AMD 스레드리퍼 프로 3995WX로 워크스테이션 120% 활용하기

무엇으로 워크스테이션 시스템을 활용하면 좋을까?

퀘이사존 QM슈아
68 4923 2021.09.10 21:42


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▲ AMD 라이젠 스레드리퍼 프로 렌더링 이미지 <출처: AMD>


워크스테이션 시스템으로 무엇을 할 수 있을까?

작업과 게임 성능, 가상화에 관한 이야기


    전문가. 어떤 분야를 연구하거나 그 일에 종사하여 그 분야에 상당한 지식과 경험을 가진 사람을 일컫는 단어(표준국어대사전 발췌)입니다. 여러분은 전문가라는 단어를 들으면 무엇이 떠오르시나요? 저는 컴퓨터 공학을 전공하고 실험실 생활도 해서 그런지, 아무래도 컴퓨터와 연관된 전문 직종이 먼저 떠오릅니다. 그런데 언제부터인지 전문가라는 단어가 지닌 경계선이 조금씩 바뀌고 있다는 생각이 듭니다. 프로슈머Prosumer를 비롯해 중의적인 단어가 되어 버린 크리에이터가 대표적인 예시겠네요.


    이곳은 퀘이사존이니 하드웨어 분야에도 접목해볼 필요가 있겠네요. 언젠가부터 '전문가'용 플랫폼은 특정 계층의 전유물이 아니게 되었습니다. IT 뉴스에 민감한 분이라면 최근 VMWare에 대한 소식을 들었을지도 모르겠습니다. 가상화 플랫폼에서 대표주자라고 할 수 있는 VMWare는 2022년 회계연도 2분기 매출액만 31억 4천만 달러를 달성했다는 실적을 발표했습니다. 우리나라 돈으로 약 3조 7천억 원, 어마어마한 비용이네요. VMWare 매출 소식을 듣고 가장 먼저 떠오른 건 전문가용 플랫폼에 대한 생각이었습니다. 컴퓨터라는 단어를 들으면 보통 윈도우나 오피스, 게임과 같은 소프트웨어를 떠올리기 쉬운데요. 그런 인식 때문인지 엔터프라이즈 시장은 일반인에게 여전히 낯설고 어려운 분야처럼 느껴집니다. 하지만 앞서 언급한 프로슈머나 크리에이터라는 직업이 갖는 특성, 일반인과 전문가를 구분 짓는 잣대가 모호하고 애매해지게 되면서, 역으로 이런 전문 시장에 관심을 두는 분도 더러 보이는 듯합니다. 이제는 2년을 향해 달려가고 있는 전 세계적인 팬데믹Pandemic 현상이 아이러니하게도 더 많은 정보를 탐하도록 일부 인원을 각성시킨 걸지도 모르겠습니다.


    여러분에게 워크스테이션Workstation이라는 시스템은 어떤 이미지를 떠올리게 만드나요? 워크스테이션이 생소한 분도 계실 텐데, 아마 보통은 접하지 못하는 경우가 대부분이지 싶습니다. 일반적으로는 접할 일이 없는 플랫폼이니까요. 제 기억 속 첫 워크스테이션은 대학교에서 만난 HP 워크스테이션이었습니다. 영상처리(Image Processing) 실험실에 소속되어 있었던 저에게 처음 내려진 과제는 0.1 cm 간격으로 단층 촬영한 CT 사진을 이어 붙여 완벽한 사람 모델을 만드는 내용이었습니다. 적층한다는 느낌을 조금 더 입체적으로 표현하기 위해, CT 사진을 3D 렌더링으로 변환한 후 조금씩 회전하면서 레고처럼 쌓아가는 동영상을 제작했던 기억이 있습니다.



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▲ CT 촬영 사진에서 외곽 라인을 인식시킨 후 추출하면 3D 모델로 변환하는 게 가능합니다. <출처: 위키피디아>


    이렇게 서술하고 보면 그리 어렵지 않은 업무 같지만, CT 사진을 3D 렌더링으로 변환하는 툴이 생각보다 무거운 게 문제였습니다. 당시 사용하던 E3-1230v3 시스템으로는 발바닥부터 종아리까지 스택을 쌓는 데에도 시간 단위가 소비되었으니까요. 게다가 가장 큰 문제는 수시로 멈추는 시스템이었습니다. 워낙 무거운 프로그램인 데다가 까다롭기까지 해서, 렌더링을 한참 진행하다가도 예상 못 한 지점에서 꺼지기 일쑤였습니다. 상용 프로그램이 아니기 때문에 뚜렷한 설루션을 찾기도 어려웠고요. 그래서 지도 교수님에게 해결책이 없냐고 묻자, 교수님 자신이 사용하던 워크스테이션을 빌려 가라는 허가가 떨어졌습니다. 듀얼 제온 CPU와 듀얼 쿼드로 그래픽 카드를 품은 거대한 워크스테이션 시스템은 같은 작업에 대한 시간 소비를 1/4 수준까지 줄이는 강력함을 보여줬습니다. 워크스테이션이라는 시스템에 매료되기에 적당한 경험이었죠.


