유선 통신

유선 통신

모든 것은 데이터이고 데이터가 모든 것입니다.

Tektronix의 Sarah Boen 및 David Akerson 씨가 데이터 센터 및 유선 통신 시장을 형성하는 광범위한 트랜드에 대해 논의합니다.

커넥티드 디바이스 및 센서의 급증으로 어느 때보다 많은 데이터가 생성되고 있으며 이러한 추세가 지속될 것입니다. 데이터가 기하급수적으로 증가하는 세계에서는 데이터 저장 위치, 필요할 때 필요한 곳에 데이터를 가져오는 방법, 데이터에 신속하게 액세스하여 값을 추출하는 방법 등 몇 가지 질문을 해결해야 합니다.

사물 인터넷(IoT) 세계에서 데이터의 디지털화 및 센서화로 인해 생성되는 데이터 양이 급증했습니다.

“예를 들어 비행기를 탈 때 비행기의 모든 센서에서 엄청난 양의 데이터가 전송된다”고 Boen 씨는 말합니다. “Boeing의 ecoDemonstrator 787에서는 140,000여 개의 데이터 포인트를 사용하여 편당 테라바이트의 데이터를 생성합니다. 이 모든 데이터를 데이터 센터로 가져와 실시간으로 빠르게 처리해야 합니다.” 매일 100,000편이 넘는 상용 항공기가 운항되고 있는데, 이는 매일 생성되는 다량의 정보의 한 가지 예에 불과합니다."

“지난 10년간 데이터 센터 관리자가 이해해야 하는 데이터의 양이 획기적으로 변경되었습니다. 이런 상황에서 산업은 기가바이트의 데이터 흐름을 관리하는 환경에서 엑사이트 및 제타바이트의 데이터를 관리하는 환경으로 전환되었다”고 Akerson 씨는 설명합니다. “이 데이터는 비즈니스를 보다 효율적이고 수익성 있게 운영하고, 경우에 따라 최종 사용자에게 새로운 서비스를 제공할 수 있는 엄청난 잠재력을 가지고 있습니다.”

지금까지는 이 데이터의 값을 실시간으로 추출하는 것이 기술로 인해 다소 한계가 있었습니다. Tektronix는 향후 10년간 새로운 기술이 등장하여 이 데이터가 제공하는 잠재력에서 더 나은 수익을 창출할 수 있을 것이라고 예측합니다.

핫 데이터(hot data). PCI Express의 등장.

데이터 센터의 두 번째 트랜드는 스토리지(Storage) 인터페이스로서 PCI Express의 등장입니다. 이는 데이터를 보다 낮은 레이턴시로 더 빠르게 제공하여 조직의 효율성 및 수익에 막대한 영향을 미치는 PCI Express의 성능 이점을 통해 촉진되었습니다.

출처: IDC, 2017

“5년 전에는 PCI Express 스토리지가 주요한 스토리지 인터페이스가 아니었지만 처리량 및 낮은 레이턴시 면에서 기술의 성능 이점으로 인해 도입이 가속화되었으며 이러한 현상은 앞으로도 지속될 것”이라고 Akerson 씨는 설명합니다. “스토리지가 점점 중요해지는 이유를 증명하기 위해 Amazon에서는 특별한 연구를 수행하여 100ms의 레이턴시당 매출액의 1%에 해당하는 비용이 소요된다는 것을 확인했습니다. Google에서는 검색 페이지 생성 시간이 500ms 늘어날 때마다 트래픽이 20% 감소된다는 것을 확인했습니다. 또 다른 연구에서는 중개인의 전자 거래 플랫폼이 경쟁업체보다 5ms 느릴 경우 밀리초당 400만 달러를 잃을 수 있다는 결과가 나왔습니다. 이러한 회사에서는 기존 인터페이스로 레이턴시을 줄일 수 없으므로 PCI Express 인터페이스를 활용하는 NAND 기반 스토리지로 전환해야 합니다.”

