[AWS] Nitro System 기반으로 신규 추가 된 Instance Type 소개

[사전 정보]

• Nitro System이란
  • AWS가 더 빠르게 혁신하고 고객의 비용을 더욱 절감하며 보안 강화 및 새로운 인스턴스 유형과 같은 추가 혜택을 제공할 수 있도록 지원하는 차세대 EC2 인스턴스의 기본 플랫폼
  • NVMe와 ENA(Elastic Network Adapter)를 도입
  • 기존과 비교하였을 때 더 높은 EBS 최적화 인스턴스 대역폭(최대 9Gbps)를 지원
• Nitro System기반 인스턴스 타입
  • 범용 인스턴스 [ A1, M5 ]
    • 균형 있는 컴퓨팅, 메모리 및 네트워킹 리소스를 제공
  • 컴퓨팅 최적화 인스턴스 [ C5 ]
    • 고성능 프로세서를 활용하는 컴퓨팅 집약적인 애플리케이션에 적합
  • 메모리 최적화 인스턴스 [ R5 ]
    • 고성능 데이터베이스, 분산 웹 규모 인 메모리 캐시, 중형 인 메모리 데이터베이스, 실시간 빅 데이터 분석과 같은 메모리 집약적 애플리케이션과 다른 엔터프라이즈 애플리케이션에 매우 적합
  • 6세대 인스턴스
• AWS Graviton 프로세스
  • AWS 서버에 사용되는 프로세스로 아마존이 자체 설계
  • 64비트 Arm Noeverse 코어를 중심으로 구축되며 1세대 Graviton프로세스는 A1 인스턴스 구동에 사용
    • Graviton: 웹 서버, 컨테이너식 마이크로 서비스, 분산 데이터 스토어 등의 확장 워크로드와 개발 환경에 사용.
  • AWS Graviton2는 x86 프로세서 기반의 M5, R5, C5 인스턴스에 비해 최대 40% 이상의 비용 및 성능 개선 효과를 제공. Amazon EC2 T4g, M6g, C6g 및 R6g 인스턴스와 그 변형 인스턴스(로컬 NVMe 기반 SSD 스토리지가 탑재)를 지원
    • Graviton2: 애플리케이션 서버, 마이크로 서비스, 비디오 인코딩, 고성능 컴퓨팅, 전자 설계 자동화, 압축, 게임, 오픈 소스 데이터베이스, 인 메모리 캐시 및 CPU 기반 기계 학습 추론과 같은 다양한 워크로드
  • ARM프로세서는 저전력/고효율을 목표로 출시된 CPU. 모바일 제품에 최적화된 프로세서였으나, 현재 세대에 이르러서는 PC에 적용될 만큼의 성능 개선이 되어 APPLE사 에서는 ARM 기반 자체 칩을 탑재한 MAC을 출시할 것으로 발표(2020.06)
  • 아직까지는 호환성, 시장 규모 등에 있어 인텔 프로세서에 비해 많은 차이가 있으나, APPLE을 비롯한 많은 기업에서 ARM 아키텍처로의 전환을 위한 투자가 진행되고 있음.

[신규 인스턴스 타입 소개]

• 범용 인스턴스

  범용 인스턴스는 균형 있는 컴퓨팅, 메모리 및 네트워킹 리소스를 제공하며, 다양한 여러 워크로드에 사용. 인스턴스는 웹 서버 및 코드 리포지토리와 같이 이러한 리소스를 동등한 비율로 사용하는 애플리케이션에 적합함

  • T4g – 2~8개 vCPU와 최대 32GiB의 메모리
    • 마이크로서비스, 지연 시간이 짧은 대화형 애플리케이션, 소형 및 중형 데이터베이스, 가상 데스크톱, 배포 환경, 코드 리포지토리 및 비즈니스 크리티컬 애플리케이션에 사용
    • 크레딧을 이용한 성능 순간 확장으로 스파이크성 CPU 사용량을 가진 서비스에 적합
    • 벤치마크 테스트 "T3 vs T3a vs T4"

