소프트웨어 정의 네트워크와 5G 인프라, 데이터 분석과 인공지능(AI) 서비스 수요의 증가는 ‘엣지’ 인프라의 확대를 이끈 중요한 이유로 꼽힌다. 향후 엣지 인프라는 네트워크와 AI 서비스가 가상화 기반 단일 서버에서 운영되는 ‘컨버지드’ 형태가 될 것으로 보이며, 4세대 제온 스케일러블 프로세서는 컨버지드 엣지에 가장 적합한 프로세서로 기대된다.

"4세대 제온 스케일러블 프로세서는 이전 세대 대비 패킷 처리량은 두 배 가까이, 엣지에서의 AI 성능은 2.8배 향상되어, 두 가지 목적을 한 대의 서버로 충분히 소화할 수 있다".

제니 판홀스트(Jeni Panhorst) 인텔 네트워크&엣지 컴퓨트 부문 부사장과 프라빈 모서(Praveen Mosur) 인텔 네트워크&엣지 그룹 펠로우는 지난 12월 13일과 14일 양일간 미국 오레곤주 인텔 존스팜(Jones Farm) 캠퍼스에서 진행한 워크숍에서 4세대 제온 스케일러블 프로세서의 네트워크와 엣지 관련 특징들을 소개하며 이와 같이 밝혔다. 전력 관리 기능 또한 더욱 향상되어, 엣지 인프라의 ‘지속가능성’ 측면을 높였다고 강조했다.

프라빈 모서 인텔 펠로우(좌), 제니 판홀스트 인텔 부사장(우) /오레곤=권용만 기자
프라빈 모서 인텔 펠로우(좌), 제니 판홀스트 인텔 부사장(우) /오레곤=권용만 기자
인텔은 4세대 제온 스케일러블 프로세서가 네트워크와 엣지 인프라에서 이전 세대 대비 최대 두 배 높은 5G vRAN 처리 성능, 4.25배 높은 객체 인식 성능 등 향상된 성능, 효율, 더 나은 비용 최적화 효과를 제공한다고 소개했다. 또한 4세대 제온 스케일러블 프로세서는 ‘엣지 인텔리전스’로 빠르게 전환되는 시대에 네트워크와 AI 등 다양한 서비스를 단일 서버에서 효과적으로 서비스하고, 더 나은 효율과 보안성을 제공한다고 강조했다.

2023년 새로운 기업 IT 인프라의 절반 이상은 엣지에 위치할 것이며, 2025년에는 기업에서 생성되는 데이터의 75%가 전통적인 클라우드 데이터센터의 외부에서 만들어지고 처리될 것으로 예상되고 있다. 지금까지 별개로 존재해 왔던 소프트웨어 정의 네트워크와 엣지 인프라는 향후 하나의 ‘컨버지드 플랫폼’에서 함께 다뤄질 전망이다. 이미 두 플랫폼 모두 제법 오랫동안 인텔의 제온 프로세서 기반 서버 플랫폼에서 발전해 온 바 있다.

4세대 제온 스케일러블 프로세서는 내장된 가속 기능과 소프트웨어 최적화가 결합되어, 범용 서버 플랫폼에서 전용 장비 급의 네트워크 성능을 제공할 수 있다. 웹 서비스 연결성 제공에서는 QAT를 활용해 이전 세대 대비 최대 1.79배 더 많은 연결을 제공하며, AVX-512(Advanced Vector Extensions-512)를 사용한 VPP IPsec 성능에서는 이전 세대 대비 두 배의 처리량을 제공한다. 5G 코어 망의 UPF(User Plane Function)에서는 이전 세대보다 1.88배 많은 처리량을 제공할 수 있다.

같은 하드웨어 플랫폼 기반에서 엣지 AI 처리 성능 또한 뛰어나다. 4세대 제온 스케일러블 프로세서는 이전 세대 대비 인텔 AMX(Advanced Matrix Extensions) 기술을 사용한 객체 인식 성능은 4.25배, 이미지 분류 성능은 3배 뛰어나다.

인텔은 네트워크와 엣지 인프라를 위해 특화된 구성의 제온 스케일러블 프로세서 제품군을 선보이고 있으며, 다양한 인프라 요구 사항에 대응해 프로세서 내부 코어 수나 동작 속도 구성을 변경 가능한 ‘스피드 셀렉트 기술(Speed Select Technology)’를 갖춘 것이 특징이다. 또한 오랜 기간동안 안정적인 인프라 장비 공급과 유지보수 지원을 위해 10년간의 제품 생애주기를 지원하며, 125~225W TDP 범위의 제품으로 다양한 폼팩터에 대응한다.

