실제 Test를 하여 보았을 때 -2


하드 드라이브의 성능을 측정하고 결과를 얻어 보도록 하자 - #2

이제 까지의 성능 측정들은 실제 체감 성능에 주로 영향을 주는 요소들이었다. 이제는 체감 성능 뿐만 아니라 하드 드라이브의 안정도와 하드웨어 한계 및 특성을 살펴보도록 하자. 참고로 IBM DTLA 307020 제품과 IBM DTLA 307030 제품의 그래프는 동일하게 얻어지므로 본 글에서는 Seagate ST320420A과 IBM DTLA 307020 제품을 중심으로 비교하도록 하겠다.

Read/Write Seek 성능 측정

특정 기준점을 중심으로 데이터를 +1GB~1GB를 렌덤으로 억세스 하고 이때, 데이터를 찾기 위해서 걸리는 시간을 측정한 것이다. 
아래의 그래프에서 -256KB~256KB 영역을 억세스 하는 경우에 대부분이 1ms 이내에서 데이터를 억세스 할 수 있다. 이것은 데이터가 동일한 트랙내에 존재하기 때문에 데이터 억세스 시간은 지극히 작아지게 된다. 또한, 섹터의 거리가 멀어질수록 억세스 타임은 점차적으로 증가되는 형상을 보이고 있다. 이때, Seagate ST320420A 제품이 IBM DTLA 시리즈에 비하여 -20~20MB 영역까지는 보다 빠른 억세스 성능을 보이며 그 이후는 IBM DTLA 제품이 약간 우수한 특성을 갖는다. 따라서 응용 프로그램의 데이터 엑세스가 40MB 정도 이다면 Seagate 제품이 IBM 제품보다 우수한 성능을 보일 수 있다.

하지만 데이터 기록 성능에서는 전혀 다른 결과가 얻어진다. IBM DTLA 시리즈는 -1~1GB 영역에서 모두 대부분의 억세스가 1ms 이내에 이루어지고 있다. 이것은 인접 트랙 효과와 함께 데이터 기록시 버퍼를 큐로 관리하여 지연 타이밍을 주지 않고 바로 다음 억세스에 대비할 수 있기 때문이다. 따라서 논리적인 성능은 Seagate 제품을 월등히 앞서는 것이다. 반면에 Seagate 제품은 Read 성능과는 달리 Write 성능에서는 억세스 위치에 따라서 억세스 타이밍이 급격히 증가되는 양상을 보이게 된다. 따라서 실제 데이터 기록 성능은 디스크 억세스 성능만을 고려할때 물리적으로는 비슷할 수 있지만 논리적으로는 IBM DTLA 시리즈가 Seagate ST 시리즈에 비하여 월등히 우수하다.

Read/Write Response
다음으로 디스크 억세스시에 실제 하드 드라이브의 응답 시간을 살펴 보도록 하겠다. 먼저, Read 명령어가 인가된 경우에 억세스 시간은Seagate ST 제품이 IBM DTLA 제품이 제품에 근접 섹터 영역에서는 2~5% 정도 빠른 응답을 보여주며, 이후의 영역에서는 두가지의 제품에서 큰 차이를 보이지 않느다. 따라서 읽기 응답 수준은 두개의 드라이브가 동일하게 보아도 될 듯 싶다.

 

IBM DTLA 307020/307030
Seagate ST320420

 반면에 기록 응답 속도는 약간 차이를 가지고 있다. Seagate ST 제품은 섹터가 인접할 수록 그리고 거리가 가까울 수록 응답 속도가 빠르며, 그 이후라 하더라도 크게 변화하지 않는 안정된 성능을 보여주게 된다. 반면에 IBM DTLA 제품은 상대적으로 불안정한 디스크 응답 속도를 가지고 있다. 이것은 하드뒈어적으로 IBM DTLA 제품이 안정화 되지는 못하고 있다는 것을 의미한다. 실제로 이러한 패턴의 비교 결과는 하드 드라이브를 장시간 사용하는 경우에 급격한 안정도 저하로 나타나기 때문에 상당히 유의 해야할 항목이다. 