      -T3.micro - 2.5GHz Intel® Xeon® Skylake 프로세서

      -T3a.micro - 2.5GHz AMD EPYC 7000 시리즈 프로세서

      -T4g.micro - Arm 기반 AWS Graviton2 프로세서

    • [수치 비교] - 기존(5세대) 대비 300%이상의 CPU 성능 증가
      
      
      
  • M6g 및 M6gd – 1~64개 vCPU와 최대 256GiB의 메모리
    • 마이크로 서비스, 게임 서버, 중간 규모 데이터 스토어 등 오픈소스 소프트웨어 기반으로 구축된 APP 서버에서 사용
    • 안정적인 사용량이 예상되는 프로젝트에 적합
    • 향상된 네트워킹을 사용하여 최대 25Gbps의 네트워크 대역폭 제공
    • M6g와 M6gd의 차이는 물리적으로 부착된 스토리지 종류에 따름 (M6g : EBS / M6gd : NVMe)
    • 벤치마크 테스트 "M5 vs M6"
      

      - M5.4xlarge - 3.1GHz Intel® Xeon® 플래티넘 프로세서

      - M6g.4xlarge - Arm 기반 AWS Graviton2 프로세서

    • [수치 비교]
      
      
      
• 컴퓨팅 최적화 인스턴스
  

  컴퓨팅 최적화 인스턴스는 고성능 프로세서를 활용하는 컴퓨팅 집약적인 애플리케이션에 적합 배치 처리 워크로드, 미디어 트랜스코딩, 고성능 웹 서버, HPC(고성능 컴퓨팅), 과학적 모델링, 전용 게임 서버 및 광고 서버 엔진, 기계 학습 추론 및 기타 컴퓨팅 집약적인 애플리케이션에 매우 적합함

  • C6g 및 C6gd – 1~64개 vCPU와 최대 128GiB의 메모리
    • 고성능 컴퓨팅(HPC), 분산 분석, 동영상 인코딩, 게임 및 컴퓨팅 집약적인 애플리케이션에 적합
    • 향상된 네트워킹을 사용하여 최대 25Gbps의 네트워크 대역폭 제공
    • 벤치마크 테스트 "C5 vs C6"
      

      C5.4xlarge - 3.6GHz의 일관된 올코어 터보 주파수,     3.9GHz의 단일 코어 터보 주파수를 지원하는     커스텀 2세대 Intel® Xeon® 확장형 프로세서

      C6g.4xlarge - Arm 기반 AWS Graviton2 프로세서

    • [수치 비교]
      
      
      
• 메모리 최적화 인스턴스
  

  메모리에서 대규모 데이터 세트를 처리하는 워크로드를 위한 빠른 성능을 제공하기 위해 설계

  • R6g 및 R6gd – 1~64개 vCPU와 최대 128GiB의 메모리
    • 고성능, 관계형(MySQL) 및 NoSQL(MongoDB, Cassandra) 데이터베이스
    • 대용량 비정형 데이터를 실시간으로 처리하는 애플리케이션(금융 서비스, Hadoop/Spark 클러스터)
    • HPC(고성능 컴퓨팅) 및 EDA(전자 설계 자동화) 애플리케이션 등에 적합향상된 네트워킹 지원(네트워크 대역폭 최대 25Gbps)
    • 벤치마크 테스트  "R5 vs R6"
      MYSQL Ver : 8.0.23 [DB OLTP(Online Transaction Processing) 성능 측정 진행]
      

      - R5.4xlarge - 3.1GHz Intel® Xeon® 플래티넘 프로세서

      - R6g.4xlarge - Arm 기반 AWS Graviton2 프로세서

    • [수치 비교]
      
      
      
      

[마치며]

• 6세대 인스턴스는 기존세대 대비 저렴한 가격으로 높은 성능을 보여줌
  

  예시) M타입 4xlarge 인스턴스(온디맨드)의 가격 비교         M5 : 시간당 0.768 USD         M6g : 시간당 0.616 USD         성능차이는 300%가량의 상승(M Type Benchmark 참고)이 되었으나, 가격은 20%가량 저렴해짐

• 본문에 앞서 말한 x86 아키텍처에 대한 대체 이슈만 해소 가능하다면 비용과 성능적인 면 두가지 모두에서 월등한 이점을 취할 수 있을 것으로 보임.