 

네트워크에 연결된 SSD 기반 장치 수로 인해 전송 및 저장되는 데이터의 양이 증가하고 있습니다.

 

“조직에서 데이터를 클라우드에 저장하든 로컬로 저장하든 상관없이 대용량 데이터를 낮은 레이턴시로 전달하는 문제로 인해 스토리지 인터페이스 표준의 발전 및 새로운 기술의 도입이 지속될 것”이라고 Boen 씨는 말합니다. "PCIe Express와 같은 스토리지 인터페이스 및 표준은 개발 중인 PCI Express Gen4(16GT/s) 스토리지 제품과 향후 예정된 Gen 5(32GT/s)로 인해 급격히 발전할 것입니다. 이 추세에 발맞추기 위해 SCSI Trade Association에서는 24G 직렬 연결 SCSI(SAS4) 사양을 발표했습니다.”

"이러한 기술을 활용하는 제조업체에는 여전히 한 가지 고려 사항이 있다"고 Boen 씨는 말합니다. “이러한 제품은 성능 이점이 뛰어나지만 이 새로운 기술은 데이터 센터 운영자는 모든 것을 저렴한 비용과 낮은 전력으로 유지하기를 원한다는 데이터 센터의 보편적인 원리의 영향을 받습니다. 이것이 주요 영향 요소입니다.”

새로운 기술, 새로운 복잡성

스토리지 및 서버 기술의 변화와 함께 네트워크 통신 기술도 보다 빠른 데이터 전송을 제공하기 위해 급격히 변화하고 있습니다. 이러한 변화와 함께 복잡성 레벨도 변화했으며 지속적으로 증가할 것입니다.

NRZ vs PAM4

PAM4와 같은 변조 체계가 NRZ의 일반적인 대안이 되고 있습니다. PAM4는 전송 속도를 증가시키지만 추가적인 신호 노이즈 및 테스트 비용이 소요됩니다. “PAM4 송신기를 개발 중인 사람들을 위한 테스트 수는 NRZ보다 10배 더 많다”고 Akerson 씨는 설명합니다. “회사에서 PAM4 송신기를 설계하는 경우 제품을 빠르게 출시하는 방법 및 테스트-시간 비용을 절감하는 방법이 가장 중요한 문제에 속할 것입니다.”

사용할 기술의 불확실성도 제조업체가 직면한 주요 문제입니다. “기술이 어떻게 작동할지에 대한 명확한 답변이 없으므로 대부분 여러 기술을 구현하고 있다”고 Boen 씨는 말합니다. “여러 고객의 로드맵을 보면 28GBd PAM4도 있고 56GBd NRZ도 있는데 후자는 기존 신호 처리 방법입니다.

두 가지를 다 사용하는 이유는 가장 적합한 것이 무엇인지 확신할 수 없고 신호 처리 기술이 어떤 애플리케이션에서 보다 효율적으로 작동할지 정확히 몰라 위험을 최소화하기 위한 것입니다. Boen 씨가 설명하듯이, 제조업체가 이러한 복잡성에 적응하기 위해 시도하는 몇 가지 방법이 있습니다. “첫 번째는 작동 방식에 대한 사전 시뮬레이션입니다. 여기에는 기존 제품을 오버클럭(Overclocking)하여 얼마나 더 빠르게 실행되는지 확인하는 과정이 포함됩니다.”

표준을 기다릴 필요 없음

데이터 센터 및 유선 통신의 또 다른 광범위한 트랜드는 기술 변화를 주도하는 자입니다. “과거에는 데이터 센터 상호 연결을 IEEE 또는 OIF-CEI에서 주도했다”고 Boen 씨는 설명합니다. 지금은 Amazon, Apple, Facebook, Google 및 Microsoft와 같은 대규모 데이터 센터 운영자들이 기술을 발전시키므로 표준이 완성될 때까지 기다릴 필요가 없습니다.

