차세대 인텔 제온 파이, 코드명 “나이츠 랜딩(Knights Landing)”

독일에서 개최된 ISC'13은 인텔에게 있어서 그 어떤 행사보다도 뜻 깊은 행사였을 것입니다. 인텔 기반의 슈퍼컴퓨터가 1997년 6월 ASCI Red 이후로 13년만에 처음으로 1위를 차지 했을 뿐만 아니라,  발표된지 6개월된 제온 파이 코프로세서가 48,000개나 사용되었기 때문입니다. 또한 새롭게 이름을 올린 슈퍼컴퓨터들 중 무려 98%에 해당하는 시스템들이 인텔 제온 프로세서를 사용했습니다. 두말할 것도 없이 인텔 제온 프로세서의 높은 성능과 뛰어난 에너지 효율성을 증명한 셈이죠. 인텔에서는 이때 차세대 제온 파이, 나이츠 랜딩(Knights Landing)을 공개하였는데 이 차세대 제품의 특징에 대해서 적어보고자 합니다.

이번에 발표된 나이츠 랜딩의 주요 특징은 다음과 같습니다.

• 첨단 14nm 반도체 공정 기술 기반
• 독립 CPU(호스트 프로세서) 또는 PCIe 코프로세서 타입
• CPU와 메모리를 동일 패키지화(on-package) 

차세대 제품에서 더 높은 성능과 에너지 효율성을 제공하는데 있어서 14nm 공정 기술은 가장 기본적인 기술적 발판이 되어줄 것입니다. 앞으로 더 많은 코어수를 지원하고 현재의 해스웰 프로세서처럼 메모리를 CPU에 포함 시킬 것으로 예상이 되는데 이것들을 가능하게 하는 것이 바로 최첨단 14nm 미세 공정 기술입니다. 이 기술로 더 많은 트랜지스터들을 집적하여 발생하는 전력 소비를 낮춰야만 하는 어려움을 극복할 수 있으리라 생각됩니다.

다음으로 중요한 2번째 기능은 현재 나이츠 코너처럼 코프로세서로 동작할 뿐만 아니라 CPU처럼 독립적으로 동작을 할 수 있도록 하는 것입니다. 이것은 프로그래머 개발자들에게 엄청난 유연성을 제공하게 되고 오프로드(Offload)를 할 때 발생하는 오버헤드를 줄여 성능을 높일 수가 있게 됩니다. 지금 현재 제품을 사용할 때는 항상 호스트 프로세서로서 제온 프로세서를 함께 사용하여만 하지만 앞으로는 제온 파이 혼자서 OS를 부팅하고 프로그램들을 실행시킬 수 있는 제온 프로세서와 같은 '프로세서'가 되는 것이죠. 그렇게 된다면 제온 파이가 직접 인터커넥트 패브릭 솔류션에 연결되어 시스템이 훨씬 간단해지고 성능은 높아질 뿐만 아니라 에너지 소비를 줄일 수 있게 되는 것입니다.

세 번째로는 메모리가 프로세서와 같은 패키지에 포함이 된다는 것입니다. 이것으로 높은 메모리 대역폭과 급격히 낮아진 레이턴시를 제공할 수 있게 되고 높아질 CPU의 성능과 균형을 맞출 수 있게 될 것으로 예상됩니다. 높아지는 프로세서의 성능에 맞춰 메모리 및 IO의 성능을 균형있게 맞추는 것이 인텔에서는 중요한 일이죠. 현재로서의 가장 합리적인 해결책이 바로 프로세서 칩과 메모리 칩을 합쳐 패키지 하는 것이리라 생각됩니다. 그 이후에는 CPU 칩과 메모리 칩을 쌓는 것일 수도 있겠죠. 이 메모리는 3 가지 방식으로 사용될 수 있습니다. 프로세서와 메모리 사이에서 CPU의 캐시처럼 추가적인 캐시 역할을 할 수 있으며 다음으로는 외부 메모리의 확장으로 사용될 수 있고, 마지막으로는 내장 온-패키지 메모리를 두 부분으로 나눠 각각 캐시와 메모리 확장으로 사용할 수 있는 하이브리드 방식으로 사용될 수 있습니다. 사용자 애플리케이션 환경에 따라 사용할 수 있는 유연한 사용 모델을 제공하는 것이죠.

차세대 인텔 제온 파이 프로세서: 나이츠 랜딩

앞으로 나이츠 랜딩이 발표되는 시점에 테크니컬 컴퓨팅 환경이 어떻게 변화가 될 지 무척 궁금합니다. 엑사급의 슈퍼컴퓨터 시대가 인텔의 의지대로 업계 예상보다 2년정도 앞선 2018년에 도래할 지 재미있게 살펴볼 일입니다.

참고자료

- 2013 ISC에서 발표된 인텔의 뉴스 보도자료