자일링스의 FPGA, 데이터센터 가속화의 해답을 제시하다

“데이터센터에서는 단순히 컴퓨팅, 네트워크, 스토리지를 분리하는 것만으로 가속화할 수 없다. 그런 의미에서 자일링스는 FPGA가 사용자의 필요에 맞게 구성할 수 있다는 특성(composable)을 활용해 데이터센터의 성능과 비용 효율성을 모두 확보한 솔루션을 제공한다.”

에드 라이트(Ed Wright) 자일링스 아웃바운드 마케팅 디렉터는 3일 개최된 ‘자일링스 데이터센터 그룹 기자간담회’에서 이같이 말했다. 자일링스(Xilinx)는 프로그래밍이 가능한 반도체 FPGA(Field Programmable Gate Array)를 제공하는 기업이다. 사용자에 맞춰 재설계할 수 있다는 점에서 업계의 주목을 받고 있다. FPGA의 특성은 데이터센터에도 필요하다는 것이 그의 설명이다.

이번 간담회에서 자일링스는 데이터센터 가속화를 위한 자사 솔루션을 선보였다. 이번 발표에서 공개된 솔루션은 ▲알베오 스마트 NIC 제품군 ▲스마트 월드 AI 분석 애플리케이션 ▲알고리즘 트레이딩 플랫폼 등이다.

성능은 높이고 운영비용은 줄인 ‘SN1000’

자일링스는 데이터센터에 최적화된 스마트 NIC ‘알베오(Albeo) SN1000’을 공개했다. 카르틱 스리니바산(Kartik Srinivasan) 자일링스 데이터센터 그룹 제품관리 디렉터는 “SN1000은 광범위한 네트워크 기능을 가속화할 수 있다”며 “CPU를 비롯한 하드웨어에 집중됐던 작업을 소프트웨어 상에서 처리해 오프로드를 가속화하고, 네트워크 성능을 향상시킬 수 있다”고 설명했다.

스마트 NIC는 인프라 서비스를 가속화하고 코어를 확보해 네트워크와 응용프로그램의 성능을 향상시키는 역할을 한다. 이를 통해 CPU만으로 구동했을 때 발생하는 한계를 극복하고, 데이터센터를 운영하는 데 드는 총소유비용(TCO)을 줄일 수 있다. 따라서 스마트 NIC(Network Interface Card)는 데이터센터 운영에 최적화돼 있다.

자일링스 알베오 SN1000은 FPGA를 기반으로 한다. ASIC(주문형 반도체) 기반의 데이터센터는 이미 설계가 된 채 생산되는 제품이기에 변화속도에 발맞추기 어렵고, CPU 기반의 데이터센터는 가속화 기능이 없어서 성능을 따라가지 못하기 때문이다. 하지만 카르틱 스리니바산 디렉터에 따르면, FPGA는 적응성을 갖추고 있으며 사용자가 필요에 따라 설계를 변경할 수 있다. 이는 곧 애플리케이션별로 특화된 데이터 경로를 갖추도록 할 수 있다.

SN1000에는 제어 구간과 데이터 구간을 분리한 Arm의 이기종 아키텍처가 적용돼 있다. 또한, 바이타스 네트워킹을 탑재하고 있다. 카르틱 스리니바산 디렉터는 “바이타스 네트워킹은 P4, C, C++ 등의 고급 프로그래밍 언어를 지원하며, 성능 저하 없이 사용자 편의에 맞게 변경 및 재설계가 가능하다”고 강조했다.

AI 분석 플랫폼 스마트 월드, “고객·개발자 모두 만족시킬 것”

자일링스는 AI 비디오 분석 플랫폼도 공개했다. 에드 라이트 디렉터는 “첨단기술이 발전하고 AI 비디오 분석 애플리케이션이 적용되는 곳이 많아지면서 그 구성과 형태도 갈수록 복잡해지고 있다”며 “이를 해결하기 위해서는 저지연성을 필수로 갖추고 있어야 한다”고 설명했다.

기존 업계에서는 하드웨어를 늘리는 방식으로 이를 해결하고자 했다. 하지만 하드웨어를 계속 늘리면 운영 및 관리비 등도 함께 증가해 비용 효율성이 낮아진다는 단점이 있다.

이와 관련해 에드 라이트 디렉터는 “자일링스의 스마트 월드 비디오 분석을 이용하면 업계에서 가장 낮은 총소유비용(TCO)을 달성할 수 있을 것”이라고 설명했다.

그의 설명에 따르면, 스마트 월드 비디오 분석 솔루션은 최소한의 하드웨어에서 대규모 병렬 처리를 통해 여러 작업을 원활하게 처리할 수 있도록 구성돼 있다. 또한, 자일링스의 알베오 가속기 카드를 기반으로 한다. 따라서 100ms(마이크로초) 미만의 지연시간을 달성하며, 업계에서 가장 낮은 TCO를 달성했다.

발표에 따르면, 자일링스의 스마트 월드 비디오 분석은 경쟁사 엔비디아의 제품에 비해 TCO는 29% 낮췄으며, 지연시간은 71~77% 짧게 개선했다.

에드 라이트 디렉터는 “고객들은 스마트시티, 스마트빌딩 등에서 우리의 솔루션을 체감할 수 있을 것”이라며 “개발자들은 저지연 솔루션을 제공할 수 있는 AI 추론 프로그램을 개발할 수 있을 것”이라고 강조했다.

가속화 솔루션, 핀테크 산업에도 필요해

자일링스의 앨러스테어 리차드슨(Alastair Richardson) 핀테크 부문 글로벌 비즈니스 개발자는 자일링스의 가속 알고리즘 트레이딩 플랫폼에 대해 설명했다. 온라인에서 거래를 진행할 시 지연시간이 늘어나면서 피해를 입을 수 있다. 주식거래 등이 대표적인 예시다. 따라서 핀테크 기술에도 가속 알고리즘은 필요하다.앨러스테어 리차드슨 개발자에 따르면, 거래 지연시간을 마이크로초 단위로 줄이면 거래자의 피해를 줄일 수 있으며, 많은 횟수의 거래를 해도 손실을 최소화할 수 있다.

마이크로초 단위의 거래를 하기 위해서는 데이터 교환 속도가 나노 초 단위로 내려가야 한다. 나노 초 단위의 거래를 진행하려면 높은 성능의 하드웨어 가속기가 필요한데, 앨러스테어 리차드슨 개발자의 설명에 따르면 가속 알고리즘 트레이딩 플랫폼은 15나노초 내에 데이터 교환이 가능하도록 지원한다.

자일링스의 가속 알고리즘 트레이딩 플랫폼은 FPGA를 기반으로 한다. 따라서 자체적으로 데이터 교환 폼을 구성할 수 있다. 또한, 라이선스 비용 없이 모듈화하고 라이브러리를 통해 사용할 수 있으며, 몇 주만에 해당 플랫폼을 적용할 수 있다.

가속 알고리즘 트레이딩 플랫폼은 판매채널을 통해 자일링스의 스마트 NIC 알베오 U25를 구매한 후, 자일링스 홈페이지에서 소스코드를 다운로드 하면 된다. 별도의 비용 없이 사용이 가능하며, 기존 애플리케이션의 코드를 알베오로 이전하면 된다.

한편, 자일링스는 3월 24일부터 25일, 양일간 ‘자일링스 어댑트: 데이터센터(Xilinx Adapt: Data Center) 이벤트’를 진행하고, 자일링스의 가속 솔루션을 비롯한 제품군을 선보일 예정이다.

글. 바이라인네트워크
<배유미 인턴기자> youme@byline.network