가장 많은 가속기와 차세대 PCIe 5·DDR5·CXL 지원, 인텔 4세대 제온 사파이어 래피즈 출시

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서버 | 가장 많은 가속기와 차세대 PCIe 5·DDR5·CXL 지원, 인텔 4세대 제온 사파이어 래피즈 출시

권경욱 기자 0   0

인텔은 2023년 1월 11일(수) 오전 11시 서울 여의도에 위치한 전경련회관 FKI 컨퍼런스센터에서 차세대 데이터센터용 CPU 4세대 인텔 제온 스케일러블 프로세서(Intel 4th Gen Xeon Scalable Processor, 코드명: 사파이어 래피즈, Sapphire Rapids) 및 인텔 맥스 시리즈(코드명 사파이어 래피즈 HBM), 인텔 데이터센터 GPU 맥스 시리즈(코드명 폰테베키오) 제품군 출시 오프라인 기자 간담회를 진행했다. 



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이날 발표를 진행한 인텔코리아 나승주 상무는 인텔의 차세대 데이터센터용 CPU인 4세대 인텔 제온 스케일러블 프로세서는 12개의 가장 많은 가속기 내장해 향상된 성능과 에너지 효율성을 제공하며 보안 기능으로 신뢰성 향상, 고객 중심의 워크로드 분석과 워크로드에 가장 뛰어난 가치를 제공하기 위해 노력 중이라고 전했다. 


이와 함께 공급을 원활하게 하기 위해 전 세계에 팹(Fab) 건설과 파트너사 협력 등을 진행하고 있으며 재생 전력을 사용한 제조로 온실가스 배출량 절감, 물 재활용 시설에서 제조가 이루어진다고 밝혔다.



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4세대 인텔 제온 스케일러블 프로세서는 인텔 제온 플랫폼의 지속적인 혁신 추구를 통해 만들어진 새로운 제품군으로 폭넓은 호환성과 선택권, 신뢰성을 제공한다. 워크로드 분석과 이에 가장 뛰어난 가치 제공, 최신 기술 도입을 통해 이전 세대 대비 더 향상된 성능과 에너지 효율성을 제공하는 것이 특징이다.



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인텔 4세대 제온 스케일러블 프로세서는 내장 가속기를 통해 더 높은 처리량과 더 낮은 지연 시간을 제공하며 이를 통해 워크로드 중심의 최적화, 강력한 트랜지스터 레벨의 기술, I/O 및 연결성, 공급 및 안정성과 보안에서 업계 최고 수준을 지원한다. 또 90%의 개발자는 인텔이 개발하거나 최적화한 소프트웨어를 사용하는 만큼 최고의 소프트웨어 생태계를 구축하고 있다.



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인텔 4세대 제온 스케일러블 프로세서는 가장 풍부한 기능을 갖춘 서버 플랫폼이다. 시스템 레벨의 고급 향상 기능을 제공하며 업계 전환을 주도한다. 특히 차세대 PCIe Gen5, CXL(Compute Express Link), DDR5 처음 도입 등 새로운 기술은 많은 데이터 처리가 필요한 환경인 서버 및 데이터 센터 시장의 새로운 전환을 의미한다. UPI 2.0은 소켓을 더 추가하는 것이 가능해지며 CXL은 PCIe와 비슷하게 외부 장치 연결을 지원하고 서로 통신이 가능하도록 해준다. 이는 서버 하드웨어 환경 변화가 예상되며 급격하게 메모리나 가속기 필요하면 CXL로 추가하는 것이 가능해진다. 이를 통해 더 높은 성능과 가치를 제공하고 고객의 요구 사항에 더 빠르게 대응 가능해져 변화와 혁신 가져올 기술들이다.


또한 고유의 시장에서 요구되는 다이 패키지는 다양하다. 이에 인텔 4세대 제온 스케일러블 프로세서에서는 EMIB로 코어 간을 연결하고 모든 대역폭과 낮은 레이턴시를 제공하며 이론상 모놀리딕 동작이 가능하도록 해주고 이를 통해 다양한 다이 패키지를 구성한다. 하나의 칩, 즉 실리콘으로 처리 가능하며 범용성이 가능하도록 설계한다. 이와 같은 구조는 하나의 아키텍처로 고객의 다양한 요구 사항을 맞추기 어려운 것을 고려한 것으로 다양한 구조를 통해 고객의 요구에 대응할 수 있다.