 

IBM DTLA 307020/307030
Seagate ST320420

Read Media

디스크 미디어에서 데이터를 억세스 하는 성능을 살펴 보도록 하자. 먼저, 디스크를 중심 부분에서 무작위로 트랙이 선정되고 다시 억세스 하는 섹터의 크기에 따라서 성능을 측정하게 된다. 섹터의 크기가 커질 수록 상대적으로 데이터 억세스 시간이 길어지며 더불어 중심에서 위치가 멀어질 수록 그 편차도 커지게 된다. 이것은 당연한 결과일 수 있다. 이때, IBM DTLA 시리즈와 Seagate ST 시리즈도 동일한 현상을 보여주지만, IBM DTLA 제품이 2~3ms 정도 빠른 데이터 읽기 성능을 구현하고 있다.

 

IBM DTLA 307020/307030
Seagate ST320420

Read Queuing

만약, 하나의 하드 드라이버를 여러개의 프로그램에서 동시에 억세스 하는 경우에 어떠할까? 사실 이 성능은 서버와 같은 컴퓨터에 무척 중요한 변수가 된다. 또한, 일반 적인 하드 드라이브에서는 엑세스 성능이 빠를 수록 높은 체감 성능을 보인다는 것을 고려한다면 일반 사용자에게도 중요한 변수가 된다. 먼저 Child Process는 데이터 입출력이 이루어지는 프로그램의 개수(?)를 의미한다. 당연한 일이겠지만 데이터 입출력 프로그램의 개수가 많아지게 되면 하드드라이브의 성능은 급격히 감소하게 된다. 이것은 선형 억세스에 비하여 비순차 억세스 성능이 현저하게 낮기 때문이다.
아래의 그림에서 그래프의 모양이 윗쪽으로 치우칠 수록 높은 비순차 억세스 성능을 가지고 있음을 의미한다. Seagate ST 제품에 비하여 IBM DTLA 제품이 다소 높은 성능을 보이지만 전체적으로 큰 차이는 없다는 것을 알 수 있다.

 

IBM DTLA 307020/307030	Seagate ST320420

Write Interval

마지막으로 Write Interval을 비교해 보도록 하겠다. 이것은 Writing 작업이 이루어진 직후 일정시간 기다린 뒤에 다시 데이터를 전송 Writing을 시도한 경우의 성능을 측정한 것이다. 상식적으로 무작위 억세스에서 연속에서 지속적으로 발생하는 것 보다는 다소 시간을 가지고 헤드의 이동 시간을 벌어주는 경우가 다음 억세스를 위해서 소요되는 지연 시간이 줄게 된다. 또한, 하드 드라이브에 따라서 데이터 Writing을 위해서 다음 작업을 위한 최소 지연 시간이 있다. 이 시간이 길게 되면 상대적으로 데이터 전송 작업이 느려지게 된다. 역시, 무작위 데이터 억세스에 중요한 변수가 될 수 있으며, 데이터베이스 서버와 같은 컴퓨터에 중요한 성능 변수로 작용한다.
IBM DTLA 하드 드라이브는 10ms 이내의 지연 시간에서는 데이터 억세스 범위에 따라서 다양한 범위의 억세스 내부 지연 현상으로 성능을 감소시키지만 그 정도가 크지 않고 대부분이 1ms 이내로 처릭 이루어질 수 있다. 반면에 Seagate ST 하드 드라이브는 지연 현상이 발생하지만 8ms 이내의 지연 시간을 가지고 데이터 기록이 이루어지는 경우에 내부 처리 지연이 증가되며 최대 8ms 까지도 늘어나게 된다. 즉, 드라이브에 데이터를 기록하고 다시 기록을 위해서는 8ms 지연 시간이 필요한 것이다. 
결과적으로 IBM DTLA 하드 드라이브가 내부 DSP 가 보다 고속화 되어 있고 헤드의 운용 방법이 보다 최적화 되어 있음을 의미한다. 더불어 IBM DTLA 하드 드라이브는 내부적으로 이전에 기록된 데이터를 버퍼에 100% 캐슁하지 않고 일부를 리프레쉬 시켜 주기 때문에 무작위 억세스에 보다 높은 성능을 기대할 수 있게 된다.

 

IBM DTLA 307020/307030
Seagate ST320420