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필기노트/IT 인프라

서버_CPU, Memory, HDD, 네트워크 인터페이스

by 바른_자세 2021. 11. 11.

CPU(Central Processing Unit)

  • 서버 중심에 위치해서 연산 처리 실시
  • 명령을 받아서 연산을 실행하고 결과를 반환
  • CPU를 '코어(Core)'라고 함
  • CPU 내부에 메모리보다 더 빠르지만 용량이 매우 작은 "레지스터" or "1차(L1)/2차(L2) 캐시" 존재

< CPU의 명령 처리 프로세스 >

메모리

  • CPU 옆에 위치하며, CPU에 전달하는 내용이나 데이터를 저장하거나 처리 결과를 받음
  • 메모리에 저장되는 정보는 영구성이 없음(서버를 재시작하면 없어지는 정보)
  • 메모리 액세스가 매우 빠름
  • 데이터 저장 시 물리적인 모터 등을 구동하는 것이 아니라 전기적인 처리만으로도 데이터를 저장
  • 메모리 인터리빙: 미리 데이터를 CPU에 전달해서 처리 지연 감소
    - 예를 들어, 최대 3개의 채널을 사용해서 데이터 1을 요구하면 데이터 2와 3도 함께 보냄
    - 이 기능을 활용하기 위해 모든 채널의 동일 뱅크에 메모리를 배치해야 함

< 프로세서의 캐시 구조 및 메모리의 다단계 구조 >

 

I/O(Input/Output) 장치

하드 디스크 드라이브(HDD)

  • 주로 장기 저장 목적의 데이터 저장 장소로 사용
  • 메모리는 전기가 흐르지 않으면 데이터가 사라지고, 디스크는 전기가 없어도 데이터가 사라지지 않음
  • HDD 내부의 자기 원반들이 고속으로 회전해서 읽기/쓰기 처리
  • SSD(Solid State Disk, 반도체 디스크)는 물리적인 회전 요소를 사용하지 않고 메모리와 같이 반도체로 만들어졌지만, 전기가 없어도 데이터가 사라지지 않고 메모리와 기억 장치 간 속도 차이가 거의 없음
  • HDD가 많이 탑재되어 있는 하드웨어를 스토리지(Storage, 저장소)라고 함
  • 저장소는 I/O의 서브 시스템이라고도 불리는 장치로서, 내부에는 CPU와 캐시가 존재하고 수많은 HDD외에도 여러 기능을 탑재하고 있음
  • 서버와 I/O시에는 HDD가 직접 데이터 교환을 하는 것이 아니라 캐시를 통해서 함

< 저장소 캐시에 I/O하는 과정 >

  • 대형 저장소와 연결시 일반적으로 파이버 채널(Fiber Channel, FC)이라는 케이블을 사용해서 SAN(Storage Area Network)이라는 네트워크를 경유
  • SAN에 접속하기 위한 파이버 채널 인터페이스를 FC포트
  • 보통은 서버 시스템 포트에 FC 포트가 없기 때문에 PCI 슬롯에 HBA라는 카드를 삽입
  • 읽기/쓰기 시 캐시라는 메모리 영역에 액세스하는 경우
    - 읽기 캐시의 경우 캐시 상에 데이터 복사본만 있으면 됨
    - 쓰기 시에는 캐시에만 데이터를 기록하고 완료했다고 간주하는 경우 고속 I/O를 실현할 수 있으나 데이터를 잃을 경우가 존재하여 이 캐시를 별도의 캐시와 미러링해서 안전성을 높임(Write Back)
  • 읽기/쓰기 시 캐시와 HDD에 모두 액세스하는 경우
    - 읽기 시 캐시에 데이터가 없으면 읽기 처리를 위해 액세스
    - 쓰기 시 캐시와 디스크를 모두 읽어서 더 확실한 쪽에 쓰기 처리를 실시(Write Through)하여 쓰기 캐시의 장점이 없음
  • 기본적으로는 캐시의 장점을 살리기 위해 Write Back으로 설정

 

네트워크 인터페이스

서버와 외부 장비(네트워크에 연결된 다른 서버나 저장소 장치)를 연결하기 위한 것으로 외부 접속용 인터페이스

 

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