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성능 가속을 위한 설계는 빠르게 증가하는 워크로드의 문제점을 해결한다. 풀기 어려운 난제는 가속기 도입으로 해결 가능해진다. 인공지능, 네트워킹/5G, 스토리지, HPC, 데이터 분석, 보안 등의 분야의 문제들을 해결해준다.



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인텔 4세대 제온 스케일러블 프로세서는 가장 많은 내장 가속기를 통해 최고의 성능을 제공하며 이를 통해 고객 워크로드를 가속화해준다. 범용 컴퓨팅에서는 평균 성능 53% 향상, 인공지능(AI)는 최대 10배, 네트워킹&스토리지는 최대 2배, 데이터 분석은 최대 3배가 향상됐다. 인텔 제온 CPU 맥스 시리즈는 고성능 컴퓨팅(HPC)의 메모리 집중 워크로드에서 최대 3.7배의 향상이 이루어진다. 또 내장 가속기로 와트 당 성능 2.9배(2.9X)의 향상이 이루어졌다.


CPU가 하는 일을 가속기의 도움으로 CPU는 더 잘하는 일을 가능하도록 해주며 특정 워크로드 성능 향상, 낮은 레이턴시 즉 지연 시간을 줄이는 것이 가능해진다. 이는 궁극적으로 고객의 총 수요 비용 낮춰준다. 해당 시장은 50% 이상 성장이 예상되며 클라우드 성장과 함께 앞으로도 지속 성장 예상된다.  가트너는 향후 5년간  이 시장이 19.8% 성장을 예측했다.



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인텔 4세대 제온 스케일러블 프로세서의 주요 가속 기술은 성능 및 처리량, 지연 시간을 향상해준다. 인텔 AMX, 인텔 QAT, 인텔 DLB, 인텔 IAA, 인텔 DSA의 5가지가 대표적인 가속 기술이다. 2D 타일 연산으로 AI 추론과 학습을 강화하는 인텔 어드밴스드 매트릭스 익스텐션(Intel AMX), 빠른 암호화 및 대량 데이터를 압축하는 인텔 퀵어시스트 기술(Intel QAT), 대기열 스케쥴링 및 패킷 처리 최적화 해주는 인텔 다이내믹 로드 밸런서(Intel DLB), 작은 메모리 대역폭으로 데이터 베이스 성능을 향상하는 인텔 인-메모리 분석 가속기(Intel IAA), 데이터 이동 속도 향상하는 인텔 데이터 스트리밍 가속기(Intel DSA)다.


인텔 어드밴스드 매트릭스 익스텐션은 인공지능(AI) 추론과 학습용 가속기다. 모든 코어에 DL 성능을 가속하며 더 큰 데이터 단위를 저장하고 한번에 더 많은 매트릭스를 계산하는 명령어다. 하나의 프로세서에서 스칼라와 벡터, 매트릭스 연산이 이루어지는데 하드웨어 및 소프트웨어 최적화를 통해 최대 8배 이상의 향상이 가능해진다. 광범위한 하드웨어 및 소프트웨어 최적화로 추론과 학습 성능을 크게 향상시켜 AI/ 딥러닝 워크로드에서 더 빠른 결과를 얻을 수 있다.


인텔 다이내믹 로드 밸런서는 동적 데이터 로드를 효율적으로 처리하기 위한 내장 가속기다. 정적 NIC 분배로 인해 로드 불균형이 발생할 경우 코어 간 데이터 로드를 동적으로 재분배해 분산 처리 및 동적 로드 밸런싱, 동적 네트워크 처리 재정렬의 시스템 성능 향상이 이뤄진다. 마이크로서비스를 통해 효율적인 패킷 처리를 위한 지연 시간을 단축한다. 4세대 제온 프로세서의 6코어 12스레드 동작의 istio 입력 게이트웨이에서 소프트웨어 처리 대비 동일 처리량(RPS)에서 96% 지연시간을 단축한다.


