개발과 테스트를 한다. Ⅰ 기술표준이슈 ----• ICT Standard Weekly 제1063호 • --------------------------------------------------------------- 2 환경, 벤치마크 성능 수치, 테스트 날짜, 테스트 대상 제품 등 다양한 정보를 포함하고 있다. 주요 벤치마크로는 JAVA웹서버 성능을 평가하는 SPECjbb, CPU 성능을 평가하는 SPEC CPU, 워크스테이션 성능을 평가하는 SPECworkstation 등이 있다. ※참조: https://www.spec.org/power_ssj2008/results/res2021q2/ [그림 1] 개재된 SPECpower_ssj2008 테스트결과 리스트 2.2 SPECpower_ssj2008 다양 한 벤치마크 제품 군 중 에서, SPEC powerⓇ는 서버급 컴퓨터의 전력/에너지 효율성을 평가하기 위한 표준 벤치마크 제품군이다. 시험에 필요한 장비 및 구성요소는 다음과 같다. • SUT(Sytem Under Test), 시험 대상 서버. 해당 서버를 대상으로 벤치마크 부하를 발생시킨다. • 전력측정기(power analyzer), SUT는 전력분석기를 거쳐서 전원이 공급되며 이를 통해 전력분석기는 SUT가 소비하는 전력을 측정한다. 해당 벤치마크에서 호환되는 전력측정기는 SPEC.org에서 확인할 수 있다.3) • 온도센서(temperature sensor), 온도센서는 SUT가 벤치마킹 되고 있는 환경의 온도를 확인하고 기록하기 위해 사용된다. 공정한 시험결과를 위해 허용되는 주변 환경의 최저온도를 제한하고 있다. 해당 벤치마크에서 호환되는 온도센서는 SPEC.org에서 확인할 수 있다. • 컨트롤러(CCS, Control and Collect System), 컨트롤러는 SPECpower 벤치마크를 구동하는데 있어 필요한 제어를 수행하고 센서를 통해 수집되는 데이터를 관리한다. 또한 시각화 도구를통해 수집되는 데이터 및 성능 수치를 실시간으로 모니터링 할 수 있다.