[분석정보] 래트너 CTO 기조 강연 보고서 차세대 데이터 센터 기술을 소개

 

 

장소 : 미국 San Francisco Moscone Center West
기간 : 9월 26일 ~ 28일 (현지 시간)

 

 

Intel CTO 저스틴 래트너 씨

 

 IDF 첫날은 폴 오텔리니 CEO 의한 오프닝 기조 강연에 이어 Intel CTO 저스틴 래트너가 R & D에 관한 기조 강연을 했다. "Over The Horizo​​n : THE MEGA-CENTER"라고 이름 붙인 강연에서는, 예상되는 데이터 센터 모습과 과제를 바탕으로 Intel이 개발중인 기술이 소개됐다.

메가 데이터 센터가 가진 과제와 해결로의 접근법

 기조 강연의 제목인 MEGA-CENTER는 100만대 이상의 서버를 가진 데이터 센터인 것이다. 하루에 1억 이상의 비디오 시청이 행해지는 YouTube나 하루에 30억 페이지 뷰에 이르는 Yahoo!으로 대표되는 것처럼, 온라인 서비스에 대한 인기가 높아지고 있어 향후 더욱 새로운 온라인 서비스에 대한 수요가 발생한다.

 특히 현재 요구가 높아지고 있는 것이, 응용 프로그램 및 데이터를 온라인상에서 유지하는 서비스로 이 요구가 계속된다면 향후 5년간 9배나 서버의 수가 늘어난다. 메가 데이터 센터는 현재야말로 작은 시장이지만, 미래적으로 급증 가능성을 지닌 시장이라고 말할 수 있는 것이다. 그리고 이 데이터 센터는 잠재적인 대규모 시장은 프로세서뿐 아니라 스토리지, 전력, 보안 등 다양한 분야에 영향을 미치게 된다.

 여기서, 실제로 대규모 데이터 센터를 운용하고 있는 Google의 Distinguished Engineer로 있는 루이즈 바론 씨를 초대. Google에서는 데이터 센터의 비용​​ 예측으로, 로우 엔드 서버에서 미래에는 전기 요금이 하드웨어 비용을 상회 할 것으로 예측하고 있다.

 현재의 일반적인 전원 공급 장치는 55 ~ 70%의 전력 효율이며, 시스템에서 가장 전력을 소비하고 있다. 여기에 데이터 센터에서는 UPS 및 전원 분배 장치 등에서 몇번이나 AC / DC 변환이 반복되고 있기 때문에 매우 전력 효율이 악화되고 있는 점 2가지를 지적.

 

 그래서 Intel은 DC 입력 전원 장치를 이용해 전원 변환 횟수를 줄여 전력 효율을 상승시키는 아이디어를 발표했다. 이것은 이미 대규모 데이터 센터에서의 실험도 진행되고 있어, 이번에는 실제로 데모도 시현되어 14%의 개선을 보였다.

 물론 이 기술의 실현에는 전력 부분 장치가 지금까지의 AC (교류)를 전제로 한 것에서, DC(직류)를 이용하는 것으로 변혁해야 한다. 이러한 장치의 규격화 등에 관해서 관계 커뮤니티의 협력을 요구하고 있다.

 또 데이터 센터의 다른 과제 중 하나로 방화벽의 데이터 보안에 대해서도 언급. 이곳을 개선하는 방법으로 "Linksec"라는 기술을 소개했다. 기존에 이용하고 있는 IPSec은 서버 - 클라이언트의 2곳에서 암호화 / 복호화가 실시되고 있지만, Linksec는 경로상의 각 장치에 암호화 / 복호화를 행하는 구조이다.

 

 

Google의 로우 엔드 서버의 비용 예측.

미래에는 전력 비용이 하드웨어 자체 비용을 상회 할 것으로 예상하고 있다

 

 

 

현재 데이터 센터는 UPS, 배전 장치, 전원 공급 장치의 각 부분에서 자주 AC / DC 변환이 이루어지고 있으며, 그 때마다 일정한 전력을 손실하는 비효율적인 구조다

 

 

 

따라서 DC를 입력하는 전원 공급 장치를 이용해 그것을 중심으로 하는 데이터 센터를 제안. 이 경우 AC / DC 변환을 최대한 억제하기에 효율이 좋다.

 

 

 

이 DC를 이용한 전원 공급 유닛은 실험 단계에 들어가 있으며, 기조 강연에서도 시현이  실시됐다. 이 시현에 사용된 서버에서는 AC 입력을 이용한 전원 공급 유닛에 비해 DC 입력을 이용한 전원 공급 유닛에서는 약 14%의 전력절감을 실현했다.

 

 

 

보안 향상의 방법으로 제안된 Linksec의 개념. 서버 - 클라이언트에서 암호화 / 복호화를 행하고 있기에 관리자는 경로상의 패킷을 확인하는 것은 가능하지 않다. Linksec에서는 경로상의 장치마다 암호화 / 복호화를 행하는 것으로 적절한 키를 가지고 있으면 패킷의 흐름을 파악할 수 있다. 악의적인 행동이 잡히는 경우에도 상황을 알고, 조치를 취하기 쉽다.  

 

 

 

 기조 강연내에서는 해커가 방화벽 내에 침입해 패킷의 읽기를 시도한 시현이 실시됐다. 사진에 보이는 구조로 Linksec을 도입해 클라이언트에서 메일을 송신. 당연히 해커는 메일을 읽을것이 가능하지 않고, 모니터링 서버에서 메일을 확인하는 것이 가능하다.

