대용량 Solidigm™ D5 시리즈 SSD로 클라우드 DVR 인프라 현대화

cDVR 시장은 빠르게 성장하고 있습니다. 소비자들이 케이블 및 통신 서비스 제공업체에게 더 많은 콘텐츠와 편의성을 요구하고 있기 때문입니다. 수백 개의 채널 및 스트리밍 서비스를 선택할 수 있게 된 가입자는 시청 콘텐츠, 시청 시간, 그리고 스트리밍 장치를 어디서나 제어할 수 있는 cDVR에 기꺼이 비용을 지불하고 있습니다.

cDVR가 주류로 자리를 잡아 감에 따라, 소비자는 무제한에 가까운 용량을 요구하고 있습니다. 다른 기술과 비교할 때 솔리다임 D5 시리즈 SSD는 cDVR 성장 및 확장성 요건에 아주 적합합니다.

클라우드 디지털 비디오 레코더(cDVR) 애플리케이션

cDVR은 가입자가 TV 쇼, 영화, 방송 프로그램, 스포츠 경기를 기존 물리적 DVR의 제약 없이 저장할 수 있다는 점에서 매력적입니다.

이러한 셋톱 DVR 박스는 용량이 제한되어 있어 시청자가 새로운 프로그램을 위한 공간을 확보하기 위해 오래된 프로그램을 삭제해야 하는 경우가 많습니다. 서비스 공급업체는 셋톱 DVR 장치의 정비 및 업데이트에 높은 비용을 지출합니다. 북미 지역의 경우 출장비가 평균 150달러입니다. [1] 또한, 이러한 장치는 폐쇄형 시스템이므로, 수익성 높은 광고 모델을 이용할 수 없습니다.

cDVR은 스트리밍 서비스 공급업체에 적합합니다.

이러한 이유로 cDVR은 기존 사용자를 유지하고 신규 사용자를 유입할 새로운 기능을 추가하기 위해 끊임없이 혁신하는 서비스 공급업체에 매력적입니다. 이러한 혁신적인 기능의 최근 예는 다음과 같습니다.

• 캐치업 TV(프로그램 방송 후 보기)
• TV 재시작(영상이 시작된 후에도 처음부터 녹화 가능)
• 일시 중지-라이브 TV(라이브 프로그램 일시 중지 및 재생 가능)
• 이어보기 TV(한 장치에서 프로그램을 시청하다가 다른 장치에서 계속 시청 가능)

cDVR 공급업체의 과제

cDVR은 새로운 수익 기회를 창출하고 셋톱 DVR의 한계를 극복하는 데 도움이 되지만, 동시에 서비스 공급업체에 새로운 과제를 제시합니다. cDVR의 사용이 증가하면 에지 서버에 대용량의 고대역폭 스토리지 워크로드가 생성되고 공간, 전력 및 냉각에 대한 수요가 동반 상승합니다. 에지에 있는 대량의 데이터는 효율적으로 저장되고 필수 서비스 수준으로 소비자에게 제공되어야 합니다.

SSD는 안정적이고 경제적으로 cDVR 성장을 지원합니다

레거시 cDVR 스토리지 솔루션의 대부분은 활성 사용(콘텐츠 녹화 및 재생) 및 아카이브 사용(특정 시간 동안 액세스되지 않은 콘텐츠 저장) 전용 드라이브로 구성된 올-하드 디스크 드라이브(HDD) 어레이입니다.

이러한 스토리지 솔루션의 경우, cDVR 수요 증가에 따른 프리미엄 기능과 스토리지 요구에 맞게 확장하는 데 한계가 있습니다. 또한, HDD는 에지 위치에 상당한 설치 공간을 필요로 하여 공간, 냉각 및 교체 비용을 증가시키기 때문에 운영 비용 효율성이 저해됩니다.

cDVR 스토리지 요구를 위한 보다 실용적인 옵션은 비효율적인 HDD 어레이를 효율적이고 확장 가능한 솔리다임 D5 시리즈 SSD로 교체하는 것입니다.

