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[고든 정의 TECH+] 슈퍼컴퓨터 오로라에 담긴 인텔의 세 가지 미래

수정: 2019.03.21 09:36

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▲ 슈퍼컴퓨터 오로라의 랜더링 이미지

작년에 공개한 서밋(Summit)을 통해 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터 타이틀을 되찾은 미국이 이보다 5배 빠른 차세대 슈퍼컴퓨터 도입 계획을 발표했습니다.
미국 에너지부 산하의 아르곤 국립 연구소에 도입될 오로라(Aurora)는 1엑사플롭스(Exaflops, 1000페타플롭스) 연산 능력을 지녀 역대 가장 강력한 컴퓨터가 될 예정입니다. 이번 발표에서 눈길을 끄는 부분은 오로라가 인텔 프로세서와 메모리를 사용한 슈퍼컴퓨터라는 사실입니다.

오로라는 차세대 인텔 제온 스케일러블 프로세서(Xeon Scalable processor)와 Xe 컴퓨트 아키텍처(Xe compute architecture), 그리고 인텔 옵테인 DC 퍼시스턴트 메모리(Optane DC Persistent Memory)를 탑재해 서밋의 200페타플롭스보다 5배 빠른 1엑사플롭스의 성능을 갖게 됩니다. 이 세 가지는 인텔의 미래를 책임질 차세대 제품군이기 때문에 관심이 쏠리고 있습니다.

차세대 제온

인텔은 올해 차세대 아키텍처인 서니 코브(Sunny Cove)를 선보일 계획입니다. 초기에는 일반 PC용 제품으로 등장하겠지만, 어떻게 보더라도 서니 코브 기반 제온 CPU가 등장하는 것은 단지 시간문제일 뿐입니다. 인텔이 오로라에서 언급한 차세대 제온 스케일러블 프로세서가 서니 코브 기반 제온인지는 알 수 없지만, 2021년이라는 시기를 감안할 때 최소한 서니 코브 혹은 그 이후 아키텍처 기반 제온 프로세서로 보입니다.

인텔은 차세대 제온 프로세서의 미세공정 역시 밝히지 않았지만, 올해 10nm 공정 프로세서의 대량 생산에 들어가고 현재 7nm EUV 기반 팹을 건설하는 점을 생각하면 아마도 7nm나 그 이하 공정이 될 가능성이 큽니다. 따라서 코어 집적도와 성능 역시 현재 제온 프로세서에 비해 획기적으로 향상될 것으로 생각됩니다. 인텔은 슈퍼컴퓨팅 2018 콘퍼런스에서 멀티 칩 패키징 (MCP) 방식의 48코어 캐스케이드 레이크 AP(Cascade Lake-AP)를 공개한 바 있습니다. 14nm 공정으로 만든 캐스케이드 레이크 AP에 비해 훨씬 미세한 공정을 사용하는 차세대 제온 스케일러블 프로레서는 더 많은 코어를 집적할 수 있을 것으로 생각됩니다.

물론 이렇게 만든 강력한 제온 프로세서는 슈퍼컴퓨터에만 들어가는 것이 아니라 일반 서버 제품군으로도 출시되어 전반적인 서버 성능을 높일 것으로 생각됩니다. 최근 64코어 2세대 에픽 프로세서를 공개하면서 고성능 서버는 물론 슈퍼컴퓨터 시장으로의 복귀를 준비 중인 AMD의 도전을 생각하면 당연한 대응입니다.

Xe 컴퓨트 아키텍처

인텔은 내년에 Xe 아키텍처 기반의 그래픽 카드 및 데이터 센터 제품군을 선보일 예정입니다. 인텔이 다시 고성능 그래픽 카드 시장에 도전한다는 소식도 흥미롭지만, 더 흥미로운 부분은 슈퍼컴퓨터 시장에 Xe 제품군을 투입한다는 것입니다. 이는 사실상 엔비디아의 GPU와 거의 같은 제품군을 만들겠다는 의미입니다.

엔비디아는 게이밍 GPU를 시작으로 GPGPU라는 고성능 병렬 연산을 위한 제품군을 선보였고 최근에는 인공지능(AI) 부분에 집중하고 있습니다. Xe가 게임용 그래픽 카드는 물론 고성능 데이터 센터 및 슈퍼컴퓨터 부분에도 투입된다면 엔비디아의 GPU와 치열한 경쟁은 불가피한 상황입니다. Xe의 성능은 베일에 가려있지만, 엑사스케일 컴퓨터에 탑재된다면 서밋에 탑재된 볼타(Volta)보다 훨씬 강력한 성능을 지녔다고 보는 것이 타당합니다.

