자일링스, 데이터센터 위한 FPGA 기반 가속 스택 발표

하이퍼스케일 데이터센터의 FPGA 채택 촉진
  • 2017년 01월호
  • 김영학 기자, yhk@elec4.co.kr

자일링스는 지난 12월 7일 기자간담회에서 하이퍼스케일(Hyperscale) 데이터센터 관련 FPGA전략을 발표했다.

자일링스가 데이터센터를 위한 FPGA 전략과 함께 클라우드 규모의 애플리케이션을 대상으로 하는 FPGA기반의 ‘재구성 가능한 가속 스택(Reconfigurable Acceleration Stack)’을 소개했다.

자일링스의 스티브 글레이저(Steve Glaser) 기업전략마케팅 그룹 수석부사장은 “자일링스는 FPGA 뿐만 아니라 특정 목적을 위한 시스템의 하드웨어 최적화와 소프트웨어 영역으로의 역량 확대로 소프트웨어와 관련한 지능화와 하드웨어 최적화를 통해 IoT 역량을 갖추게 됐다”고 말했다.

글레이저 수석부사장은 새로운 제품 출시와 디자인 환경 구축으로 새로운 프로그래밍 모델을 도입할 수 있게 됐음을 강조했다. 특히 2015년 하드웨어 제품 차원에서는 높은 수준의 소프트웨어 지능화를 지원할 수 있는 MPSoC를 도입했으며, 최근에는 FPGA와 HBM을 결합한 3차원(3D) IC를 선보였다. 3D IC는 데이터센터가 주 타깃이며, 소프트웨어 애플리케이션과 높은 워크로드(Work Road)를 감당하면서 고효율을 구현할 수 있는 장점을 지니고 있다.

 

글레이저 부사장은 산업별 메가트렌드로 클라우드컴퓨팅, 임베디드 비전, 산업용 IoT, 5G 무선통신을 꼽았다. 그에 따르면, 자일링스의 역할은 클라우드 컴퓨팅에서는 가속화에 초점을 맞춘 컴퓨팅과 스토리지 네트워킹, 임베디드 비전에서는 자동차와 기기들의 모든 것을 볼 수 있도록 하는 것, 산업용 IoT에서는 안전하고 보안이 보장된 연결성, 5G 무선통신에서는 IoT의 확대와 커넥티드 카의 실현 등이 가능해지는 연결성기반의 기술 도입에 있다. 



경쟁사 성능 대비 와트당 2~3배

앤디 월시(Andy Walsh) 자일링스 전략 시장 개발 및 클라우드 컴퓨팅 담당 이사는 데이터센터 분야에서 자일링스의 모습과 재구성 가능한 가속스택에 대해 소개했다. 특히 그는 하이퍼스케일 데이터센터와 관련한 주요 협력 사례를 집중 소개했다. 중국 바이두(Baidu)는 기계학습(machine learning) 음성 처리와 자동화를 위해 자일링스의 FPGA를 채택했다. 아마존도 F1 인스턴스 서비스를 발표하면서 자일링스 FPGA를 이용하겠다고 발표했다.

월시 이사는 FPGA가 하이퍼스케일에서 부각되고 있는 추세임을 강조하며 “바이두는 오토모티브 및 음성 처리를 위한 기계학습에 FPGA를 활용하고 있는데, FPGA를 공유(Pooled) 자원으로 데이터센터에 워크로드 기반으로 배치했다”고 언급했다.
디파이테크(Deephi Tech)의 경우에는 기계학습 추론(Inference) 분야에 FPGA를 활용하고 있다.

 

월시 이사는 하이퍼스케일 워크로드에 대해 FPGA와 서버 CPU의 와트 당 성능을 비교했다. 이 비교에서 기계학습 추론은 11배, 데이터 분석은 33배, 영상처리와 스토리지는 각각 40배, 네트워킹은 23배 뛰어난 성능을 얻을 수 있다고 분석했다. 특히 그는 기계학습 및 데이터 분석 가속 측면에서, 한 대의 듀얼 제온 CPU와 16개의 공유 FPGA를 기반으로 한 서버를 24대의 듀얼 제온(Xeon) CPU 기반 서버와 비교해 설명했다. 월시 이사의 주장에 따르면, 전자의 경우 후자에 비해 시스템 비용 10분의 1, 전력 12분의 1, 랙 공간 12분의 1로 동일한 성능을 발휘한다.

애플리케이션 확장과 활용도 측면에서, 자일링스 FPGA는 프로그래밍과 재구성 가능한 속성으로 판단했을 때 계산부터 스토리지, 네트워크 가속 워크로드까지 애플리케이션의 폭이 가장 넓은 것으로 나타났다.

GPU와 맞춤형 ASIC도 풀 구성에 배치되어 있어 활용도가 높지만, 애플리케이션 확장을 지원하지 못하고 재구성 능력이 부족해 고정된 하드웨어 아키텍처에 맞춰진 작업만 가능하다. 인텔의 통합 MCM은 단일 패키지에 CPU와 FPGA를 결합한 특성 때문에, 애플리케이션 확장과 가속기 활용도를 제한해 전력 밀도 제약으로 FPGA를 저ㆍ중급 디바이스 및 워크로드에만 머물게 한다.

FPGA 간의 비교를 보면, 경쟁사 FPGA가 기계학습 분야에서 교육 중심의 정밀도에 초점이 맞춰져 있으나, 자일링스 FPGA는 추론에서 경쟁사 대비 와트당 2~3배의 성능을 제공하는 것으로 분석됐다.

자일링스의 ‘재구성 가능한 가속 스택’은 라이브러리, 프레임워크 통합, 개발자 보드, 오픈스택(OpenStack)지원이 포함된다. 자일링스에 따르면, 자사 FPGA를 통한 재구성 가능한 가속 스택은 x86 서버 CPU의 40배, 경쟁 FPGA보다 최대 6배의 연산 효율을 최단 루트로 실현한다.

월시 이사는 “자일링스의 FPGA는 데이터센터에서 가장 필요로 하는 확장성을 보장하고 있기 때문에 최고의 활용도, 투자대비 고효율을 제공하고 있어 데이터센터에서 FPGA를 도입하는 데 있어 최적의 방법론이 될 것”이라고 강조했다.

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