    물론 워크스테이션이 모든 상황에서 만능은 아닙니다. 목적과 용도가 명확하지 않다면 동급 PC와 성능 차이가 크지 않을 수 있고, 오히려 비용 면에서 큰 손해를 볼 수도 있죠. 작게는 몇 배에서 많게는 수십 배가 들 수 있으니 가격 차는 어마어마합니다. 그럼에도 불구하고 워크스테이션은 용도에 맞게 적절하게 활용할 때 빛을 발합니다. 덩치가 크고 많은 리소스를 요구하는 작업에서도 효율적이지만, ECC 메모리와 같이 신뢰성을 높여주는 하드웨어 활용은 든든한 기분을 안겨주기에 충분하죠.


    퀘이사존에서는 이전에 라이젠 스레드리퍼 프로 3995WX에 대해 벤치마크를 간단히 진행한 바 있습니다. 기존에 진행하던 CPU 벤치마크 칼럼과 달리 SpecWORKSTATION을 비롯해 여러 툴로 테스트 결과를 보여드리기도 했습니다. 이번에는 조금 더 나아가, 라이젠 9 5950X를 활용한 시스템과 더불어 라데온 프로 W6800을 활용하는 상황을 상정해 몇 가지 테스트 결과를 더 보여드리고자 합니다. 여기에 더해, 가상화 시스템에 관한 조금은 특별한 이야기도 나눠볼까 합니다.


AMD 라이젠 스레드리퍼 프로 3995WX & 3975WX 벤치마크 보러 가기




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    테스트 시스템은 크게 두 부류입니다. 라이젠 스레드리퍼 프로 3995WX로 구성한 시스템과 라이젠 9 5950X로 구성한 시스템인데요. 라이젠 9 5950X 시스템에는 DDR4-3,200 CL16 16 GB x2(32 GB)로 메모리를 구성했습니다. 라이젠 스레드리퍼 프로 3995WX 시스템은 DDR4-3,200 CL16 32 GB x8(256 GB)로 구성했기 때문에 용량 차이가 제법 벌어지는데요. 라이젠 9 5950X는 어느 정도 일반적인 시스템 조합을 고려해서 32 GB 메모리로 구성했습니다. 나머지 구성품은 거의 동일하며, 테스트 상황에 따라 그래픽 카드만 교체하는 방식을 활용했습니다. 한 가지 큰 차이가 있다면, 라이젠 스레드리퍼 프로 3995WX 시스템은 일체형 수랭 쿨러 대신 커스텀 수랭 방식을 채택했다는 점입니다. 성능 하락을 최소화하기 위한 선택으로 구성해보았다는 점 참고 바랍니다.




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▲ 대원 CTS 제공: ASUS Pro WS WRX80E-SAGE SE WIFI


    WRX80 칩세트를 지원하는 마더보드는 옥타 채널 메모리와 더불어 PCIe 4.0 레인을 최대한 활용하기 위한 구성을 필수적으로 갖추어야 합니다. 또한, CPU 안정성을 최대로 살리기 위해 그만큼 튼실한 전원부 구성을 갖출 필요도 있겠죠. ASUS에서 새롭게 공개한 WRX80 마더보드 중에서도 이번 테스트에 활용한 제품은 ASUS Pro WS WRX80E-SAGE SE WIFI입니다. ASUS는 최근 들어 크리에이터를 위한 Pro 시리즈를 강화하려는 움직임을 보이는데, 메인스트림 데스크톱 및 HEDT 제품군에서도 볼 수 있었던 Pro WS 제품군이 WRX80 마더보드에서도 등장했습니다. 듀얼 10GbE 포트, M.2 슬롯 3개, NVMe RAID 및 더 많은 초고속 저장 장치 지원을 위한 확장 카드 등 확장성을 넓히기 위한 여러 시도도 곁들여진 만큼 워크스테이션 시스템을 구성하려는 유저에게 충분한 만족감을 줄 수 있지 않을까 기대해 봅니다. 특히 BMC 지원으로 외부에서 시스템을 완벽하게 제어할 수 있다는 점 또한 강점이라고 생각합니다.



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▲ 서린씨앤아이 제공: G.SKILL TRIDENT Z NEO DDR4-3,200 CL16 32GBx8(기사 링크)


    G.SKILL에서 생산하는 메모리 중 TRIDENT Z 시리즈는 화려한 외형과 강력한 XMP 기능으로 전 세계적인 사랑을 받고 있습니다. 퀘이사존 벤치마크나 각종 칼럼에도 자주 등장하는 메모리인데요. 가장 최근에는 AMD 시스템 호환을 검증한 NEO 메모리까지 등장해 메모리 클록부터 용량까지 다양한 요구 사항을 만족할 수 있는 제품군이기도 합니다. 이번 테스트에서는 비교적 쉽게 구할 수 있는 제품군 중에서도 큰 메모리 용량을 우선시했는데요. 메모리 슬롯을 8개 제공하는 라이젠 스레드리퍼 프로 및 라이젠 스레드리퍼 시리즈 특성상 32GB x 8 = 256GB로 구성해보았습니다. 물론 더 큰 용량을 지닌 메모리도 존재하고 ECC 메모리 계열도 존재하지만 누구나 구성할 수 있다는 부분에 초점을 두었다는 점 참고 바랍니다. 비교군으로 선정한 X570 시스템은 조금 더 대중적인 환경을 고려해 DDR4-3,200 CL16 16GBx2 모델로 구성했습니다.


