인텔은 독일 라이프치히에서 개최되는 국제 슈퍼 컴퓨팅 컨퍼런스(ISC 2014)에서 최신 세대 제품에 관한 코드 최적화 투자의 이점을 확대시키는 차세대 '인텔? 제온 Phi™ 프로세서'(코드명: 나이츠 랜딩-Knights Landing)의 새로운 세부사항을 발표했다.

새롭게 발표된 인텔? 제온 Phi™ 프로세서는 온-패키지, 고대역폭, 온-패키지 메모리와 통합되는 새로운 빠른 속도의 패브릭을 특징으로 하며, 인텔은 이를 통해 과학적 발견의 가속화를 가져올 것으로 예상하고 있다. 오늘날 메모리와 패브릭은 슈퍼 컴퓨터의 성능과 집적도를 결정하는 중요 구성 요소로 자리잡고 있다.

'인텔? 옴니 스케일 패브릭'으로 불리는 새로운 상호 연결 기술은 차세대 고성능 컴퓨팅(HPC)의 요구사항에 맞춰 설계됐다. 차세대 인텔 제온 Phi 프로세서와 향후 인텔 제온 프로세서에도 통합될 예정이다. HPC최적화 아키텍처 기반의 패브릭을 동반한 이러한 통합은 HPC 구축 시 요구되는 성능과 확장성, 안정성, 전력, 밀집도를 충족할 수 있다. 새로운 패브릭은 대량 생산을 통해 엔트리 수준의 성능과 가격의 균형을 유지할 예정이다.

인텔 워크스테이션·HPC의 찰스 위슈파드(Charles Wuischpard) 총괄 매니저(부사장)는 "인텔은 인텔 옴니 스케일 패브릭을 나이츠 랜딩에 통합함으로써 HPC 시스템의 기본 빌딩 블록을 근본적으로 재설계 하고 있으며, 이는HPC 산업 분야의 주요 이정표가 될 것이다"라며, "나이츠 랜딩은 오늘날 메모리와 입·출력 성능의 문제를 해결할 진정한 의미의 다중 코어 프로세서이다"라고 말했다. 그는 또 "이를 통해 프로그래머들은 기존 코드 및 표준 프로그래밍 모델을 활용하여 광범위한 분야의 애플리케이션 세트에서 높은 성능을 달성할 수 있다. 제품의 플랫폼 디자인과 프로그래밍 모델, 균형 잡힌 성능은 엑사스케일을 향한 첫 번째 실질적 단계이다"라고 덧붙였다.

나이츠 랜딩은 PCle 기반 카드 옵션뿐만 아니라, 메인보드 소켓에 직접 탑재된 독립 프로세서로 사용 가능하다. 소켓형 옵션은 GPU와 가속기 솔루션에서 PCle 전송 데이터의 병목 현상의 대역폭과 프로그래밍 복잡성을 제거한다. 또한 나이츠 랜딩은 최대 16GB의 고대역폭을 지원하는 온패키지 메모리를 포함한다. 마이크론(Micron)사와의 파트너십을 통해 설계된 메모리는 DDR4 메모리에 비해 5배 향상된 대역폭을 제공하며, 최신 GDDR 기반 메모리와 비교해 5배 향상된 에너지 효율성, 3배 이상의 집적도를 전달한다고 인텔측은 전했다. 통합 인텔 옴니 스케일 패브릭(Omni Scale Fabric)과 함께 사용할 경우, 나이츠 랜딩이 독립적 컴퓨팅 빌딩 블록으로 설치할 수 있게 돼 새로운 메모리 솔루션의 구성 요소의 수를 줄이고 공간 및 전력 효율성을 높일 수 있다고.

60개 이상의 HPC용 실버몬트 아키텍처 기반 코어들로 구동되는 나이츠 랜딩은 최신 제품과 비교해 3 테라플롭스(TFlops) 이상의 배정밀도(Double-precision) 성능과 3배 싱글 스레드(single-threaded) 성능을 제공할 것으로 인텔측은 예상하고 있다. 독립 서버 프로세서인 나이츠 랜딩은 인텔 제온 프로세서 기반 플랫폼에 DDR4 시스템 메모리 수준의 성능 및 대역폭을 제공하며, 이는 애플리케이션이 보다 큰 메모리 풋프린트(Memory Footprint)를 가질 수 있도록 지원한다. 또한 나이츠 랜딩은 인텔 제온 프로세서와 2진 호환이 가능해, 소프트웨어 개발자들이 보다 쉽게 다수의 기존 코드를 다시 사용할 수 있도록 한다.

