2015년 12월 10일부터 11일 이틀간 Intel의 일본 법인인 인텔 (이하 Intel)은 도쿄 도내에서 " 인텔 소프트웨어 컨퍼런스 도쿄 "라는 개발자 이벤트를 개최한다. 이 이벤트의 테마가 되는 것은 이른바 High Performance Computing (이하 HPC) 분야를 위한 소프트웨어 개발이다.
Hugo Saleh 씨
(Director of Marketing and Industry Development, HPC Platform Group, Intel)
이벤트 첫날인 10 일에는 방일한 Intel의 HPC 담당자에 의한 보도 관계자 전용의 설명회가 진행되며, 회사에 의한 HPC 방안을 설명했다. 게이머에 직접 관계있는 화제는 없지만, Intel이나 NVIDIA, ARM 등의 프로세서 메이커가 힘을 쏟는 HPC 분야의 최신 사정이 엿보이는 것으로, 간단히 리포트 하고자 한다. 설명을 담당한 것은 Intel에서 HPC 마케팅 & 산업 개발 담당 디렉터인 Hugo Saleh (휴고 살레)씨이다.
HPC 시스템을 구축하는 요소를 정리한 플랫폼 Scalable System Framework
Saleh 씨는 우선, HPC 분야의 현 상태를 간단히 설명했다. "HPC는 지식과 혁신의 "에너지 원 " 이며, 다양한 분야에서 HPC의 활용에 의해서 문제해결 및 발견, 발명 등이 이루어지고 있다는 것이다. 그리고 HPC 분야에서는 한층 현재 연산 성능을 향상시키기 위해 크게 세 가지 문제를 해결할 수 있도록, 방안이 이루어지고 있다고 한다.
하나는 현재의 "HPC 시스템에 존재하는 병목의 해소"에 의해 성능을 향상시키는 것. 두 번째는 "인프라 분산"의 해소이다. 현재 빅 데이터 해석이나 기계 학습, 데이터의 가시화 등의 연구가 따로따로 이루어지고 있는 것으로, HPC 생태계와 자원이 분산되어 버리고 있는 것이 문제라고 한다. 그리고 세 번째는 클라우드의 이용을 전제로, 이해하기 쉬운 "프로그래밍 모델의 도입" 이라는 요소이다.
이것들이 HPC의 확산을 막는 장벽이 되어 새로운 보급을 위해 이를 해소 할 필요가 있다고 Saleh 씨는 말한다.
HPC 보급의 앞을 가로막는 3가지 과제. 시스템의 "병목", 자원과 생태계의 "분산", 그리고 보급의 "장벽"을 해결할 필요가 있다고 한다
때문에 Intel이 제창한 것이 모든 HPC 분야의 요구에 응할 수 있는 통일 된 플랫폼 " Intel Scalable System Framework "(SSF)이다.
SSF는 Xeon 및 Xeon Phi 등의 프로세서에 의한 "컴퓨트"와 "메모리 및 스토리지", 시스템 간을 연결하는 인터커넥트 기술인 "패브릭", 그리고 "소프트웨어"의 4가지로 구성된 플랫폼이다. 이들은 Intel이 2016년 시장 투입을 위해 개발중인 차세대 Xeon Phi " Knights Landing "(나이츠 랜딩 개발 코드명)을 상정한 HPC 시스템이다.
간단하게 말하면, HPC 시스템 판매업자는 Intel과 파트너가 제공하는 SSF 대응 구성 요소와 소프트웨어를 결합하여 HPC 시스템을 쉽게 구축 할 수 있게 된다는 것이다.
프로세서 (컴퓨팅), 메모리 / 스토리지, 패브릭, 소프트웨어 4요소로 HPC 시스템 구축의 해법을 제공하는 것이 SSF라는 것
SSF 에서는 " Intel Omni-Path Architecture "(이하 Omni-Path)라는 패브릭 인터페이스를 이용해서 프로세서 간 또는 시스템 보드 간의 연결을 가능하게 하는 것도 특징이다. HPC 분야에서는 시스템 끼리의 연결에 "InfiniBand" 라는 패브릭 인터페이스가 널리 사용되고 있는데, Omni-Path는 이를 대체도 노리고 있다고 Saleh 씨는 설명했다. Omni-Path 용 스위치나 외부 연결 케이블 시스템과 같은 구성 요소도 Intel의 파트너 기업과 협력하여 준비한다고 한다.