인텔 데이터 스트리밍 가속기는 스토리지와 네트워킹에서 최적화된 데이터 이동을 위한 내장 가속기다. CPU 작업을 오프로드하여 NVMe/ TCP에 대한 데이터 보호를 가속화함으로써 데이터 스토리지 애플리케이션의 효율성을 향상한다. 스트리밍 데이터 이동 및 변환 작업을 최적화한다. 데이터 무결성 워크로드는 대용량 패킷 순차 읽기의 IOPS를 향상한다. ISA-L 소프트웨어 대비 4세대 제온 플래티넘 8490H에서 대용량 패킷 순차 읽기 IOPS 성능이 1.7배 더 높다. 기존 일련의 데이터 하나씩 이동, 더 잘 할 수 있도하며 특정 데이터를 어디에서 어디로 이동할지를 판단한다. 한 번의 작업만 관여하고 나머진 DSA가 처리한다. 성능, 레이턴시 개선, CPU 지원(=돈)를 다른 곳에 활용 가능해진다.


인텔 퀵어시스트 기술은 데이터 및 암호화 처리 속도 향상을 위한 내장 가속기다. CPU에서 오프로드하면 암호화 및 데이터 압축이 가속화되고 CPU 효율이 향상된다. 더 적은 오버헤드로 장치 간 암호화된 연결을 늘리고 안전한 웹 연결을 지원한다. 4세대 제온 플래티넘 8490H는 NGINX Key handshake의 연결을 동일하게 유지할 때 기본 소프트웨어 대비 84% 더 적은 코어수가 필요하다.


인텔 인-메모리 분석 가속기는 데이터 메모리에 압축해 저장, 이를 도와주는 가속기다. 모든 메모리에서 데이터 이동, 처리, 데이터는 많으나 메모리는 한정되어 효율적 사용이 필요하다. 데이터를 압축해 메모리 저장 후 압축 데이터를 일련의 과정으로 처리해주며 3배의 성능 향상이 가능해진다.



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4세대 인텔 제온 프로세서는 보안을 위한 인텔의 통합적 전급 방식을 제공한다. 이를 통해 개인정보, 신뢰, 보안을 향상한다. 기밀 컴퓨팅과 워크로드 가속, 안전한 소프트웨어 동작, 플랫폼 무결성을 제공하며 라이프사이클 보안 지원과 실계부터 보안을 염두에 둔 개발이 이루어졌다.



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또한 인텔 온디멘드 활성화 모델을 제공한다. 인텔 제온 CPU 전 라이프사이클에 걸쳐 대상 워크로드에 맞는 기능을 활성화하여 실리콘 및 소프트웨어, 서비스를 향상할 수 있다. 워크로드별 맞춤 기능 활성화는 최대 인클레이브 크기 및 가속기 장치 수를 업그레이드 가능하다. 인텔 소프트웨어 가드 익스텐션(SGX), Comms and Storage Suite의 인텔 퀵어시스터 기술, 다이내믹 로드 밸런서, 데이터 스트리밍 가속기, Analytics Suite의 인텔 인-메모리 분석 가속기, 데이터 스트리밍 가속기를 이용 가능하다.


활성화 모델 지원은 성능과 확장성, 유연성, 줄어든 모델 갯수, 증가된 기능을 이용할 수 있다. 이를 통해 보다 빠른 고객의 요구에 대응 가능하며 유연성과 확장성을 제공한다. 인텔 뿐만 아니라 하드웨어 및 시스템 벤더는 너무 많은 모델 역시 관리의 어려움을 호소한다. 줄여줄 것을 요구하기도 한다. 이러한 하드에어 벤더와 클라우드 사업자에 대응이 가능해진다.



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인텔의 가장 지속 가능한 데이터센터 프로세서로의 역할도 가능하다. 내장 가속기 활용으로 와트당 성능이 향상되며 전력 제어 및 텔레메트리가 가능하다. 전력 최적화 모드 는 특정 워크로드에 대한 성능 저하 없이 최대 20%의 전력을 절감하며 향상된 텔레메트리로 전력 소비와 탄소 배출을 모니터링하고 제어한다. 자원 변환 및 재생 에너지 부분에서는 90-100%의 재생 전력을 사용하여 제조, 스콥 3 온실가스(GHG) 배출량을 절감하며 2021년 기준 106억 리터의 물 재활용한 시설에서 제조하는 등 인텔도 지속 가능성에 많은 노력을 기울이고 있다.