올바른 선택: 현재 및 미래의 요구를 충족하는 SSD

새로운 스토리지 요구에 대응하는 과정에서 cDVR 공급업체는 현장에 계속해서 HDD 어레이를 추가할 수도 있고 올-NAND 어레이로 전환할 수도 있습니다. 이때 트리플 레벨 셀(TLC) 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)와 솔리다임 D5 시리즈 쿼드 레벨 셀(QLC) SSD 중 하나를 선택하게 됩니다. 이 섹션에서는 구체적으로 다음을 비교하면서 두 가지 시나리오를 살펴보겠습니다.

• 올-Serial ATA(SATA) TLC와 올-NVM Express(NVMe) QLC 스토리지 아키텍처
• 올-NVMe TLC와 올-NVMe QLC 스토리지 아키텍처. 단, 솔리다임의 프로토타입 cDVR 사이트와 결합.

해당 사이트는 20만 명의 가입자에게 서비스를 제공하고 있으며 최대 녹화 동시 실행은 100%, 최대 재생 동시 실행은 30%, 녹화 비트 전송속도는 16Mbps(초당 메가비트), 재생 비트 전송속도는 5.5Mbps입니다.

이 프로토타입 사이트

경우
• 가입자는 수천 개의 채널에 액세스할 수 있습니다
• 스토리지 수요의 20%는 아카이브입니다
• 하루 2시간의 활성 콘텐츠 스토리지가 필요합니다
• 콘텐츠는 아카이브 스토리지로 이동되기 전 4일 동안 보존됩니다

이러한 요건으로 인해 전체 cDVR 사이트에는 43.3TB의 용량과 3.44Tbps(초당 테라비트)의 처리량이 필요합니다. 용량과 입출력(I/O) 요구를 모두 충족해야 하기 때문에 스토리지 요건은 용량 또는 I/O에 필요한 드라이브 수 중 더 높은 것으로 결정됩니다.

올-SATA TLC 스토리지와 올-NVMe QLC NAND SSD 스토리지의 비교 평가

이 시나리오를 위해 솔리다임은 SATA 기반 7.68GB 솔리다임 D3-S4511(이전 Intel®) SSD를 활용하는 서버와 QLC NAND에 구축된 NVMe 기반 30.72TB 솔리다임 D5- P5316(이전 Intel) 드라이브를 탑재한 서버를 비교했습니다.

사전 구성된 서버 비용 $10,000, 서버 자재 비용 $50, 1,100W의 전력 요건, 장애율 0.40%가 시스템에 동일하게 적용되었습니다. [3]

NVMe SSD보다 성능이 낮기 때문에 SATA SSD 드라이브 수를 결정하는 요인은 처리량이었습니다.

반대로, SATA SSD보다 성능이 훨씬 더 뛰어나므로 QLC NAND SSD의 드라이브 수 결정 요인은 활성 및 아카이브 드라이브의 결합 용량 요건이었습니다. 표 1은 결과를 요약한 것입니다.

NVMe SSD를 통한 자본 지출(capex) 및 운영 비용(opex) 절감 효과는 36%의 총 TCO 개선으로 이어집니다. [2]

표 1. SATA TLC NAND SSD 대 NVMe QLC NAND SSD TCO 비교. [2]

QLC NAND SSD로 효율적인 확장

TCO만 중요한 게 아닙니다. QLC NAND SSD 솔루션은 보다 효율적인 확장성을 제공합니다. SATA SSD 솔루션은 총 19개의 랙을 소비하는 반면, QLC NAND SSD는 5개만 소비하여 설치 공간을 크게 절약합니다. 또한, 사용자 및 콘텐츠가 추가될 때 효율적으로 용량을 확장할 수 있습니다.

훨씬 적은 수의 드라이브만으로도 QLC SSD(9.73Tbps)의 총 I/O 용량은 효율적인 I/O 확장을 구현할 수 있으므로 더 많은 사용자와 기능을 지원할 수 있습니다. [2]

올-NVMe TLC 스토리지와 올-NVMe QLC NAND SSD 스토리지의 비교 평가

이 시나리오에서는 15.36TB Micron 9300 드라이브를 사용하는 올-NVMe TLC NAND SSD 방식과 30.72TB 솔리다임 D5- P5316 드라이브를 사용하는 올-NVMe QLC NAND SSD 방식을 비교했습니다.

