인텔(Intel)은 6월 24일 온라인 미디어 브리핑을 통해, 슈퍼컴퓨팅 및 인공지능 워크로드를 위한 차세대 기술과 전략들을 소개했다. 이 자리에서 인텔은, 점점 활용이 늘어나고 있는 HPC 시장에 균형잡힌 포트폴리오를 기반으로 접근하고 있으며, 차세대 프로세서와 GPU 솔루션 등이 최적화된 소프트웨어 플랫폼과 결합해 더욱 높은 성능과 강력한 경쟁력을 제공할 것이라 밝혔다.

인텔은 현재의 ‘3세대 제온 스케일러블 프로세서’가 HPC 시장에서도 높은 가치를 제공하며, 시장에서 좋은 반응을 얻고 있다고 소개했다. 그리고 코드명 ‘사파이어 래피즈(Sapphire Rapids)’로 알려진 차세대 제온 스케일러블 프로세서는 DDR5 메모리와 PCIe 5, CXL 1.1 등의 기술을 지원해 프로세서와 메모리, 주변장치들간의 연결 대역폭을 크게 끌어올릴 것이며, 딥러닝 추론과 훈련 성능을 향상시키는 새로운 명령어셋인 AMX(Intel Advvanced Matrix Extensions)가 지원될 것이라 소개했다. 또한, 인텔은 이 자리에서, 메모리 대역폭 등에 민감한 애플리케이션의 성능 극대화를 위해 ‘사파이어 래피즈’에 HBM(High Bandwidth Memory) 지원을 포함시킬 것이라 덧붙였다.

인텔의 Xe 아키텍처 기반 GPU는 PC의 프로세서 내장 GPU나 서버에서의 시각화 가속 지원에서부터 게이밍, 클라우드, HPC 영역에 이르기까지 다양한 성능 요구 수요에 대응할 수 있도록 동일한 아키텍처 수준에서 확장 가능한 구조를 가진 것이 특징이다. 그리고 이 Xe 아키텍처 기반 제품군 중 HPC 시장을 위한 최상위급 제품인 Xe HPC ‘폰테 베키오(Ponte Vecchio)’는 다양한 서브시스템들이 47개의 ‘타일’로 구성되고, 2D, 3D 패키징 기술이 복합적으로 사용되어 하나의 패키지로 구성되며, 이를 기반으로 한 모듈 4개가 결합되어 하나의 시스템으로 구성될 수 있을 것이라 소개했다. 또한, 인텔은 다양한 이종 하드웨어 구성을 결합하는 소프트웨어 플랫폼으로 oneAPI의 중요성 또한 강조했다.

▲ 인텔은 HPC 시장에 6개 기술 영역에서의 ‘균형잡힌’ 포트폴리오로 접근하고 있다

▲ 3세대 제온 스케일러블 프로세서는 HPC 영역에서도 높은 경쟁력을 제공한다

트리시 댐크로거(Trish Damkroger) 인텔 고성능 컴퓨팅 그룹 총괄 및 부사장은, HPC는 이제 과학 연구와 기상 예측 등은 물론이고, 제조업 등에 이르기까지 그 활용이 확대되고 있으며, 더욱 다양한 사용 사례와 더 많은 데이터, 더 많은 사용자라는 요소들이 결합되면서, HPC 시장에도 새로운 요구들이 등장하고 있다고 밝혔다. 그리고 인텔은 이러한 사용자들의 다양한, 새로운 요구들에 대해 ‘균형잡힌’ 접근 방식을 추구하고 있으며, 현재 인텔의 HPC 포트폴리오는 프로세서와 가속기 등을 포함하는 XPU 아키텍처, 메모리, 스토리지, 인터커넥트, 소프트웨어 도구, 보안에 이르기까지 총 6개의 영역에 걸쳐 있다고 소개했다.

이 중 XPU 아키텍처는 전통적인 ‘프로세서’와, 특정 유형의 연산을 빠르게 처리하는 GPU, FPGA 등의 ‘가속기’를 모두 포함한다. 그리고 인텔은 현재의 ‘3세대 제온 스케일러블 프로세서’가 이전 세대 대비 20% 늘어난 IPC와 함께 최대 40개 코어, 최대 8채널의 DDR4-3200 메모리 인터페이스, 소켓당 최대 6TB의 메모리 구성 등을 제공해, 이전 세대 대비 HPC 워크로드들에서 50% 이상 향상된 성능을 제공한다고 소개했다. 또한 워크로드의 유형에 따라 프로세서의 구성과 동작 방식을 선택할 수 있는 ‘인텔 스피드 셀렉트(Intel Speed Select Technology)’ 등은, 다양한 워크로드에 최적의 형태로 대응할 수 있는 유연성을 제공한다고 덧붙였다.

