SK하이닉스, 반도체 공정 이상 탐지 및 분류 시스템의 성능과 안정성 및 효율성 향상
 
 

SK하이닉스, 반도체 공정 이상 탐지 및 분류 시스템의 성능과 안정성 및 효율성 향상

  • Oracle Customer:  SKHynix
    Location:  Seoul, Republic of Korea
    Industry:  High Technology
    Employees:  24,000
    Annual Revenue:  Over $5 Billion

1983년 설립된 SK하이닉스는 반도체 사업을 시작한 이래 디지털 산업의 발전과 더불어 성장을 지속하고 있다. 중국과 인도 등 신흥 시장을 비롯 글로벌 반도체 시장을 주도하고 있는 SK하이닉스는 제품 연구 개발과 혁신을 통해 비즈니스 역량을 강화하고자 한다.

FDC 시스템은 센서데이터를 분석해 이상을 탐지하고 그 원인을 찾아내는 시스템으로 공정의 장애를 방지하는 시스템이다. 이는 수 백 단계의 생산공정을 거치는 복합(Complex) 반도체 산업에서 더욱 그 중요성이 높은 시스템이다. SK하이닉스는 생산공정관리 시스템(Manufacturing Execution System)의 핵심 영역인 FDC 시스템을 성능과 안정성, 효율성, 확장성을 갖춘 차세대 플랫폼상에 구축함으로써 빠른 변화를 리드할 수 있는 환경을 구현하고자 했다.

 
하루 15억 트랜잭션 처리하는 시스템의 응답속도 4배 개선

A word from SKHynix

  • “SK하이닉스는 메모리 반도체 회사로서 빠르게 변화하는 디지털 환경을 리드하기 위해 혁신을 지속하고 있다. 오라클 엑사데이타는 초당 1만 8천여 트랜잭션 처리를 요구하는 SK하이닉스 FDC 시스템의 성능, 효율성, 안정성을 대폭 향상하고, 더욱 도전적인 환경 변화에 대비할 수 있는 역량을 제공했다. ” – 박철수, 자동화그룹장, SK하이닉스반도체

SK하이닉스의 중요한 도전과제는 연산처리를 수행하는 AP 응답속도를 감축하는 것이었다. 기존 FDC 시스템에서 평균 30ms가 넘었던 트랜잭션당 AP 응답속도가 오라클 엑사데이타 상에서 7ms 가량으로 획기적으로 단축돼 매 트랜잭션당 4배 가량 빨라진 연산처리를 할 수 있게 됐다. 초당 1만 8천여, 하루 15억여 트랜잭션을 처리하는 SK하이닉스의 FDC 시스템은 획기적 성능 개선 효과를 거뒀다. 뿐만 아니라 일일 배치 수행시간은 최대 12.8배, 평균 2배 앞당겨 졌으며, 주요 단위의 SQL 수행속도는 평균 2.5배 가량 빨라져 DB의 성능을 전면 향상했다.

 
자원 사용의 효율 높여 8배 늘어난 데이터 환경에도 끄떡 없는 시스템 갖춰

 
 

 
 

Challenges

  • SK하이닉스 FDC 시스템의 연산처리를 수행하는 애플리케이션 프로세서(AP)의 성능을 개선할 필요성이 있었다.
  • 초당 1만 8천여 트랜잭션 처리를 필요로 하는 도전적인 환경의 SK하이닉스의 FDC 시스템은 이러한 많은 양의 트랜잭션을 안정적으로 처리하고 향후 처리량 증가에 적합한 인프라를 갖추고자 했다.
  • SK하이닉스는 기존 FDC 시스템의 성능과 스토리지 부족 문제를 해결하고자 했다.
  • CPU, 메모리 및 I/O 자원의 사용률이 높아 이를 효과적으로 안정화하는 것이 필수적이었다.
  • 데이터베이스 서버 및 애플리케이션 서버를 증설 및 대체해 처리시간 단축과 함께 장애 상황에 대비한 안정성을 확보하고자 했다.
  • 데이터량이 지속적으로 증가함에 따라 시스템의 저장 및 처리 효율을 높여 시스템의 경제성 향상이 필요했다.
  • 시스템 요소의 이중화와 고가용성 확보를 중요한 과제로 삼았다.