사전 구성 서버 비용 $10,000, 서버 자재 비용 $50, 1,100W의 전력 요건, 0.40%의 장애율이 시스템에 동일하게 적용되었습니다. [5]

D5 시리즈 NAND SSD는 더 높은 용량을 지원하므로, 운영 비용을 크게 절감할 수 있습니다. 9개의 랙이 필요한 TLC NAND SSD와 달리 5개의 랙만 필요한 QLC NAND SSD는 전력, 냉각, 랙 및 드라이브 교체 비용을 절감할 수 있습니다. 이러한 절감 덕분에 표 2에서 볼 수 있는 것처럼 TCO가 32%나 절약됩니다. [5]

표 2. NVMe TLC NAND와 QLC NAND SSD TCO의 비교. [5]

TCO 절감 이외에도 QLC NAND에는 다양한 효과가 있습니다.

TLC NAND는 QLC 3D NAND에 비해 용량이 부족합니다. 따라서 스토리지 수요가 증가해도 확장하기가 어렵습니다. 솔리다임 3D NAND 기술은 셀당 4비트 이상으로 확장되며, cDVR 시장의 요건을 충족합니다. 다시 강조하지만, 두 가지 비교에서 절감액은 오직 한 사이트에 대한 것입니다. cDVR 서비스 제공업체가 최신 스토리지 배포를 통해 규모에 맞춰 절감 효과를 실현하려는 경우, D5 시리즈는 더욱 매력적입니다.

표 3. 사이트 수의 확장에 따른 TLC NAND SSD 및 QLC NAND SSD의 TCO 비교.

cDVR 워크로드를 위한 QLC NAND SSD의 충분한 내구성

솔리다임 D5 시리즈 SSD는 업계 최고의 내구성을 자랑하며, [6] 넉넉한 용량과 함께 cDVR 워크로드에 필요한 내구성을 제공합니다.

cDVR 드라이브의 내구성은 필요한 총 쓰기 바이트(TBW, 쓰기에 사용되는 테라바이트로 측정됨)를 스토리지 시스템의 사용 가능한 TBW와 비교하여 판단할 수 있습니다. 필요한 쓰기 작업은 활성 cDVR 계층(프라이빗 카피 모델의 피크 녹화에서 쓰기 필요성)에 대한 쓰기 작업과 아카이브 계층(오래된 콘텐츠의 경우 주로 피크 시간 외 쓰기)에 대한 쓰기 작업을 결합한 것입니다. 하나의 프로토타입 시나리오에서 이는 하루 7,272TB, 즉 1년에 2,654,280TB일 수 있습니다. 사용 가능한 TBW는 스토리지 시스템의 드라이브 수, 모든 드라이브에 대한 DWPD(일일 드라이브 쓰기) 등급, 드라이브 용량, 5년의 날짜 수를 곱하여 결정됩니다. 동일한 프로토타입 시나리오에서 솔리다임 D5-P5316 드라이브를 사용하는 계산식은 다음과 같습니다. 1,216 드라이브 × 0.41 DWPD × 30.72TB/드라이브 용량 × 365일/년 × 5년 = 27,951,268 TBW 5년 동안 사용 가능 'TBW 가용 용량'(27,951,268)을 연간 필요한 테라바이트(2,654,280)로 나누면 10.5년이 됩니다. 이는 솔리다임 QLC NAND SSD가 이 프로토타입 cDVR 워크로드에 지정된 드라이브 수명의 두 배 이상 지속됨을 보여줍니다. 결론: 솔리다임 D5 시리즈 SSD는 cDVR 서비스를 제공할 준비가 되어 있습니다 QLC NAND 기술은 생각만큼 새로운 것이 아닙니다. 솔리다임은 3세대 QLC 3D NAND SSD를 출하하고 있으며, 1세대 이후로 TLC NAND 기술과 동일한 JEDEC 표준 품질과 안정성을 제공하고 있습니다. 품질과 안정성은 HDD보다 훨씬 뛰어나며, cDVR 워크로드에 적합한 내구성을 제공합니다.

SATA 및 NVMe TLC NAND SSD 기반 스토리지 서버를 능가하는 확장성 및 TCO 절감 효과를 제공하는 완성형 QLC NAND 기술은 cDVR 서비스 제공업체에게 제격입니다.