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오픈 소프트웨어 풀스택 접근 방식을 이용한다. 이는 멀티 아키텍처, 멀티 벤더 프로그래밍 가속화가 가능하고 이를 통해 폭 넓은 선택권과 높은 유연성을 제공한다. 다른 하드웨어 즉 이기종 아키텍처에서도 동작 가능하도록 해준다. 개발자를 위한 인텔 OneAPI 툴킷으로 내장 가속기 성능을 극대화한다. 2023년 출시로 인텔 아키텍처를 위한 성능 제공, 개발자가 생산성을 향상하고 혁신적인 멀티미디어 아키텍처 애플리케이셔을 구축할 수 있도록 지원한다. 인텔 oneAPI 툴은 동급 최고의 컴파일러와 성능 라이브러리, 프레임워크, 분석 및 디버그 도구 기반으로 고성능 멀티 아키텍처 애플리케이션 구축 및 분석, 최적화하는 개발자 도구 모음이다.



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4세대 인텔 제온 프로세서용 최적화 도구는 도구 사용으로 내장 가속기의 장점을 얻어 성능 향상이 가능하다. 컴퍼일러와 라이브러리 및 분석 도구 등을 이용 가능하다. 



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인텔은 생태계 활성화를 위해 다양한 노력도 기울이고 있다. ASUS, ASRock Rack, Alibaba Cloud, AWS, Cisco, 델(Dell), Fujitsu, IBM, Lenovo, NEC, Hitachi, NVIDIA, SAP, Supermicro 등 많은 파트너사와 협력을 진행하고 있으며 400개 이상의 디자인 설계가 이를 뒷받침하고 있다.



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인텔 제온 플랫폼은 꾸준하게 성장 중이다. 인텔 제온 스케일러블 프로세서는 8500만 개가 출하되었으며 3세대 제품은 2년 이내에 1500만 개 출하가 이루어지는 등 성장세에 있다.



한편 앞으로 나올 인텔 제온 프로세서에 대해서는 4세대 제온 스케일러블 프로세서는 이미 작년부터 고객에 납품을 시작했고 HPC 오로라 슈퍼컴퓨터, 클라우드 사업자도 발표하는 등 엔드 유저 발표 전 양산 제품 활용이 이루어졌다. 사파이어 래피즈 후속 차세대 에메랄드 래피즈 올해 말 생산 시작할 예정이며 2023년 생산을 목표로 정상 진행 중이다. 그 이후의 프로세서들도 순차적으로 순조롭게 진행 중이라고 밝혔다.



QnA 


1. 인텔 사파이어 래피즈 후속인 에메랄드 래피즈 출시 계획과 온디멘드 정책은?


인텔이 오늘 출시한 4세대 제온 스케일러블 프로세서의 후속으로 준비 중인 에메랄드 래피즈는 2023년 고객에게 제공될 수 있도록 일정을 계획하고 있다. 온디멘드 정책은 우선은 클라우드 사업자를 중심으로 제공하며 각 기능은 하드웨어 벤더와 협업을 통해 고객이 해당 기능 사용 등이 가능해진다고 밝혔다. 


2. 인텔 4세대 제온 스케일러블 프로세서는 작년 공급을 시작한 것으로 알려졌는데 출시가 늦어진 이유는? 또 기존 세대인 아이스레이크 등은 유지하나?


인텔은 4세대 제온 스케일러블 프로세서를 지난해부터 공급을 시작했으나 공식 출시와 고객 제공은 서로 다르게 가져왔다. 실제 대형 클라우드 사업자나 고객에게는 마케팅의 일환 등으로 더 빨리 사용할 수 있도록 제공했으며 이를 통해 성능과 에너지 효율성, 장애 감소 등의 다양한 장점들을 얻을 수 있었다.