Solutions

Oracle Product and Services

  • 기존 시스템상에서 평균 30ms를 넘었던 트랜잭션당 AP 응답속도는 오라클 엑사데이타 상에서 7ms 가량으로 획기적으로 단축돼 트랜잭션당 4배 가량 빨라진 연산처리 속도를 갖추게 됐다.
  • 일일 배치 수행시간은 최대 12.8배, 평균 2배 빨라졌다. 주요 단위의 SQL 수행속도는 평균 2.5배 가량 빨라져 전반적 DB의 성능을 대폭 개선했다.
  • 엑사데이타 상에서 현재 시스템에서 필요로 하는 트랜잭션을 안정적으로 처리함은 물론 8배 가량 트랜잭션 부하를 높인 환경에서도 성능저하 없는 운영 기반을 마련해 향후 데이터량 증가에 대비했다.
  • DB의 CPU 사용률을 기존 대비 17.5% 수준으로 낮췄다. 또한 메모리 사용을 215GB에서 67GB로 대폭 감축했다.
  • 엑사데이타 고유의 오라클 리소스 매니저를 이용해 CPU 및 메모리뿐 아니라 업무별 I/O 자원 사용률을 통제해 평균 5%대로 유지하고, 안정적인 처리 속도를 보장하고 있다.
  • 오라클 DB의 어드밴스드 컴프레션 옵션과 함께 엑사데이타의 하이브리드 컬럼 압축 기능을 이용해 시스템 전체 데이터 테이블을 절반 이하로 압축해 자원 효율성을 향상했다.
  • 오라클 RAC(Real Application Cluster) 및 ASM(Automatic Storage Management)를 도입, 네트워크를 포함한 모든 구성요소를 이중화해 장애에 대비한 무중단 서비스 환경을 구현했다.
  • 이력데이터의 보관 주기가 1개월에서 3개월 단위로 연장되어 분석의 정확성을 높였다.

Why Oracle

SK하이닉스는 필요한 정보만 스토리지 단에서 가져오는 스마트 스캔 기술을 이용해 배치 업무의 획기적 성능 향상을 경험했다. 또한 SQL 수행, 연동작업 수행 및 애플리케이션 프로세서 응답속도 개선 등 전체 처리량(Throughput) 향상을 검증했다. 또한 하이브리드 컬럼 압축 기술은 데이터를 압축해 스토리지 자원 효율성을 극대화하고 시스템 증설 주기를 늦출 수 있다는 장점을 높이 평가했다. 기존 데이터베이스 이관과 애플리케이션 운영 면에서 경쟁사를 앞섰다. 오라클 데이터베이스의 고가용성의 혜택을 오라클 RAC 및 ASM을 통해 극대화 할 수 있다는 점이 높이 평가됐다. SK하이닉스는 확장성과 개방성을 고려해 전체 40TB에 달하는 대량의 데이터를 처리 및 관리 할 플랫폼으로 오라클 엑사데이타를 선택했다.

Implementation Process

SK하이닉스는 차세대 반도체 공정 이상 탐지 및 분류 시스템 구축을 위한 검증 작업을 2012년 5월 시작했으며, POC 통한 면밀한 검토 끝에 오라클 엑사데이타 X2-2 하프랙을 도입하기로 결정했다. 짧은 기간 내에 프로젝트를 완료하기 위해서 엑사데이타는 수 일내로 모든 설치가 완료 되었으며, 추가로 플래시 디스크를 사용하여 트랜잭션 처리 속도를 더욱 배가시킬 수 있었다. 2012년 6월 한달 간 1차와 2차 데이터베이스 마이그레이션 및 애플리케이션 테스트를 모두 마쳤다. 이후 업무 전환 준비과정을 거쳐 열흘간의 안정화 기간을 거친 후 현재 반도체 공정 이상 탐지 및 분류 시스템은 안정적이고 효율적으로 운영되고 있다.

Partner

“영우디지탈은 사전 PoC, 제품 선정, 구축 및 이관, 사후 지원에 이르기까지 서비스를 오라클과 협업을 통해 안정적으로 지원했으며, 간편한 데이터 이관과 통합을 비롯한 순조로운 구축 과정에 만족하고 있다.” – 송재영, 자동화그룹, 자동화1팀장, SK하이닉스반도체