    주요 램 타이밍은 16-18-18-18-38이고, 플랫폼에서 기본 지원하는 클록이기 때문에 IF(Infinity Fabric) 클록 역시 1:1 모드로 작동합니다. 해당 제품에 대해 보다 자세한 정보를 원하신다면 QM코리가 작성한 G.SKILL TRIDENT Z NEO 32GBx2 메모리 칼럼이 있으니 위 링크로 확인해보시기 바랍니다.



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▲ 서린씨앤아이 제공: PATRIOT VIPER VPN100 M.2 NVMe 2TB(기사 링크)


    벤치마크 시스템은 다양한 소프트웨어와 게임을 한꺼번에 테스트해야 하므로 고용량 SSD가 필수입니다. 특히 최신 게임은 100 GB를 넘어 200 GB를 초과할 때도 있죠. 그래서 준비한 SSD가 바로 PATRIOT 바이퍼 게이밍VIPER GAMING 저장장치, VPN100 NVMe 2TB 모델입니다. 용량도 용량이지만, 알루미늄 방열판을 기본 장착하고 있다는 점에서 발열로 인한 스로틀링 걱정을 한시름 놓게 합니다. 또한, 해당 제품은 QM달려가 냉철한 시각으로 분석한 칼럼도 등록되었으니 자세한 내용은 위 링크를 참고해 주세요.



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▲ 이엠텍아이엔씨 제공: EVGA SUPERNOVA 2000G+ 80PLUS GOLD <출처: EVGA>


    HEDT 혹은 워크스테이션, 서버와 같은 시스템은 거대한 플랫폼 크기만큼 폭넓은 확장성을 제공합니다. 문제는 많은 장치를 달면 달수록 더 높은 파워 서플라이를 요구한다는 점인데요. 특히 그래픽 카드처럼 소비 전력이 큰 장치들을 여러 개 장착할 경우 단일 파워 서플라이로 감당이 되지 않는 사태가 발생할 수 있습니다. 후술할 가상화 시스템 예시 같은 경우 라이젠 스레드리퍼 프로 3995WX 외에도 그래픽 카드를 3개 장착하는 환경을 상정한 만큼 순간적인 소비 전력 요구량은 상당히 높을 텐데요. 이런 상황에서도 안정적인 작동이 가능한 환경을 구성하기 위해 EVGA SUPERNOVA 2000G+ 파워 서플라이를 활용했습니다. 진정한 의미에서 단일 시스템을 구성하기 위해서는 역시 단일 파워 서플라이 구성이 맞을 텐데, 이런 상황을 고려한다면 충분히 매력적인 파워 서플라이가 아닐까 생각합니다.




아래 내용부터는 벤치마크 테스트 결과로 이어집니다.

항목별 구체적인 테스트 결과는 그래프 하단 내용을 확인해 주세요.




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    크게 의미는 없을 수 있겠지만, 벤치마크에서 빠지면 왠지 서운하기에 시네벤치 R20을 추가해보았습니다. 시네벤치 시리즈는 벤치마크 툴로 잘 알려진 소프트웨어입니다. 하지만 벤치마크 이전에 렌더링 도구로 잘 알려진 시네마 4D를 베이스로 하고 있죠. 렌더링은 절대적으로 코어 수에 영향을 받는 소프트웨어이기에, 라이젠 스레드리퍼 프로 3995WX는 무려 멀티코어 점수가 2.4만을 넘기는 모습을 볼 수 있었습니다. 그렇다고 해서 함께 테스트를 진행한 라이젠 9 5950X도 결코 얕볼 수는 없습니다. 16 코어 32 스레드 모델이기는 하지만, 꾸준한 아키텍처 개선과 부스트 클록 향상을 토대로 1만 cb에 가까운 점수를 보여줬으니까요. 멀티 코어에서 라이젠 스레드리퍼 프로 3995WX가 강력함을 과시했다면, 싱글 코어에서는 조금 달랐습니다.


    두 프로세서는 각각 젠 2 아키텍처와 젠 3 아키텍처에 기반하고 있고, 부스트 클록에서도 차이가 나는 만큼 싱글 코어 성능은 라이젠 9 5950X가 우수한 점수를 기록했습니다. 다른 렌더링 도구도 더 살펴봐야겠는데요. 모처럼 워크스테이션 특집인 만큼, 어렵게 구한 라데온 프로 W6800도 함께 테스트를 진행해봤습니다.



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    CPU만 작동하는 환경보다는 아무래도 그래픽 카드 가속을 함께 적용하는 환경이 더 나은 성능을 보여주는 건 어쩌면 당연한 결과일 수도 있습니다. 하지만 이런 상황을 고려하더라도 무시무시한 코어 수는 인상적인 성능을 보여주기도 하는데요. Classroom 소스와 Flat-ArchViz 소스를 이용한 렌더링 시간 모두 라이젠 스레드리퍼 프로 3995WX는 시선을 끌 만한 성능을 보여주었습니다. 64 코어 128 스레드를 지닌 CPU가 진심(?)을 발휘하면 정말 괴물 같은 성능을 보여주는 법이네요. GPU 성능 면에서는 상대적으로 라데온 프로 W6800과 라데온 RX 6800이 비등한 모습을 보여주었는데, 같은 아키텍처 및 같은 연산 유닛 수를 보유한 만큼 큰 차이를 보이진 않았습니다. 오히려 블로어 팬을 활용해야 하는 라데온 프로 W6800은 낮은 소음 유지를 위해서인지 상당히 뜨거운 온도까지 상승하는 모습을 보인 만큼, 안정적인 부스트 클록 유지에 부정적인 영향을 주었을 수 있습니다.