이렇게 공급 시기와 실제 출시가 늦어진 이유는 무엇보다 품질을 위해서다. 고객 관점에서 품질은 가장 중요하며 동작 및 연산 에러, 생산 과정 등에 다양한 가속기 도입, 코어 수 증가와 PCIe 5.0, DDR5, CXL(Compute Express Link) 등과 같은 새로운 기술 지원이 더해져 더 많은 테스트 과정이 필요했다. 새로운 기술 도입에 따른 이러한 일련의 품질 향상을 위한 과정을 거쳐 서버 및 데이터 센터 구축을 통해 24시간 테스트 등으로 늦어졌다.


인텔은 이전 세대 아이스레이크 등의 프로세서는 현재도 공급되고 판매가 이루어지는 만큼 바로 없애지는 않고 지원을 유지하며 3세대 제품군도 7년에서 최대 10년을 유지하고 지원할 계획이다. 새로운 제품이 발표되었다고 바로 단종 등의 과정이 이루어지지 않고 일정 기간 지원이 이루어지는 것은 이전과 같은 정책이다.


3. 사파이어 래피즈는 DDR5를 처음으로 도입한 서버 제품군이다. 이로 인한 시장 전망은? 


인텔 4세대 제온 스케일러블 프로세서 코드명 사파이어 래피즈는 DDR5를 처음으로 지원하는 제품으로 실제 거의 모든 엔터프라이즈 시장에서 제온 프로세서와 함께 중요하게 작용한다. 플랫폼의 변화와 성능 및 효율성이 향상되며 DDR5 보급 확대와 가격 안정화 등을 통해 앞으로 시장 확대가 예상된다고 밝혔다.


4. 서버 및 데이터센터 CPU의 업계 경쟁은 치열하다. 이번 인텔 4세대 제온 스케일러플 프로세서의 시장 경쟁력은?


가속기 지원은 인텔 4세대 제온 스케일러블 프로세서가 유일하다. 시장에 본격 출시한 후 중요한 역할을 기대하고 있으며 시장에서 이를 충분한 역할을 해낼 것이고 위치를 공고히 자리잡을 수 있을 것을 자신한다고 전했다.


5. 전통적인 프로세서 출시에는 동작 클럭이나 코어 수 등과 같은 변화를 소개해왔는데 이번에는 지원 기능과 역할 등을 중심으로 소개했는데 이유는 무엇인가? 또 온디멘드는 이미 맞추어진 것인가 아니면 출시 이후 기능 활성화 등이 가능한 것을 의미하나?


인텔 4세대 제온 스케일러블 프로세서 발표는 기본 스펙 위주의 소개보다는 새로운 제품에 적용한 다양한 기능과 지원으로 새로운 제품의 향상된 부분을 강조했고 이를 통해 서버 및 데이터센터 시장에서의 요구에 보다 충실하고 있다는 점을 강조했다. 물론 48개에서 최대 60개 코어를 탑재해 이전 세대보다 더 많은 코어를 제공하는 등 스펙상으로도 향상이 이루어졌다.


온디멘드는 고객이 특정 가속기 추가로 구입이 가능하며 이는 하드웨어 벤더와 협력을 통해 이용 가능하다. 또 가속기 추가 없이 구입도 가능하며 추가 기능이 필요하면 하드웨어 벤더를 통해 추가로 활성화가 가능하는 것과 같은 유연성을 제공한다.


6. 인텔 4세대 제온 스케일러블 프로세서 코드명 사파이어 래피즈는 출시가 늦어져 차후 제품과 간극 줄었는데 이는 어떤 영향을 주는가?


인텔 사파이어 래피즈 후속으로 에메랄드 래피즈가 등장할 예정이다. 사실 에메랄드 래피즈는 등장 시기는 가깝다고 볼 수 있지만 전혀 다른 플랫폼이 아니다. 이에 따라 실제 하드웨어 벤더와 테스트에 필요한 시간은 단축될 것이다. 이로 인해 시간 간극이 좁혀진 것은 문제가 안된다고 보며 고객들의 요구 증가로 인한 수요가 증가할 것으로 예상한다고 밝혔다.

 

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