IO 장치 및 지연 문제

IO 장치와 지연 시간

• 비휘발성 저장 장치는 현대 컴퓨터 시스템의 핵심 요소로, 전원이 꺼져도 데이터를 저장할 수 있음. CPU 레지스터, CPU 캐시, RAM과 같은 휘발성 저장 장치와 달리 지속적인 전원이 필요하지 않음.

테이프 저장 장치

• 1950년대부터 컴퓨터는 비휘발성 디지털 저장을 위해 테이프 드라이브를 사용해 왔음. 테이프는 긴 시퀀스의 데이터를 저장하는 데 적합하며, 대량의 데이터를 안전하게 저장해야 하지만 자주 읽을 필요가 없는 상황에 적합함.
• 테이프는 저렴한 비용과 긴 수명을 제공하며, CERN과 AWS와 같은 대규모 데이터 저장소에서 여전히 사용됨.

하드 디스크 드라이브 (HDD)

• 하드 디스크 드라이브는 테이프에 비해 더 빠른 데이터 접근을 제공하며, 원형의 금속 디스크에 데이터를 저장함. 디스크의 모든 표면적이 항상 사용 가능하여 데이터 읽기 및 쓰기 지연 시간이 감소함.
• HDD는 명령 큐잉을 지원하여 여러 명령을 병렬로 실행할 수 있음.

솔리드 스테이트 드라이브 (SSD)

• 솔리드 스테이트 드라이브는 기계적 부품 없이 전자적으로 데이터를 읽고 쓰며, NAND 플래시를 사용하여 비휘발성 저장을 제공함.
• SSD는 병렬 처리와 가비지 컬렉션을 통해 성능을 최적화할 수 있음. 데이터의 배열이 성능에 영향을 미칠 수 있음.

클라우드에서의 저장

• 클라우드로의 이동은 IO 성능에 변화를 가져왔으며, 많은 기업들이 클라우드로 서버와 데이터베이스 시스템을 이전함.
• 클라우드 환경에서는 스토리지와 컴퓨팅의 분리가 일반적이며, 이는 데이터의 안전성과 유연성을 제공하지만 성능 저하를 초래할 수 있음.

스토리지와 컴퓨팅의 분리

• 전통적으로 서버는 비휘발성 저장 장치를 직접 연결하여 사용했으나, 클라우드에서는 네트워크를 통해 스토리지를 연결하는 방식이 일반적임.
• 네트워크 연결 스토리지는 데이터의 안전성을 제공하지만, IO 성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있음.

로컬 vs 네트워크 스토리지

• 로컬 NVMe SSD는 매우 빠른 IO 속도를 제공하며, 네트워크 연결 스토리지에 비해 지연 시간이 적음.
• 네트워크 연결 스토리지는 IO 작업에 제한이 있을 수 있으며, 이는 성능 저하로 이어질 수 있음.

해결책: Metal

• Metal은 PlanetScale에서 제공하는 솔루션으로, 직접 연결된 NVMe SSD 드라이브를 사용하여 뛰어난 성능과 확장성을 제공함.
• Metal 클러스터는 기본적으로 주 서버와 두 개의 복제본으로 구성되어 데이터의 내구성을 보장하며, 저장 용량을 쉽게 확장할 수 있음.
• Metal 데이터베이스는 IO 작업에 인위적인 제한이 없으며, 최소한의 지연 시간으로 IO 작업을 수행할 수 있음.