인텔은 이 자리에서, 32코어 구성의 3세대 제온 스케일러블 프로세서가 경쟁사의 32코어 프로세서와 비교해, 12개 주요 HPC 애플리케이션과 벤치마크에서 23% 정도 높은 성능을 제공한다고 소개했다. 또한 특정 애플리케이션들에서는 더욱 큰 성능 차이가 나타나는데, Monte Carlo에서는 105%의 성능 차이가 나타났고, LAMMPS에서는 57%, NAMD에서는 62%, Binomial Options에서는 37% 높은 성능을 제공한다고 밝혔다. 또한, 소프트웨어 최적화 측면도 성능 향상에 중요한 부분인데, 같은 제온 스케일러블 프로세서 기반 시스템에서 oneAPI를 통한 최적화로 소프트웨어 성능이 10배까지도 높아질 수 있고, 적절한 소프트웨어 최적화를 통해 40코어의 3세대 제온 스케일러블 프로세서는 경쟁사의 64코어 프로세서보다 20% 높은 AI 성능을 제공할 수 있다고 설명했다.

▲ HPC를 위한 GPU인 ‘폰테 베키오’는 여러 가지 측면에서 도전적인 접근이 돋보인다

▲ ‘oneAPI’는 다양한 하드웨어 생태계를 단일 플랫폼으로 결합할 수 있는 포용성이 특징이다

▲ ‘사파이어 래피즈’는 HBM 지원을 통해 HPC에 더 강력한 경쟁력을 제공할 것으로 예상된다

인텔의 GPU 포트폴리오는 12세대로 구분되는 Xe 아키텍처를 기반으로, 프로세서의 내장 그래픽에서부터 서버의 시각화 가속용 GPU, 게이밍용 GPU, 클라우드와 HPC 영역에 이르기까지 확장되는 것이 특징이다. 그리고 크게 네 개 계층으로 구성된 GPU 포트폴리오에서, HPC 시장 등을 위한 Xe HPC는 ‘폰테 베키오(Ponte Vecchio)’의 가동과 시스템 검증 단계에 들어갔다고 소개되었다. 이 ‘폰테 베키오’는 EMIB, 포베로스(Foveros) 등의 패키징 기술이 모두 활용되어, 47개의 ‘타일’이 하나의 패키지로 구성될 것이라 소개되었다. 그리고 이 패키지는 OAM(OCP Accelerator Module) 폼팩터로 모듈화되며, 이 모듈은 4개 정도까지 하나의 시스템으로 결합될 수 있는 유연한 확장성을 제공할 수 있을 것이라 덧붙였다.

프로세서와 다양한 유형의 ‘가속기’가 조합되는 복잡한 환경에서, 다양한 유형의 하드웨어를 효과적으로 활용할 수 있게 지원하는 소프트웨어 플랫폼은 시스템 전반의 가치를 크게 끌어올릴 수 있게 한다. 인텔은 이러한 소프트웨어 플랫폼으로 ‘oneAPI’ 환경을 제안하고 있는데, 이 플랫폼은 인텔의 포트폴리오 뿐 아니라, 엔비디아의 GPU나 Arm의 프로세서, 화웨이의 AI 칩셋 등 다양한 제조사의 하드웨어 환경을 지원해, 하드웨어 선택의 ‘자유’를 제공하는 것이 특징이다. 그리고 이러한 다양한 하드웨어들에 걸쳐 최적화된 라이브러리와 컴파일러, 분석 툴 등을 제공해, 다양한 XPU들로 구성된 복잡한 구성의 시스템에서 워크로드에 가장 적합한 형태로 하드웨어를 활용할 수 있는 환경을 제공한다.

현재 3세대 제온 스케일러블 프로세서는 AI 가속 기능을 내장한 유일한 데이터센터용 x86 프로세서이며, 지난 세대부터 제공되기 시작한 이 AI 가속 기능은 차세대 제온 스케일러블 프로세서에서 더욱 확장될 계획이다. 차세대 제온 스케일러블 프로세서로 알려진 ‘사파이어 래피즈’는 현재의 AVX-512, 딥 러닝 부스트(Deep Learning Boost) 기술 뿐만 아니라, 새로운 AMX(Intel Advanced Matrix Extensions) 명령어셋이 지원될 계획이며, 이를 통해 딥러닝 추론 뿐 아니라 훈련에서도 향상된 성능을 제공할 수 있을 것으로 소개되었다.

또한 ‘사파이어 래피즈’는 더욱 넓은 대역폭의 요구에 대응해 DDR5 메모리, PCIe 5.0 인터페이스, 그리고 CXL(Compute Express Link)1.1 인터페이스를 지원할 것으로 소개되었다. 특히 CXL 1.1은 전송 대역폭 뿐 아니라, 연결된 장치와의 메모리 일관성(Memory coherence)을 제공할 수 있어, 시스템의 확장성 측면에서 다양한 장점을 제공할 수 있을 것으로 기대된다. 이와 함께, 인텔은 메모리 대역폭에 민감한 애플리케이션의 성능 최적화를 위해 ‘사파이어 래피즈’에서 프로세서에 통합된 HBM(High Bandwidth Memory)를 지원할 계획이며, 패키지 수준에서 결합된 HBM을 통해 큰 성능 향상을 제공할 수 있을 것이라 덧붙였다.

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