 

메가 데이터 센터를 현실로 테라급 컴​​퓨팅

　그렇게 말해도 메가 데이터 센터는 현재 5%에​​도 못 미치는데다 실현하기 위해서는 데이터 센터에 필요한 면적은 80만 제곱피트에 이르고, 필요 전력은 5억 와트로 27만 8천  가정에 상당하는 정도가 된다. 따라서 보다 실현 가능한 상태에 가깝게, 서버 성능 밀도의 향상이나 전력 효율을 한층 더 향상이 요구된다. 그래서 언급된 것이 Intel이 몰두하고 있는 테라 스케일 연구 프로그램이다.

 테라 급 연구 프로그램은 현재 Tera OPS (FLOPS)의 성능 TB / sec의 메모리 대역폭, Tbps의 I / O 전송 속도를 실현하려하고있다.

 우선 Tera OPS / FLOPS의 실현에 있어서는 오텔리니의 기조 강연에서도 언급된 80개의 코어를 가진 실리콘을 소개. 3.1GHz로 동작하는 이 칩은 부동 소수점 연산에 특화된  명령 세트만 가진 간단한 것이지만, Tera FLOPS의 성능을 내며, 1W 당 10GFLOPS의 성능이 된다고 말한다.

 그리고 이런 Tera FLOPS의 성능을 가진 칩은 그만큼 메모리 대역폭에 대한 요구도 커진다. 그래서 취한 방법이 프로세서 코어와 메모리를 스택화 하는 수법이다. 이번 시작품에서는 SRAM을 이용하고 있지만, 프로세서와 메모리가 1 대 1로, 게다가 수천의 전기적 접속이 발생하므로, 그 대역폭은 1Tbps를 넘는다.

 그리고 마지막 과제인 1Tbps의 I / O 전송 속도를 실현하는 것은 지난주 발표된 하이브리드 실리콘 레이저이다. 이것은 인화 인듐에 의해 발광된 레이저와 레이저를 이끌 웨이브 가이드를 설치한 실리콘을 산화막으로 접착하고, 하나의 칩에 형성하는 것이다. 인화 인듐에 의한 발광, 실리콘에 의한 웨이브 가이드, 산화막에 의한 접착은 모두 기존 기술의 연장선상에 있는 것으로, 대량 생산으로의 전환이 간단하다는 것을 장점으로 꼽고 있다.

 이 하이브리드 실리콘 레이저를 이용해 25개의 레이저를 멀​​티플렉서를 이용해 1개에 집적. 광섬유에 의해 송수신을 행하고, 수신측은 같은모양으로 디멀티플렉서, 레이저에 의한 전송을 행하는 구조가 된다.

 이러한 테라 스케일 기술이 현실이 되어 온 것으로, 메가 데이터 센터도 현실적인 것이되어 왔다는 것이 래트너 씨의 이번 기조 강연의 요약이다.

 R & D 관련 화제로, 그럼에도 데이터 센터를 소재로 하는 강연이기 때문에, 이러한 기술이 미래에는 PC에서도 이용될 가능성이 있다고 해도, 조금도 감이 오지 않는다 느낌을 받을지도 모른다. 다만 테라 스케일 기술에 의해 메가 데이터 센터를 가진 서비스 업체가 늘어나면 그만큼 온라인 서비스도 충실해지는 것이다. 그것은 간접적으로 일반 사용자에게 이점으로 누릴 수 있는 것은 아닐까?

 

 

기조 강연에서 소개된 테라급 프로세서. 부동 소수점 연산을 하는 정도의 명령어 세트와 코어 간의 접속을 하는 라우터만을 가진 단순한 것이지만, 틀림없이 80개의 코어를 가진 매니 코어 프로세서다

 

 

 

테라 스케일 프로세서 웨이퍼를 소개하는 래트너 씨. 오른쪽이 이번에 소개된 80 코어 프로세서와 메모리 스택을 한 웨이퍼. 중앙은 동일 시제품. 왼쪽은 코어와 메모리를 연결하는 범프 층이다

 

 

 

웨이퍼를 확대한 사진. 가로로 8개, 세로로 10개의 코어를 가지고 있는 것을 확인할 수있다. 옆에는 용도는 알 수 없지만 SRAM 같은 것도 실장되어 있다.

 

 

 

코어와 메모리를 스택하는 것으로 다수의 핀으로 접속시켜,

결과 1Tbps의 대역폭을 실현한다.

 

 

 

하이브리드 실리콘 레이저를 Intel과 공동 개발하고 단상에서 칩의 설명을 행하고 있는 캘리포니아 대학 산타 바바라 캠퍼스 전자 / 컴퓨터 공학 교수인 존 바우워즈 씨

 

 

 

하이브리드 실리콘 레이저의 구조를 소개한 3D 모델. 주황색 부분이 인화 인듐, 회색과 녹색 부분이 실리콘으로, 두가지 소재를 접착하고 있는 것이 특징. 인화 인듐에 전기를 가하는 것으로 발생한 레이저의 흐름을 실리콘에 의해 제어한다.

 

 

 

기조 강연에서 실시된 하이브리드 실리콘 레이저의 시현. 4개의 레이저 빛을 적외선 카메라로 읽고 있다. 기조 강연에서는 사이의 카드를 통해서 레이저가 차단되는 모습을 보임으로써 레이저가 발사되고 있는 것을 증명했다

 

 

 

시현에 사용된 하이브리드 실리콘 레이저.

앞단 부위에 하이브리드 실리콘 레이저 칩을 갖추고 있다

 

 

 

하이브리드 실리콘 레이저를 이용한 I / O 링크의 예. 25개의 레이저를

멀​​티플렉서에 의해 하나의 신호로 묶어 1개의 광섬유 케이블로 송신 수신을 한다.

 

 

2006년 9월 28일 기사

 

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