인텔 제온 프로세서, 세계 슈퍼컴퓨터 장악 시작

▲ 인텔 제온 Phi PCIe 카드(사진제공: 인텔)

인텔코리아는 인텔 제온 프로세서 E5-2600 제품군이 오늘 국제 슈퍼 컴퓨팅 컨퍼런스(ISC)에서 발표된 제 39차 전세계 Top 500슈퍼컴퓨터 리스트에서 3개의 페타스케일급 시스템을 포함해 총 44개의 시스템에 탑재되어 가장 빠른 프로세싱 기술 도입으로 슈퍼컴퓨팅 분야의 새로운 기록을 달성했다고 밝혔다.

4위에 랭크된 독일 LRZ연구소의 ‘SuperMUC’는 2.9 페타플롭스(PetaFLOPs) 성능을 제공하며 유럽에서 가장 강력한 슈퍼컴퓨터이자 인텔 제온 프로세서 E5 제품군 기반 중 최대 규모 구축을 차지했다.

인텔은 또한 2012 국제 슈퍼컴퓨팅 컨퍼런스(International Supercomputing Conference)에서 인텔 MIC(Many Integrated Core) 아키텍처 기반 제품 브랜드인 인텔 제온 Phi를 공개했다.  2012년 말 출시 예정인 1세대 인텔 제온 Phi 제품군(코드명 ‘나이츠 코너(Knights Corner)’ 코-프로세서)은 기존의 인텔 제온 프로세서 E5-2600/4600 제품군을 보완하며 고도로 병렬화된 워크로드를 위한 새로운 수준의 성능을 제공한다. 인텔 제온 Phi 1세대 제품은 주로 고성능 컴퓨팅(HPC)을 겨냥하고 있으며, 이후 세대부터 기업용 데이터센터와 워크스테이션으로 넓혀간다는 전략이다.

라즈 하즈라(Raj Hazra) 인텔 부사장 겸 데이터센터 및 커넥티트 시스템 그룹(Data Center and Connected Systems Group) 테크니컬 컴퓨팅(Technical Computing) 총괄매니저는 “인텔 제온 프로세서 E5 제품군은 고성능 컴퓨팅의 기하급수적인 성능 향상에 기여하며 Top500 슈퍼컴퓨터 중 44대를 차지한 것을 자랑스럽게 생각한다”라며 “인텔 제온 Phi 제품군의 포트폴리오 추가로 과학자, 엔지니어, IT 전문가들은 기후 변화에서부터 위기 관리까지 다양한 문제를 효율적으로 해결하는 새로운 성능의 지평을 경험하게 될 것이다. 이것은 2018년까지 엑사스케일급 컴퓨팅 달성과 오늘날의 고도로 병렬화된 애플리케이션을 위한 전례 없는 성능의 독자적인 기술 카테고리를 창조하는 인텔의 노력”이라고 말했다.

인텔은 코-프로세서 코드명 ‘나이츠 코너’로 알려진 인텔 제온 Phi 제품군에서 처음으로 상용화되는 새로운 기술 세부 내용을 발표했다. 인텔 제온 Phi 코-프로세서는 고도로 병렬화된 애플리케이션을 위한 혁신적인 성능을 제공할 뿐만 아니라 인텔 아키텍처에서 제공하는 친숙한 프로그래밍 모델, 기술, 개발 도구를 모두 활용할 수 있어 편리하다. 소프트웨어 회사와 IT 부서에서 활용할 수 있는 병렬 CPU 코드가 많기 때문에 가속기와 관련된 독점 프로그래밍 모델에 개발자 인력을 묶어 둘 필요가 없다.

인텔 제온 Phi 코-프로세서는 x86 프로그래밍 모델과의 호환성을 넘어 HPC에 최적화되고 고도로 병렬화된 별도의 컴퓨트 노드로 애플리케이션에 표시되며 호스트 OS와 상관 없이 자체 리눅스 기반 운영체제를 실행한다. 이러한 기능 덕분에 클러스터 솔루션을 구현할 때에도 GPU 기반 기술에서는 제공되지 않는 뛰어난 유연성을 제공한다.