“전 세계의 Amazon, Google 및 Facebook이 표준 기구에 적극적으로 참여하면서 내부 기술 발전을 주도하고 경우에 따라 기술 표준을 정의하기도 한다”고 Boen 씨는 말합니다. “이들은 이러한 컨소시엄의 이사회를 구성하여 기술 발전을 주도하지만 표준 기구는 느리게 움직이는 경향이 있으므로 비즈니스 요구를 충족하기 위해 기술을 보다 빠르게 진화시키는 회사들이 모여 설립한 MSA(Multi-Source Agreement)가 등장하고 있습니다.”

현지화된 소규모 데이터 센터

Boen 씨에 의하면 “새로운 표준 및 인터페이스 기술은 여전히 대규모 데이터 수요를 충족하지 못할 것입니다.” 그렇기 때문에 그녀는 데이터 센터가 데이터 소스 가까이로 이동하고 규모가 작아질 것이라고 예상합니다. 이는 핫 데이터(hot data), 즉 신속하게 작동해야 하는 데이터에 특히 중요합니다.

“자동차 산업에 대해 생각해 보라”고 Boen 씨는 말합니다. “스마트 카, 자율 주행 자동차, 데이터 교환 등에서 데이터 센터와 전체 네트워킹 인프라를 활용할 것입니다. 이는 신속하게 얻어야 하는 핫 데이터(hot data)입니다. 따라서 서비스 지점에 더 가까이 있는 소규모 데이터 센터가 증가할 것이라고 생각합니다.” 이러한 현지화된 소규모 데이터 센터는 코히런트(Coherent) 광학 기술과 연결될 것입니다. Boen 씨에 의하면, 이로 인해 새로운 테스트 문제가 발생할 것입니다. “데이터 센터 내에 더 많은 코히런트(Coherent) 광학 기술이 포함될 것”이라고 그녀는 말합니다. “송신기에는 스위치에서 광학 송신기로 이동하고 스위치에서 직접 광학을 전달하여 전력을 절약할 수도 있는 전기 인터페이스가 있습니다. 저는 여러 기술이 등장하거나 동일한 기술이 다양한 방식으로 사용될 것이라고 생각합니다. 이는 사용자 측면에서 생태계를 변화시키고 고객이 수행해야 하는 테스트 유형을 변화시킬 것입니다.”

변화하는 세계의 측정 기술

이러한 광범위한 추세는 반드시 해결해야 하는 새로운 테스트 문제를 초래합니다. 새로운 표준, 접근 방식 및 기술의 상호 작용으로 인해 측정이 어느 때보다 중요해졌습니다. “설계 복잡성이 훨씬 커졌다”고 Akerson 씨는 말합니다. “여러분은 제품이 우수한지 확인하기 위해 더 많은 테스트를 수행해야 합니다.”

“이 산업에서 많은 일이 일어나고 있으며 테스트 공급업체로서 우리의 과제는 이러한 일에 대비하는 것”이라고 Boen 씨는 말합니다. “우리의 고객은 애플리케이션마다 전용 장비를 구입하지 않고도 다양한 애플리케이션을 대상으로 할 수 있는 유연한 테스트 솔루션을 제공해 주기를 원합니다. 바로 이것이 우리가 미래의 플랫폼을 위해 노력하는 이유입니다.”

데이터 센터 및 데이터 센터 기술이 변화함에 따라 설계를 측정하는 데 사용하는 방법도 변화해야 합니다. 새로운 변조 체계에서 새로운 상호 연결 프로토콜로, 데이터 센터 확장에서 광 링크 및 빅 데이터로, 그리고 표준이 개발되는 방법의 변화 등 다양한 것이 변화하고 있지만 여전히 바뀌지 않는 유선 통신의 한 가지 측면은 바로 테스트는 앞으로도 프로젝트의 성공에 중요한 요소가 될 것이라는 점입니다.

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