[4세대 제온 CPU ] ③모든 데이터센터 워크로드에 최적화

디지털 시대로의 전환에 따라 IT 서비스 수요는 빠르게 증가하고 있으며, 데이터센터에서의 성능과 효율에 대한 요구사항 또한 높아지고 있다. 인텔은 4세대 제온 스케일러블 프로세서가 데이터센터의 다양한 ‘실제 워크로드’에서 뛰어난 가치를 제공하며, 현재 데이터센터들이 당면한 성능과 효율에 대한 문제에 현실적인 해결책을 제시할 수 있을 것이라고 밝혔다

인텔은 11일 코드명 ‘사파이어 래피즈(Sapphire Rapids)’로 알려졌던 4세대 인텔 제온 스케일러블 프로세서를 출시한다고 밝혔다. 이에 앞서 인텔은 2022년 12월 13일과 14일 양일간 미국 오레곤주 포틀랜드의 인텔 존스팜(Jones Farm) 캠퍼스에서 4세대 인텔 제온 스케일러블 프로세서 제품군의 주요 특징을 소개하는 워크숍을 진행했다.

이날 워크숍에서 다스 캄호트(Das Kamhout) 인텔 클라우드&엔터프라이즈 소프트웨어 그룹 부사장은 ‘워크로드 성능 가속’을 주제로 4세대 제온 스케일러블 프로세서의 주요 데이터센터 워크로드에서의 성능을 소개했다. 4세대 제온 스케일러블 프로세서에 내장된 다양한 ‘가속기’들은 지금까지 프로세서가 하던 작업들을 더욱 빠르고 효율적으로 수행해 워크로드 전반의 성능을 크게 높인다. ‘실제 워크로드’ 성능은 소프트웨어, 운영 환경의 최적화와 함께 할 때 극대화된다.

다스 캄호트 인텔 클라우드&엔터프라이즈 소프트웨어 그룹 부사장 /오레곤=권용만 기자

인텔은 4세대 제온 스케일러블 프로세서의 특징으로 실제 사용되는 소프트웨어에 최적화된 성능, 소프트웨어 최적화와 생태계 전반에 걸친 협력을 꼽았다. 현재 클라우드와 엔터프라이즈 데이터센터에서 운영되는 워크로드 유형 중 큰 비중을 차지하는 것으로는 웹과 마이크로서비스, 데이터 서비스, AI 관련 워크로드, HPC, 미디어 관련 워크로드를 내세웠다.

이러한 주요 워크로드에서 성능을 높이기 위해 해결해야 할 것이 있다. 먼저 ‘데이터 서비스’ 에서는 IT 의사결정권자의 65%가 ‘데이터 사일로는 예산과 전략에 부정적인 영향을 미친다’고 인식하고 있다. 마이크로서비스는 더욱 보편화되고 있으며, 현재 새로운 클라우드 네이티브 애플리케이션과 서비스형 소프트웨어(SaaS) 솔루션의 83%가 마이크로서비스를 사용하는 것으로 추산되고 있다. 현재 사용되는 클라우드 사용량의 32%는 ‘낭비’라고 덧붙였다.

데이터 서비스에서의 과제는 데이터의 이동과 분석, 보안이 꼽히며, 인텔은 4세대 제온 스케일러블 프로세서에 다양한 가속기를 탑재해 데이터를 더 빠르게 다룰 수 있게 했다.

데이터의 빠른 이동을 위해서는 DSA(Data Streaming Accelerator), QAT(QuickAssist Technology)가 사용된다. DSA는 메모리 복사 등의 작업에서 프로세서의 개입을 줄이며, 네트워크 스토리지에서 최대 60% 높은 입출력(I/O) 처리 성능과 37% 감소된 지연 시간을 제공한다. 또한 QAT는 데이터의 압축과 압축 해제, 암호화와 복호화 등을 전용 하드웨어로 처리하며, 이를 사용해 마이크로소프트 SQL 서버 2022 데이터베이스 백업 성능을 2.3배까지 높일 수 있었다고 소개했다.

더욱 빠른 데이터 분석을 위한 기능으로는 IAA(In-Memory Analytics Accelerator)를 소개했다. 이 기술은 인메모리 데이터베이스나 빅데이터 분석 등에서 데이터를 불러오고 처리, 저장하는 과정에 압축과 해제, 검색과 필터 작업 등을 하드웨어 엔진으로 처리, 메모리 사용량을 줄이면서도 쿼리 처리량을 높인다. 인텔은 이 기능을 락스DB(RocksDB)에서 사용했을 때 처리 성능은 3배, 와트당 처리 성능은 2.2배까지 높아졌다고 설명했다.