    그렇다면 값비싼 워크스테이션 용 그래픽 카드를 사는 게 의미가 있냐고 반문하실 수 있습니다. GPU 부하가 며칠씩 걸릴 수도 있는 극한 상황에서도 안정적인 작동과 신뢰성을 보여줄 수 있도록 설계된 제품군이기에, 절대적인 성능에서 발생하는 오차는 애교로 넘어갈 수 있을런지도 모릅니다. 무엇보다도 중요한건 VRAM 용량인데요. 이는 작업을 수행하는 환경에 따라 제법 달라질 수 있는 부분입니다.



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    상황에 따라 달라질 수 있는 예시 중 하나로, 언리얼 엔진 소프트웨어로 Archviz Interior 데모를 동영상 출력하는 데 걸린 시간을 측정해보았습니다. GPU 성능에 큰 영향을 받는 테스트이면서도, 2560 x 1440 QHD 해상도는 상당히 거대한 VRAM 자원을 요구하는 환경이었는데요. 실제로 작업 관리자를 확인해보면 20 GB 수준으로 VRAM을 할당하고 있는 모습을 볼 수 있었습니다. 게다가 ECC 기술을 활용할 수 있는 만큼, 혹시 모를 오류도 최소화할 수 있다는 장점도 가지고 있죠. 확실히 전문 작업용 그래픽 카드는 절대적인 칩 성능만을 평가요소로 삼기는 어려울 수 있습니다. '시간=돈'이 성립하는 산업 현장에서는 안정성과 신뢰성이 오히려 더 큰 무기가 될 수 있으니까요.



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    마지막으로 살펴볼 테스트 항목은 SpecWORKSTATION입니다. 지난번에는 CPU 성능만을 중점으로 확인해봤다면, 이번에는 GPU 성능에 초점을 두어 테스트를 진행해봤습니다. LuxRender 테스트는 CPU와 GPU 모두 테스트하기 때문에 라이제 스레드리퍼 프로 3995WX가 혼자 유독 높은 위치를 점하고 있지만, 다른 테스트에서는 플랫폼별 성능 차가 비슷한 경향을 보였습니다. 오히려 같은 그래픽 카드 테스트 상황을 기준으로 한다면 라이젠 스레드리퍼 프로 3995WX 쪽이 조금 더 낮은 성능을 보여주네요. Caffe 같은 머신러닝 소프트웨어나 Folding@home 같은 분산 컴퓨팅 프로젝트 소프트웨어는 그래픽 카드 영향을 크게 받습니다. 그럼에도 불구하고 성능 차가 발생하는 건 아키텍처 차이와 더불어 플랫폼에서도 차이가 나기 때문이겠죠. 라데온 프로 W6800과 라데온 RX 6800으로 시선을 옮겨보면, 둘 차이에서는 성능 차가 매우 크게 나타나진 않았습니다. 전반적으로는 라데온 프로 W6800이 조금 더 낮은 성능을 보이는데, 정숙성을 위해 기본 RPM이 상당히 낮게 잡혀있는 게 영향을 주는 듯합니다.




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▲ 라데온 프로 W6800 GPU-Z 정보 및 라데온 설정 화면. 전문가용 그래픽 카드는 팬을 제외한 별도 설정이 불가합니다.


    전문가용 그래픽 카드는 렌더링을 비롯해 다양한 작업을 수행하기 위한 목적으로 탄생했지만, 그렇다고 해서 게임을 즐기지 못한다는 법은 없습니다. 물론 드라이버에 따라 일부 성능이나 기능 제약이 따를 수는 있겠죠. 다만 게임 구동 자체를 방해하는 요소는 아닐 겁니다. 예를 들어, 라데온 프로 W6800은 라데온 RX 6800과 마찬가지로 RA(Ray Accelerator)를 지니고 있습니다. 하지만 둠 이터널에서는 낮은 드라이버 버전으로 인식할뿐더러 레이 트레이싱 옵션을 활성화할 수 없죠. 반대로 리프트브레이커에서는 별다른 문제 없이 레이 트레이싱 옵션을 활성화할 수 있습니다. 이렇듯 일부 기능에는 제한이 있을 수 있지만, 이런 요소가 게임 성능 자체에도 큰 영향을 미칠까요?