Omni-Path는 SSF 용 패키지 간 또는 시스템 간의 연결 기술이다. Intel이 인터페이스 용 및 스위치 칩을 개발한다. 버스는 양방향으로, 링크 당 단방향의 최대 데이터 전송 속도는 100Gbit/s 된다고 한다.
Omni-Path 용칩이나 인터페이스 카드, 스위치 및 케이블 등은 Intel과 파트너가 제공한다고
Knights Landing CPU 패키지. 중앙이 CPU로,
좌우 8개의 패턴은 3D 적층 DRAM 용이라고 생각된다
그런데, SSF의 요점인 프로세서 Knights Landing는 코 프로세서로 밖에 동작하지 않는 "Knights Corner"인 현재 Xeon Phi와 달리 호스트 프로세서를 필요로 하지 않고 단독으로 기동하는 프로세서이다. Silvermont 아키텍처를 기반으로 HPC 용인 "AVX-512" 명령을 확장한 CPU 코어를 72개 집적한 CPU로, 프로세서 패키지는 3D 적층 DRAM을 16GB 탑재한다고 한다 (관련 기사 ).
프로세서 패키지 상의 메모리 외에, 외부 연결 메모리로 DDR4 DRAM을 사용할 수 있으며 Intel과 Micron Technology가 공동 개발한 " 3D XPoint "(3D 크로스 포인트) 메모리를 DDR4 DRAM 용 DIMM 소켓에 장착하는 것으로, 대용량에 고속인 비 휘발성 메모리를 탑재하는 것도 가능하고 한다.
Knights Landing은 SSF의 중심이 되는 차세대 Xeon Phi이다
HPC 전용의 스토리지 시스템으로는 오픈소스 파일 시스템 " Lustre "(러스터)를 사용한 시스템이 제공된다. 이것은 다수의 프로세서가 동시에 액세스 하는 HPC에서의 대용량 데이터 운용을 상정한 스토리지 시스템으로, 빅 데이터 처리 등에 알맞다고 한다. Saleh 씨에 따르면, 일반적으로 스토리지 시스템에서 메모리로의 읽기에 10분 정도 걸리던 처리가, Lustre의 도입으로 10초로 단축된 사례도 있었다고 한다.
Lustre는 오픈 소스 의한 HPC 용 스토리지 시스템.
엔터프라이즈 및 클라우드용 제품도 준비되어 있다
SSF를 응용한 HPC 시스템의 사례로 2015년 4월, Intel과 슈퍼 컴퓨터 제조업체 Cray가 미국 에너지부로 부터 수주한 차세대 슈퍼 컴퓨터 " Aurora 오로라 "가 꼽혔다. 이 시스템에서는 Knights Landing의 한층 차세대인 " Knights Hill "(나이츠 힐 개발 코드명)을 기반으로 하는 것이라고 한다.
Knights Hill은 Knights Landing과 호환성을 갖고, 10nm 공정으로 제조되는 후속 프로세서로, 당연히 SSF에 대응한다. Saleh 씨는 이 Aurora에서 180P FLOPS 이상의 연산 성능을 제공한다고 말하면서, Knights Landing과 SSF는 이런 슈퍼 컴퓨터로도 이어져 가는 기술이라고 한다.
Intel이 수주한 미국 에너지부 슈퍼 컴퓨터 "Aurora" 차 차세대 Xeon Phi 칩을 채용하여 180PFLOPS 이상의 성능을 달성할 예정
이미 여러 업체가 SSF을 채용할 예정에 있으며, 2016년 1분기에는 레퍼런스 디자인 등을 포함한 "Intel SSF Design Guidance"이 제공된다고 Saleh 씨는 예고했다.
SSF를 이용한 HPC 시스템의 구축은 스페인 바르셀로나의 "Supercomputing Center"와 영국 캠브리지 대학 및 Dell과의 프로젝트 등으로 진행되고 있다고 한다
2015년 12월 11일 기사
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