세대 간 네트워크 성능 향상 폭은 최대 두 배에 이른다. /인텔
세대 간 네트워크 성능 향상 폭은 최대 두 배에 이른다. /인텔
통신 사업자들의 네트워크 인프라 운영에 있어 ‘소비 전력’은 제법 중요한 문제다. 특히 RAN의 소비 전력량은 통신 사업자들의 전체 전력소비량에서 73% 가량을 차지하는 것으로 알려졌다. 인텔은 4세대 제온 스케일러블 프로세서 기반의 5G vRAN이 새로운 가속 기능과 함께 이전 대비 같은 소비전력 수준에서 두 배의 처리량을 제공할 수 있어, 전력 효율 문제에 대한 해결책을 제시한다고 밝혔다.

네트워크 성능에서, 4세대 제온 스케일러블 프로세서는 VPP FIB Router 성능에서 2세대 제온 스케일러블 대비 3배 이상, VPP IPSec 성능에서는 3.91배 높은 성능을 제공한다. VPP IPSec 성능에서 3세대와 4세대 제온 스케일러블 프로세서 간 성능 차이는 최대 두 배에 이른다. 실제 네트워크 워크로드 성능에서도 3세대와 4세대 제온 스케일러블 프로세서 간 성능 차이는 5G 코어 UPF 성능에서 1.88배, 차세대 방화벽(NGFF) 성능에서는 1.71배에 이른다.

코어와 캐시, 입출력(I/O) 간의 효율적인 데이터 이동은 네트워크 애플리케이션의 성능과 효율에서 중요한 영향을 미친다. 인텔의 DDIO(Data Direct I/O Technology) 기술은 코어와 캐시, I/O간의 데이터 이동 효율을 높여 절대 성능과 메모리 대역폭 대비 성능 모두 상당한 향상 효과를 제공한다. 특히 VPP Fib 512B 에서는 이 기술의 사용에 따라 절대 성능은 2.1배, 메모리 대역폭 대비 성능은 4.1배까지 높아진다.

새로운 ‘UMwait’ 데이터 모니터링 명령어는 프로세서 사용률이 적은 상태에서 소비 전력을 크게 낮추면서도, 필요시 빠르게 활성 상태로 복구할 수 있게 돕는다. 이 명령어는 유저 영역의 애플리케이션에서 대기 상태와 복귀를 아주 빠르게 할 수 있게 하며, 별도의 운영체제나 드라이버 지원도 요구하지 않는다. 이 기능을 활용하는 경우, 네트워크 트래픽이 없을 때 소비 전력을 24%까지 줄일 수 있으며, 50% 트래픽에서도 8% 정도의 소비전력 절감 효과를 기대할 수 있다.

AMX 명령어는 엣지 AI에서 큰 성능 향상을 제공한다. /인텔
AMX 명령어는 엣지 AI에서 큰 성능 향상을 제공한다. /인텔
가상화된 엣지 인프라에는 네트워크 기능과 AI 애플리케이션이 함께 배포되어 구동될 수도 있다. 이 때 4세대 제온 스케일러블 프로세서의 AMX 기술은 비디오 분석 애플리케이션에서 이전 세대 대비 2.3배 성능을, AI 기반 네트워크 멀웨어 탐지에서 2.8배 성능을 제공한다. 또한 QAT(QuickAssist Technology)는 데이터 전송에서의 암호화와 복호화, 압축과 해제 기능을 전용 하드웨어로 처리해 더 높은 성능과 함께 프로세서의 부하를 줄여 준다.

한편, 4세대 제온 스케일러블 프로세서에서는 PCIe 장치에서 정확한 타이밍 동기화를 위한 PTM(Precision Time Measurement) 기능을 제공한다. 최신 PCIe 표준에서도 정의되어 있는 이 기술은 네트워크 상에서 분산 배치되어 있는 애플리케이션 간 정확한 시간 동기화를 가능하게 한다. 특히 기존의 소프트웨어 기반 시간 동기화는 시스템 부하가 심할 때 정확도가 떨어지는 경우가 있었지만, PTM을 활용하면 지연 시간 자체도 훨씬 낮고 시스템 부하에 따른 정확도 편차 또한 제거할 수 있다.

권용만 기자 yongman.kwon@chosunbiz.com

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