물론 이 시기에는 엔비디아 역시 더 강력한 GPU를 선보이면서 Xe와 치열한 경쟁을 벌이게 될 것입니다. 인텔의 도전이 성공할지 아니면 현재 챔피언인 엔비디아가 타이틀을 유지할지가 흥미로운 관전 포인트입니다. Xe가 시장에 진입하는 데 성공한다면 인텔은 CPU 시장은 물론 GPU/슈퍼컴퓨터/인공지능 시장에서 강력한 영향력을 행사할 수 있어 미래 시장 지배력이 커질 것으로 예상됩니다.

옵테인 DC 퍼시스턴트 메모리

인텔은 작년에 128/256/512GB 용량의 옵테인 DC 퍼시스턴트 메모리 제품군을 공개했습니다. 옵테인은 차세대 비휘발성 메모리인 3D XPoint 기반 제품으로 DRAM보다 약간 느리지만 비슷한 성능과 낸드 플래시 메모리처럼 전원을 꺼도 데이터가 유지되는 데이터 저장 능력을 지니고 있습니다. 이런 차세대 비휘발성 메모리의 목표는 SSD 같은 데이터 저장 장치와 DRAM 같은 메인 메모리를 하나로 만들어 컴퓨터를 더 빠르고 효율적으로 만드는 것입니다. 데이터의 크기가 커질수록 저장 장치에서 메인 메모리로 데이터를 옮겨 처리하고 다시 이를 저장 장치에 기록하는 방식이 느리고 비효율적이기 때문입니다.

오로라는 옵테인 DC 퍼시스턴트 메모리를 사용해서 대규모의 데이터를 빠르게 처리하고 바로 저장할 수 있을 것으로 기대됩니다. 다만 오로라가 순수하게 옵테인 메모리만 사용했는지 아니면 별도의 DRAM을 지녔는지는 아직 알려지지 않았습니다. 옵테인이 낸드 플래시 메모리보다는 빠르지만, 아직 고성능 GPU에서 필요한 대역폭을 모두 제공하기에는 느리기 때문에 아마도 후자의 가능성이 높을 것으로 예상됩니다. 설령 그렇다 하더라도 옵테인 메모리를 대량으로 사용해 데이터 처리 및 저장 속도를 높였다면 그것만으로도 상당한 성과라고 할 수 있습니다.

2년 후 모습을 드러낼 인텔의 3종 무기

사실 오로라에 사용될 새로운 하드웨어 가운데 그 구체적인 스펙이 공개된 것은 없습니다. 오로라에 탑재될 차세대 제온 및 옵테인 DC 퍼시스턴트 메모리는 현재 나와 있는 제품보다 훨씬 성능이 향상된 다음 세대 제품이고 Xe는 아예 한 번도 등장한 적이 없는 제품입니다. 그래도 미 정부 기관이 막대한 예산을 들여 도입 계획을 발표했다는 것은 인텔의 신기술에 어느 정도 믿을 만한 구석이 있다는 이야기입니다. 과연 얼마나 성능을 높였을지 업계의 이목이 쏠리는 건 당연합니다.

물론 다른 경쟁자도 놀고 있지는 않습니다. 엔비디아 역시 엑사스케일 컴퓨터를 위해 볼타 다음 세대(Volta-Next) GPU를 개발하고 있으며 미 에너지부 산하 기관이 이를 도입할 계획을 가지고 있습니다. 미 정부는 적어도 두 개 이상의 사업자를 지원해 서로 경쟁을 통해 성능을 높인다는 계획입니다. 흥미로운 사실은 엔비디아의 차세대 GPU가 AMD의 차세대 에픽 CPU와 함께 들어갈 것이라는 사실입니다.
펄뮤터(Perlmutter)로 알려진 이 슈퍼컴퓨터에 대해서도 아직 알려진 내용이 별로 없지만, 적어도 서밋보다 훨씬 강력한 슈퍼컴퓨터가 될 것은 분명합니다. 여기에 최근에는 비교적 조용했지만, 자체 개발 CPU로 세계 최고 성능 슈퍼컴퓨터를 만들어 세상을 놀라게 한 중국 역시 차기 제품을 준비하고 있습니다. 이 경쟁에서 이기기 위해 인텔과 그 경쟁자들은 계속해서 연구 개발을 멈추지 않을 것입니다. 그리고 이를 통해서 컴퓨터 기술은 한 단계 더 발전하게 될 것입니다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com 
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