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    게임 성능을 확인하기에 앞서, 3DMark 테스트를 먼저 진행했습니다. 상당히 점수 패턴이 다른데, 이는 역시 구조적인 차이가 주는 영향을 무시할 수 없겠네요. 플랫폼별 차이를 무시하고 그래픽 카드끼리 묶어서 비교해보면, 같은 아키텍처와 같은 칩 기반 제품이기에 역시 성능 차이가 매우 크진 않습니다. 하지만 타임 스파이에서는 라데온 프로 W6800 쪽이 조금 더 낮은 성능을 보여주었습니다. 앞서 언급했듯 라데온 프로 W6800은 쿨링팬 RPM이 상당히 낮은 수치로 기본 설정된 상태입니다. 높은 코어 온도에서도 안정적으로 작동하는 모습을 보이기는 하지만, 표기상 부스트 클록이 2,555 MHz라는 점이 무색하게 성능이 낮은 건 부스트 클록 유지력이 좋지 않다는 반증이기도 하겠네요. 실제 게임에서는 어떨까요?



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    호라이즌 제로 던이나 레인보우 식스 시즈처럼 플랫폼 차이에 따른 영향이 큰 게임도 존재하지만, 전반적으로는 게임 성능이 비슷한 편입니다. 반복해서 언급하는 내용이지만 라데온 프로 W6800은 게임을 목적으로 탄생한 제품이 아닙니다. 그럼에도 불구하고 게임 성능이 일반 소비자용 제품과 큰 차이가 없는 점은 강점이 될 수도 있겠네요. 게임 개발을 진행하던 도중 중간 테스트를 진행하는 등 활용할 수 있는 범주가 더 넓어지는 셈이기 때문입니다.


    이전에 퀘이사존에서 소개해드린 라이젠 스레드리퍼 프로 벤치마크 칼럼으로부터 조금 연장한 느낌으로 여러 테스트를 진행해봤습니다. 라이젠 스레드리퍼 프로 3995WX와 더불어 라데온 프로 W6800에 대한 성능도 가볍게 다뤄보았는데, 궁금증이 충분히 해결되었기를 바랍니다. 마지막으로 살펴볼 건 워크스테이션을 활용할 수 있는 예시 중 하나입니다. 라이브 스트리밍으로도 시연할 테스트는 바로 가상화에 관한 내용입니다.




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▲ 여러 회사에서 다양하게 제공하는 하이퍼바이저. 이번 칼럼에서는 Unraid를 활용했습니다.


    워크스테이션, 나아가 서버는 개념적으로 접근하면 우리가 사용하는 PC와 크게 다를 게 없는 제품군입니다. 단지 차이가 있다면 규모와 확장성이 아닐까 합니다. 크기가 제한적인 소형 혹은 초소형 워크스테이션은 성능이나 확장성이 일반 PC와 크게 다르지 않을 수 있지만, 일반적으로는 강력한 성능과 폭넓은 확장성을 기반으로 하는 경우가 많습니다. 서두에서 언급했던 워크스테이션 소개가 적절한 예시겠네요. 많은 코어 수와 여러 PCIe 장치를 활용할 수 있는 플랫폼은 활용도가 무궁무진할 텐데, 특히 많은 코어 수를 적극적으로 활용할 수 있는 수단이 하나 있습니다. 바로 가상화Virtualization입니다.


    가상화라는 개념이 생소하신 분도 계실 텐데요. 가상화 기술은 하드웨어 리소스를 추상화하여 다양한 목적으로 활용하는 설루션을 의미합니다. 조금 더 쉽게 표현하자면, 하드웨어 자원을 마치 가상 하드웨어처럼 인식시켜 마치 시스템 안에 또 다른 시스템을 집어넣은 듯한 느낌입니다. 오늘날에는 VMWare를 비롯한 여러 회사에서 가상화 기술을 제공하며, 윈도우 운영체제 내에도 자체적으로 Hyper-V 기능을 활용하여 가상화 기술을 쓸 수도 있습니다.


    가상화에 대한 이해가 어렵다면 조금 다른 예시를 들어보겠습니다. 요즘에는 모바일 앱 플레이어를 많이 활용하는 추세입니다. 녹스Nox나 블루스택BlueStack, 미뮤Memu 등 모바일 환경을 PC 안으로 옮겨놓을 수 있는 소프트웨어들이 존재하는데요. 이 역시도 가상화 기술을 이용해 하드웨어 리소스를 마치 스마트폰 자원처럼 가상으로 만들어 활용하는 방식입니다. 그래서 앱 플레이어를 켜면 VT-x 혹은 SVM 기능을 활성화해 더 빠른 구동 속도를 적용할 수 있다는 문구를 심심찮게 볼 수 있습니다. 아니면 CPU 가상화를 적용하라는 문구를 노출하기도 하죠. 이는 앱 플레이어들도 기본적으로는 가상화 기술로 구현하는 방식이기 때문입니다.



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▲ 이제는 모바일 게임을 PC로 즐기는 게 그리 어색하지 않은 세상이 되었습니다. <출처: NOX>


    그렇다면 일상생활에서는 이런 가상화 기술을 어떻게 활용할 수 있을까요? 우선 가상화 기술이 등장하게 된 배경을 알게 된다면 이해가 빠를 수 있습니다. 컴퓨터 성능이 크게 발전하면서 워크스테이션 혹은 서버용 시스템은 모든 하드웨어 자원을 사용하지 못하고 잉여 자원이 남는 문제가 발생하게 되었습니다. 이런 잉여 자원을 최대한 활용하고자 하는 개념에서 가상화 기술이 시작한 셈이죠. 즉, 거대한 컴퓨팅 파워를 지닌 단일 시스템을 마치 여러 시스템처럼 활용하는 데 의의가 있습니다. 대표적으로는 서버가 있겠네요. 홈페이지 화면을 생성하거나 데이터베이스 서버 등과 직접 통신하면서 연산 처리까지 겸해야 하는 웹 서버는 상대적으로 높은 처리량을 요구합니다. 하지만 단순히 이미지만 전송하는 이미지 전용 서버나 메일 서버는 웹 서버에 비해서 상대적으로 서버 성능이 높지 않습니다. 이런 경우 단일 서버 성능에서 많은 비중을 웹 서버로 할당하고, 이미지 전용 서버나 메일 서버는 상대적으로 낮은 자원을 할당할 수 있습니다.