별도의 시스템 구성 요소 업그레이드가 필요 없는 빠른 업그레이드 및 개별 구성 요소를 선호하는 고객들은 나이츠 랜딩과 인텔 옴니 스케일 패브릭 컨트롤러를 별도 PCle 기반 확장 카드로 사용할 수 있다. 인텔? 트루 스케일 패브릭(Intel? True Scale Fabric)과 인텔 옴니 스케일 패브릭 간 애플리케이션 호환성을 통해 고객들은 별도의 애플리케이션 변환 없이도 새로운 패브릭 기술로 전환이 가능하다. 인텔은 인텔 옴니 스케일 패브릭이 출시되는 시기에 맞춰 기존 인텔 트루 스케일 고객들에게 업그레이드 프로그램을 제공할 예정이다.

나이츠 랜딩 프로세서는 2015년 하반기에 시스템에 적용될 예정이다. 지난 4월 미국 국립 에너지 연구 과학 컴퓨팅 센터(NERSC, National Energy Research Scientific Computing)는 2016년, 5천명 이상의 사용자와 7백 명 이상의 초대형 과학 프로젝트 지원하는 HPC 설치 계획을 발표한 바 있다.

NERSC 디렉터이자 로렌스 버클리 국립 연구소(Lawrence Berkeley National laboratory)의 수딥 도산지(Sudip Dosanjh) 박사는 "NERSC의 차세대 슈퍼컴퓨터인 코리(Cori) 개발을 위해 인텔 및 크레이(Cray)와 파트너십을 체결하게 되어 매우 기쁘다"며, "코리는 9천 3백개 이상의 인텔 나이츠 랜딩 프로세서로 구성되며, 활용 가능한 프로그램 모델을 통해 우리의 사용자들이 엑사스케일로 진입할 수 있도록 도울 것이다. 메모리 대역폭의 제한이 있는 기존 코드 역시 나이츠 랜딩의 빠른 온패키지 메모리 속도로 큰 혜택을 얻게 될 것이다. 이를 통해 현재의 슈퍼 컴퓨터로는 불가능한 새로운 과학이 가능해지기를 기대하고 있다"고 말했다.

인텔 옴니 스케일 패브릭은 인텔 자체적인 혁신적 기술과 크레이(Cray)와 Q로직(QLogic)의 특허 기술이 결합해 구축됐다. 어댑터와 말단 스위치, 디렉터 스위치 시스템, 오픈 소스 패브릭 관리 및 소프트웨어 툴의 구성을 제공하는 전체 제품 라인을 포함한다. 기존 패브릭의 디렉터 스위치 내 전통적인 트랜시버(Transceiver)는 인텔? 실리콘 포토닉스(Intel? Silicon Photonics) 기반의 솔루션으로 교체되며, 이는 향상된 포트 집적도와 케이블 단순화, 비용 절감을 가져온다. 인텔 실리콘 포토닉스 기반의 케이블과 트랜시버 솔루션은 인텔 옴니 스케일 기반 프로세서와 어댑터 카드, 말단 스위치에 활용될 예정이다.

최신 인텔 제온 프로세서와 인텔 제온 Phi 코프로세서는 35 페타플롭스의 중국 '밀키 웨이2'(Milky Way 2)와 같은 세계 최고 수준의 시스템을 구동하고 있으며, 인텔 제온 Phi 코프로세서는 전세계적으로2백 개 이상의 OEM 설계에 포함돼 있다.

인텔은 제 43차 전세계 TOP 500 목록을 통해 인텔 기술이 전세계에서 가장 강력한 슈퍼컴퓨터들의 표준 빌딩 블록으로서 역할을 지속하고 있음을 보여준다고 강조했다. 인텔 기반 시스템은 전체 슈퍼컴퓨터 목록 내 85% 를 차지하고 있으며, 신규 수요의 97%를 차지하고 있다. 인텔의 첫 번째 다중 코어 아키텍처 제품들이 출시된 이후 18개월 내, 인텔 제온 Phi 코프로세서 기반 시스템들이 TOP 500 슈퍼컴퓨터의 총 성능의18%를 점유 한 바 있다. 전체TOP 500목록은 www.top500.org/ 에서 살펴 볼 수 있다.

인텔은 다중 코어 프로세싱용 애플리케이션을 최적화 하기 위해 전세계 대학 및 연구 기관과 공동으로 30개 이상의 인텔 병렬 컴퓨팅 센터(Intel Parallel Computing Centers; IPCC)를 설립한 바 있다. 현재 인텔 제온 Phi 코프세서를 기반으로 병렬 최적화를 수행 중인 사용자들은 나이츠 랜딩에서도 그 성능 및 효과를 그대로 구현할 수 있으며, 이는 새롭고 혁신적인 기능 활용에 크게 기여할 것이라고 인텔은 강조했다.

김종렬 기자 obtain07@noteforum.co.kr

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