인텔의 혁신적인 22나노미터(nm) 공정의 3D 트라이 게이트 트랜지스터로 생산된 인텔 제온 Phi 코-프로세서는 PCIe 폼팩터에서 사용이 가능하며 50개 이상의 코어와 최소 8GB의 GDDR5 메모리를 수용한다. 또한 한 번의 명령으로 다수의 데이터 요소를 처리하여 성능을 향상시키는 512b 와이드 SIMD를 지원한다. 작년에 인텔은 DGEMM 측정을 통한 ‘나이츠 코너(Knights Corner)’ 코-프로세서 시연에서 배정밀도의 1테라플롭스(초당 1조번 부동소수점 연산)를 기록했다. 인텔은 ISC’12에서 업계 표준 벤치마크 테스트인 린팩(Rmax)1이 측정한 것과 동일하게 노드 당 1테라플롭스를 넘는 유효 성능을 보여주었다. 1997년에는 1테라플롭스 장벽을 넘기 위해 ASCII RED* 슈퍼컴퓨터에 9000개 이상의 인텔 펜티엄 프로세서가 필요했던 것과 비교해볼 수 있다.

초기 제품 양산은 2012년 하반기로 계획되어 있지만, 인텔은 최초의 인텔 제온 Phi 코-프로세서 기반의 개발 클러스터를 이미 운영하고 있으며 118테라플롭스의 성능으로 Top500대 리스트에서 149위를 기록했다고 발표했다.

인텔 제온 Phi 코-프로세서는 이미 업계에서 강력한 지지를 얻고 있으며 Bull, Cray, Dell, HP, IBM, Inspur 및 NEC를 비롯한 44개의 제조업체가 시스템 로드맵에 적극적으로 포함시키고 있다.

페그 윌리엄스(Peg Williams) 크레이(Cray) HPC 시스템 수석 부사장은 “우리는 고객들에게 연구 및 개발 한계를 한층 끌어올린 인텔 제온 Phi 코-프로세서 기반의 차세대 슈퍼컴퓨터 코드네임 ‘캐스케이드(Cascade)’를 발표하게 되어 매우 기쁘다”며 “캐스케이드 시스템은 크레이 슈퍼컴퓨터의 혁신적인 HPC 기술을 집약하여 뛰어난 성능을 제공할 것이다. 업계 선도적인 인텔 제온 프로세서 및 새로운 인텔 제온 Phi 코-프로세서와 결합으로 전세계 HPC 센터를 위한 매우 강력한 시스템을 만들어 낼 것”이라고 말했다.

2013년 초 가동 예정인 최초의 페타스케일급 슈퍼컴퓨터인 ‘Stampede’는 인텔 제온 프로세서 E5 제품군과 인텔 제온 Phi 코-프로세서를 결합하여 운영될 계획이다. 인텔은 내년부터 인텔 제온 Phi 코-프로세서의 프로그래밍 지원과 성능 효율성을 활용한 페타스케일급 컴퓨터가 늘어날 것으로 기대하고 있다.

HPC의 컴퓨팅 성능이 강화되면 48시간 일기예보와 같은 정확도로 2주 동안의 날씨를 예측하거나 현재로서는 2주간 $60,000의 비용이 소요되는 인간 게놈 지도 프로젝트를 12시간 만에 $1000의 비용으로 완료할 수 있는 등 다양한 문제를 해결할 수 있다. 이렇듯 성능에 대한 끝없는 요구로 인해 지난 5년 동안 HPC 프로세서 판매가 가파르게 성장해 왔으며, 인텔은 앞으로 5년간 연평균 성장률이 20퍼센트에 육박할 것으로 예측하고 있다. 인텔은 2013년 세계에서 가장 강력한 슈퍼컴퓨터에 장착되는 CPU는 2011년에 인텔에서 판매한 전체 서버 CPU의 1퍼센트를 넘어설 것이라고 예측했다.

엑사스케일급의 성능을 달성하려면 HPC의 패브릭과 아키텍처 모두에서 혁신이 필요하다. 2018년까지 엑사스케일급 성능을 달성하겠다는 약속을 지키기 위해, 인텔은 미래에 이러한 성능 향상을 가속화할 수 있는 영역에 막대한 금액을 투자해 오고 있다. 최근 QLogic의 인피니밴드(Infiniband)와 Cray사의 상호연결 자산 인수는 미래 엑사스케일급 플랫폼 확장을 위한 병목 현상을 혁신하기 위한 인텔의 노력이다.

제 39차 Top 500 리스트에 등재된 슈퍼컴퓨터 중 74% 이상(372대 시스템)이 인텔 프로세서를 채택하고 있다. 지난번 발표된 순위와 비교하여 새로 순위에 진입한 슈퍼컴퓨터에서 인텔이 차지한 비율은 75% 이상이다. 전체 리포트는 (www.top500.org) 에서 확인할 수 있다.