    이 모든 걸 단일 서버에서 처리하면 되지 않느냐고 반문하실 수도 있을 텐데요. 그럴 경우 서버가 치명적인 오류가 발생하거나 시스템 오류가 발생하면 모든 서버 기능이 마비되는 치명적인 문제로 이어질 수 있습니다. 가상 머신은 쉽게 켜고 끄거나 교체하는 게 가능하니, 유지 보수 차원에서도 상대적으로 용이할 수 있다는 의미이기도 하죠.


    또 다른 예시도 있습니다. 만약 소프트웨어를 개발해야 하는 회사라면 운영체제 버전이나 여러 업데이트에도 대응할 필요가 있습니다. 만약 테스트 시스템이 단일 시스템이라면 이런 다양한 환경에서 테스트하기가 조금 번거로울 수 있는데요. 이런 경우 가상화 기술을 이용해 자원을 적절히 분배한다면 여러 운영체제 버전과 업데이트에 대한 테스트도 동시에 수행해볼 수 있습니다. 혹은 윈도우와 리눅스처럼 아예 운영체제 기반이 다른 상황도 내부 테스트를 해보기 수월할 수 있죠.



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▲ 각종 서버로도 활용하는 아마존 서비스 중 일부(대표적으로 Clastic Compute Cloud인 EC2)도 이미 오래 전부터 가상화 기술을 활용하고 있습니다.


    이렇듯 가상화 기술은 활용 방안이 무궁무진합니다. 일부 회사에서는 사무실 내 업무용 PC를 개별적으로 관리하지 않고 가상화 설루션을 활용해 이를 대체하는 경우도 있습니다. 물론 주 사용 고객이 엔터프라이즈 시장에 집중되어 있기 때문에 일반 소비자는 가상화 기술에 대해 접할 기회가 적습니다. 게다가 전문성을 요구하는 시장인 만큼 소요 비용도 무시하기는 어렵죠. 하드웨어도 이에 맞게 일반 컴퓨팅 파워 이상을 발휘할 수 있는 제품들로 선별할 필요도 있습니다. 쉽게 접근할 수 있는 분야는 아닐 수 있지만, 모처럼 워크스테이션을 활용하는 예시를 여러 가지로 소개해보고 있는 만큼 가상화 기술에 대한 내용도 조금 상세히 다뤄보았습니다.


    앞서 예시로 언급한 앱 플레이어나 대중적으로 잘 알려진 VMWare Workstation, Oracle VirtualBox와 같은 소프트웨어는 운영체제 하에서 작동해야 하므로 일부 자원을 운영체제가 꾸준히 잡아먹는다는 단점이 존재했는데요. 이런 단점과 더불어, 가상 머신Virtual Machine을 대규모로 관리하고 유지보수하기 위해서는 역시 서버 차원에서 관리하는 게 좋습니다. 그렇기에 자연스럽게 하이퍼바이저에 대한 내용도 일부 언급할 필요가 있겠네요. 가상화에 대한 개념적 이해가 필요하다면 레드햇 페이지에 한국어 소개가 있으니 아래 링크도 소개해드리고 싶습니다.


레드햇 가상화 소개 페이지 보러 가기




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▲ 이번 예시로 소개할 Unraid 웹 페이지 화면. 부팅 직후에 디스크를 Array하면 본격적으로 VM 기능 활용이 가능합니다.


    앞서 가상화에 대해 소개해드렸다면, 하이퍼바이저에 대해서도 자연스레 언급할 필요가 있습니다. 하이퍼바이저는 쉽게 말해 가상화 기술을 이용해 가상 머신을 만들고 구동하기 위한 소프트웨어입니다. 앞서 언급했던 앱 플레이어, VMWare Workstation, Oracle VirtualBox는 모두 하이퍼바이저라고 부를 수 있는 셈이죠. 하이퍼바이저는 크게 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 첫 번째는 지금까지 소개했던 소프트웨어처럼 운영체제 하에서 소프트웨어로 구현하는 방식입니다. 일반적으로 PC에서 활용하는 대표적인 사례라고 볼 수 있겠네요. 타입 2 혹은 유형 2 하이퍼바이저라고도 부릅니다.