기업의 ‘미션 크리티컬’ 애플리케이션을 위한 성능도 크게 향상됐다. 4세대 제온 스케일러블 프로세서는 더 늘어난 코어 수와 메모리 대역폭 등으로 이전의 2세대 제온 스케일러블 프로세서 기반 시스템보다 2.3배까지 높은 성능을 제공한다. SAP HANA에서는 소켓당 최대 1.5테라바이트(TB) 용량을 사용할 수 있으며, 16소켓 수준까지 확장하면 메모리로만 최대 32TB의 공간을 확보할 수 있다고 소개했다. 또한 2세대 제온 스케일러블 서버 두 대는 4세대 제온 스케일러블 서버 한 대로 마이그레이션 가능하다고 덧붙였다.

유전자 분석에서의 성능 또한 지속적으로 향상되고 있다. 인텔은 유전자 분석 관련 툴킷인 gatk 기반, 2소켓 단일 서버에서의 성능을 기준으로, 2018년의 1세대 제온 스케일러블 프로세서와 4세대 제온 스케일러블 프로세서 기반 서버의 성능 차이는 최대 2.7배에 이른다고 소개했다. 3년 정도의 범위에서 비교하면, 4세대 제온 스케일러블 프로세서 기반 시스템은 3세대 제온 스케일러블 프로세서 대비 하루에 분석할 수 있는 유전자 수는 35% 높고, 3년간 사용시 비용 또한 35%정도 낮다고 밝혔다.

내장된 가속기들은 마이크로서비스 구성 전반에 성능 향상을 제공한다. /인텔

마이크로서비스를 위한 인프라 구현에 필요한 점으로는 관리성과 가시성, 신뢰성 있는 분산 커뮤니케이션, 예측가능한 지연시간 범위에서의 성능 확장성, 개발자의 생산성 등이 꼽혔다. 인텔은 마이크로서비스를 위한 인프라 구성에서 4세대 제온 스케일러블 프로세서와 내장된 가속기는 처리 성능과 지연 시간을 최적화하며, 이전 세대 대비 상당한 성능 향상을 제공한다고 강조했다.

구글 클라우드에서도 4세대 제온 스케일러블 프로세서를 사용하는 C3 인스턴스는 3세대 제온 스케일러블 프로세서 기반 C2 인스턴스보다 MySQL 성능에서 1.34배, NGINX 서비스 성능에서는 2.34배 향상된 성능을 제공한다. 특히 패러렐 웍스(Parallel Works)의 기상 연구와 예보(WRF) 성능은 같은 비용에서 10배 향상됐으며, 앤시스(Ansys)의 주요 제품군 또한 C3에서 최대 3배까지 향상됐다고 설명했다.

넷플릭스는 4세대 제온 스케일러블 프로세서를 활용해, 향상된 가시성과 성능을 기반으로 한 최적화로 처리량 3.5배 향상과 평균 지연 시간 감소 효과를 얻었다고 소개했다. AI 추론 성능에서는 텐센트 클라우드나 메이퇀(Meituan), VM웨어 등이 AI 추론 애플리케이션에 AMX를 사용해 2~3배의 성능 향상을 얻었다고 소개했다.

실제 운영 환경에서의 효율 최적화도 4세대 제온 스케일러블 프로세서의 강점 중 하나다. 인텔의 소프트웨어 관련 투자는 펌웨어와 바이오스, 드라이버 레벨에서부터 주요 운영체제와 가상화 환경, 주요 개발 환경과 라이브러리, 프레임워크에 이르기까지 폭넓게 이뤄지고 있다. 또한 인텔은 사용자들의 ‘실제’ 워크로드 성능 최적화를 위해 ‘인텔 최적화 허브(Intel Optimization Hub)’를 통한 소프트웨어 최적화 엔지니어링 지원을 제공하고 있다.

인텔은 클라우드 운영 환경의 최적화를 위해 다양한 성능 측정과 최적화 관련 도구를 제공한다. 이 도구 중에서 눈여겨 볼 만한 것으로는 그래뉼레이트(Granulate)가 있다. 그래뉼레이트는 80% 정도의 클라우드 워크로드 유형에 대해 AI 기반으로 자동화된 운영 최적화와 비용 절감을 지원한다. 사용자들은 이를 통해 리소스 최적화로 비용을 절감하면서도 성능을 개선할 수 있다. 대표적으로 모빌아이(mobileye)는 이 솔루션을 통해 관련 비용을 45%까지 절감한 바 있다.

권용만 기자 yongman.kwon@chosunbiz.com