    두 번째는 이와 정 반대 개념인데요. 네이티브 혹은 베어 메탈 하이퍼바이저라 불리며 운영체제 형태로 운용되는 방식입니다. 타입 1 혹은 유형 1 하이퍼바이저로도 부르기도 하는데요. 대중적으로 알려진 플랫폼으로는 Microsoft Hyper-V, VMWare vSphere(ESXi), Citrix Hypervisor(구 XenServer), Proxmox VE, Unraid 등이 여기에 속합니다. 이런 운영체제들은 일반적으로 리눅스 계열에 속하며, 기본 기능은 무료로 제공하지만 일부 기능에 제약을 두어 유료로 판매하기도 합니다. 특히 하이퍼바이저를 구동하는 시스템에 접속해 실제 PC를 사용하고 있는 듯한 사용자 경험을 제공하는 VDI(Virtual Desktop Interface)는 유료로 판매하는 경우가 많습니다. 물론 반드시 전용 VDI만을 활용해야 하는 건 아닙니다. 단순 뷰어 역할이라면 noVNC나 각종 원격 접속 도구로도 해결할 수 있기 때문입니다.


    유형 1이나 유형 2 모두 결국 가상화 기술을 이용해 가상 머신을 생성한다는 점은 같은데요. 사용 규모나 관리 방식 등에서 차이가 나뉘어진다고 이해하시면 좋을 듯하네요. 하이퍼바이저에 대한 개념 또한 레드햇 홈페이지에 한국어로 자세히 기재되어 있으니 조금 더 많은 정보를 원한다면 참고해보아도 좋을 듯하네요.


레드햇 하이퍼바이저 소개 페이지 보러 가기



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▲ 여러 가상 머신을 간편하게 관리할 수 있다는 부분은 하이퍼바이저가 지닌 강점 중 하나입니다.


    이번에 소개해드리려는 가상화 플랫폼 예시는 Unraid를 이용했습니다. Lime Technology에서 제공하는 Unraid는 가상화 개념이나 운영체제에 대해 잘 모르더라도 손쉽게 활용할 수 있다는 강점을 지녔습니다. 하이퍼바이저 운영체제들이 그러하듯 웹 페이지에서 모든 기능을 관리할 수 있는데, 접근성 면에서는 오히려 더 편리한 편입니다. 게다가 기본 기능을 제공하는 Basic 버전이 $59로 비교적 저렴한 편이고, 데모 버전을 한 달 정도 활용할 수도 있으니 하이퍼바이저 초기 학습용으로 괜찮습니다.


    시연 예시로 Unraid를 고른 데에는 또 다른 이유도 있는데요. 바로 PCI 패스스루Passthrough 기능을 활용하기 매우 편리하다는 장점이 있기 때문입니다. PCI 패스스루를 활용하는 기본 목적은 그래픽 카드와 같은 하드웨어 기능을 온전히 활용하기 위해서인데요. 패스스루는 하드웨어 기능을 가상 머신이 온전히 활용하기 위한 기술입니다. 이게 왜 필요한지는 가상화 기술을 활용해본다면 자연스레 경험하실 수 있을 텐데요. 가상화 기술은 어디까지나 CPU와 메모리와 같은 핵심 자원을 분배하는 데 기초를 두고 있습니다. 저장 장치나 CD-ROM과 같은 장치는 이미지 파일로, 디스플레이는 에뮬레이션으로 대체하고 있죠. 그래서 가상 머신에서는 단순히 USB를 사용하기 위해서도 USB 장치를 패스스루로 연결해줄 필요가 있습니다.


    PCI/PCIe 장치는 하드웨어가 자체적으로 가상화 기술을 지원하지 않는 한 가상 머신에서 고스란히 사용하는 게 불가능합니다. 이런 상황에서 하드웨어 자원을 고스란히 사용하기 위해서는 패스스루를 활용할 필요가 있습니다. 다만 리눅스 기반에서 패스스루를 연결하기 위해서는 PCI 고유 지정 번호를 별도로 파악해야 하고, VFIO 명령어를 커널에 심어 부팅 단계에서부터 장치를 불러오지 않게 추가적인 설정도 가미해야 합니다. 경우에 따라서는 장치를 온전히 인식하기 위해 별도로 ROM 파일도 지정해주는 등 상당히 복잡한 과정을 거쳐야 합니다. 또한, 패스스루는 하이퍼바이저를 활용하는 주된 이유 중 하나인 보안 측면에서도 취약해질 수 있습니다. 게스트(Guest, 손님)로 가상 머신에 접근하는 경우 중간에서 여러 단계를 거쳐 암호화 처리도 이루어지지만, 패스스루는 이런 단계를 무시하고 게스트에게 바로 하드웨어 접근 권한을 주는 상태이기 때문입니다. 따라서 관리자가 사전에 이런 문제에 대해 인지하고 엄격히 관리할 필요도 있죠.



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▲ 가상 머신 설정 예시. VFIO에 미리 할당하면 그래픽 카드뿐만 아니라 NVMe 장치도 패스스루로 활용할 수 있습니다.


    Unraid는 패스스루 기능을 매우 간단히 활용할 수 있으며, VFIO에 별도로 접근해 수정할 필요 없이 클릭 몇 번으로 각종 장치를 부팅 단계에서 제외하는 게 가능합니다. 그렇기에 초보자도 손쉽게 패스스루 기능을 활용할 수 있고, 오프라인 환경에서 단일 시스템으로 여러 사람이 동시에 활용해야 하는 상황에 대해서도 대응하기 편해지죠. 게다가 Unraid는 별도 Community Apps라는 플러그인 페이지도 운영하고 있습니다. 그래서 단순히 가상 머신을 직접 활용하는 선에서 그치지 않고 파일 서버나 미디어 서버, 각종 서버용 소프트웨어에도 대응하는 모습을 보입니다. 여러모로 편의 기능이 갖추어져 있으니 초기 사용에 상당한 편의성을 제공하는 편이죠.



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▲ 가상 머신 생성 예시. 코어 수부터 메모리, 저장 장치, 각종 장치까지 다양하게 지정이 가능합니다.


    라이젠 스레드리퍼 프로 3995WX는 64 코어 128 스레드라는 거대한 코어 풀을 지녔습니다. 그만큼 다양한 가상 머신 환경을 구성하는 게 가능한데요. 이번 예시에서는 라이젠 스레드리퍼 프로 3995WX 한 대로 구성한 시스템으로 3명 인원이 각기 다른 시스템을 사용하는 듯한 환경을 구성해보았습니다. 이를 구현한 예시는 여러 자료로 소개할 수도 있었겠지만, 퀘이사존에서는 유튜브 라이브 스트리밍으로 소개해드리는 편이 더 적합하겠다는 판단을 내렸습니다. 생방송으로 실시간 시연 모습을 송출하는 만큼 직접 동영상으로 감상하는 편을 추천 드립니다. 여러 소프트웨어를 구현하는 모습을 보여드릴까 고민도 했지만, 실제로 운용하는 모습을 생생하게 보여주는 게 낫겠다는 판단이 들었습니다. 가상 머신 환경에 대해서는 테스트에 협조해준 QM에게 실제 PC를 사용함과 큰 차이를 느꼈냐고 물어보았는데요. 실제 PC와 뭐가 다른지 모르겠다는 답변을 받았습니다. 시연 모습에 대해서는 퀘이사존 라이브 스트리밍을 참고해주시기 바랍니다.



▲ 퀘이사존 라이젠 스레드리퍼 프로 3995WX 라이브 스트리밍




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    워크스테이션이라는 단어는 뭔가 조금은 낯설고 생소한 인상을 줍니다. 제 주위에는 워크스테이션 시스템을 실제로 본 게 저 뿐이었고, 한 다리를 거치더라도 워크스테이션 시스템을 직접 본 사람은 한 손에 꼽을 정도이니 말이죠. PC와 외형적인 차이가 크게 존재하는 건 아니지만, 워크스테이션이라는 시스템 자체를 접할 기회가 적다 보니 더 낯설게 느낄지도 모르겠습니다. 이번 콘텐츠에서는 작업 성능이나 게임 성능, 가상화 시스템을 구성하는 예시를 보여드렸는데요. 당연한 얘기겠지만 워크스테이션 활용 방법은 이게 전부가 아닙니다. 산업 현장에서는 오히려 렌더링 머신으로 활용하는 게 흔하기도 하고, 서두에서 소개한 바와 같이 의료 현장이나 고성능 컴퓨팅을 요구하는 특수산업군에서도 사용하고는 합니다.


    라이젠 스레드리퍼 시리즈가 등장하기 이전에는 경쟁사 제온 CPU 제품군이 장악하던 시장이지만, 이제는 3세대에 접어든 라이젠 스레드리퍼 시리즈는 가격 대비 우수한 성능과 확장성을 내세워 많은 이로부터 주목을 받고 있습니다. 특히 깊게 들이진 않았지만 저처럼 조금이나마 산업 분야로 발을 들인 분이나 현직에 계시는 분에게는 여러모로 매력적인 시스템으로 보일 수 있겠네요.



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▲ 그래픽 카드 3대와 NVMe SSD 3개를 패스스루로 가상 머신마다 별도 할당한 시스템 예시.


    제한적이나마 워크스테이션을 활용할 수 있는 내용으로 콘텐츠를 소개해드렸습니다. 흔히 접할 수 없는 분야인 만큼 콘텐츠가 충분한 흥미와 재미를 드릴 수 있었다면 성공적이겠네요. 아직 4세대 라이젠 스레드리퍼에 대한 출시 소식이 확실치는 않지만, AMD와 경쟁사 모두 다음 세대 HEDT는 큰 격돌이 예상되고 있습니다. 오랜만에 아키텍처를 완전히 갈아엎은 사파이어 래피즈Sapphire Rapids와 4세대 라이젠 스레드리퍼 중 어느 쪽이 더 강한 성능을 보여줄 지는 미지수이니까요. 하지만 오랜만에 HEDT 시장에도 재미있는 대결 양상이 그려질 듯하니, 하드웨어를 좋아하는 입장에서는 즐거운 기다림입니다. 퀘이사존에서 각 제품을 입수하게 되면 언제나 그래왔듯 벤치마크로 소개해드리겠습니다.


    준비한 콘텐츠는 여기까지입니다. 흔히 보기는 어려울 콘셉트로 궁리해본 콘텐츠가 즐거운 볼거리를 제공했길 바라면서 마무리하고자 합니다. 여전히 하드웨어 세계는 무궁무진하고, 여러분에게 소개하고자 하는 이야기는 많습니다. 향후에도 좋은 기회가 된다면 색다른 콘텐츠를 소개해드리기 위해 노력하겠습니다.



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