메인스트림 CPU에 코어 수를 따라 잡히기는 했지만, 여전히 더 많은 코어와 더 큰 메모리
대역폭으로 뛰어난 성능을, 더 많은 PCIe Lane으로 시스템 확장성을 지원하는지라 PC 좀 안다 하는 메인스트림 플랫폼
사용자들의 선망 대상이기도 하다.
그러나 시스템 구축 비용은 차치하더라도 실제 수행하는 고사양 작업을 꼽자면 대부분이
게임이나 동영상 트랜스코딩 정도에 머무는 메인스트림 사용자에게 하이엔드 데스크톱 CPU는 실제 성능이 필요해서라기보다
일종의 로망으로 바라보는 경우도 많다.
아무래도 실제 장점을 제대로 체감하기 어렵고 HEDT CPU가 필요할 정도의 작업이
어떤 것이 있을지 상상하기 어렵기 때문이 아닐까?
보드나라에서는 몇 차례 HEDT CPU의 활용처와 특장점, 성능 관련 기사를 진행한 바
있지만 이론 면에서의 접근인 만큼 공감하기 쉽지 않았을 텐데, 이번에는 메인스트림 사용자층의 로망을
만족 시켜 드릴 겸, 이론적인 내용만 전해드리던 HEDT CPU가 실제 작업 환경에서는 어떻게 쓰이고 있는지 실사용자와의
인터뷰를 전해 드린다.
제품 설계에 인텔 HEDT 플랫폼 사용, 창신기계제작소는 어떤 업체?
HEDT CPU의 실제 사용 환경에 대한 인터뷰는 폐수처리장의 반응조와 중화조, 응집조,
약품 처리 등 산업 현장에서 다양하게 쓰이고 있는 교반기를 생산하는 창신기계제작소의 김세윤 이사님과 인텔 HEDT CPU
시스템을 공급한 시스기어의 김용운 이사님이 응해 주셨으며, 이 자리를 빌려 인터뷰에 응해 주신대 대해 두 분께 다시 한번
감사 인사를 드린다.
우선, 네티즌들의 이해를 돕기 위해 교반기에 대해 설명하겠다.
교반기에 대해 쉽게 설명하자면 가정에서 쓰이는 블랜더나 믹서, 반죽기 등의
산업용 버전으로 볼 수 있다. 정수/ 하수 처리장이나 공장 폐수 설비와 같이 가정용 블랜더와는 비교할 수 없이 큰 작업
공간내의 물질을 고루 섞거나 특정 물질의 혼합 방지 등을 위해 쓰이는 장치다.
실험용 개인이 운반할 수 있는 소형 제품부터 사람 크기만 한 대형 제품이 생산되고 있다.
창신기계제작소는 이중 산업 현장에서 쓰이는 대형 제품을 생산, 고객사의 요구사양에 맞춰 교반기뿐 아니라 블록별 교반 시스템
설계 및 제작을 진행하며, 고객사의 요구에 맞춘 교반기/ 시스템 설계에 인텔 HEDT 플랫폼을 사용한다.
이러한 청신기계제작소 내에서는 VDI(Virtual Desktop
Infrastructure)를 통해 작업이 진행되지만, 김세윤 이사는 가정에서 별도 시뮬레이션 작업을 위해 하이엔드
데스크톱을 운용하고 있다.
전산 유체 역학(CFD) 기반 교반기 설계, 3주 작업을 4시간으로
- 교반기 제작 과정이 궁금하다.
김세윤 - 우리는 고객사의 요청에 따라 제품을 설계하기 때문에 제반 사항 검토가
우선이다. 하수 처리용 교반기와 반도체 세척용 폐수같이 서로 다른 작업 여건에 따라 변하는 교반 물질의 성질, 외부 투입
물질의 주기와 양, 반응에 따라 발생하는 화합물의 특성이 다르다. 여기에 실제 교반을 수행하는데 필요한 샤프트와 임펠러의 형상, 재질, 회전수,
작업 공간 등의 여러 변수를 고려해 시뮬레이션을 수행한다.
시뮬레이션인 만큼 실제 작동 보다 더욱 가혹한 환경과 일반적인 조건 등 다양한 변수를
조절해가며 전산 유체 역학(CFD, Computational Fluid Dynamics)을 이용해 약 10회 이상의 시뮬레이션을
진행한다.
이렇게 시뮬레이션을 통해 도출한 결과를 바탕으로 고객사 및 파트너사들과 논의해 새로운 변수 대응을 위해 설계를 변경한다든지
조건을 달리해 시뮬레이션을 반복하며, 샘플/ 목업 테스트 등을 거쳐 최종 제품을 완성해 납품하게 된다.
- 설명만 들어도 시뮬레이션 과정이 쉽지 않아 보인다.
김세윤 - 물론이다. 단순히 임펠러가 돌아가는 면뿐 아니라 교반이 이뤄지는 전체 공간에
대한 시뮬레이션이 필요하고, 사용 조건에 따라서는 저수조처럼 비교적 정작인 공간뿐 아니라 수로와 같이 유체가 흐르는
환경에서의 사용도 고려해야 한다.
이렇게 다양한 변수를 입력해 약 1년 단위로 실제 사용 환경을 시뮬레이션하는데, 이
결과를 토대로 운용 과정 중에 임펠러에 찌꺼기가 들러붙어 발생하는 무게와 토크의 변화에 버틸 수 있는지, 데드존 없이 전체
공간에 대한 충분한 교반 성능을 제공하는지 실제 운용 적합 여부를 판단하게 된다.
시뮬레이션은 원하는 결과가 나오기까지 각각의 변수를 조절해가며 보통 10번 이상에
걸쳐 진행하지만, 전체 시뮬레이션 횟수는 그때마다 다르다.
- 시뮬레이션 시간도 만만치 않게 걸릴 것 같은데, 실제는 어떤가?
김세윤 - 약 1년간의 작동 환경을 시뮬레이션하는 만큼 전 과정을 시뮬레이션한 후
생성되는 로우(raw) 데이터 용량만 약 85GB에서 100GB에
달하는데, 약 4년 전에는 시뮬레이션에 쓰이는 CFD 시뮬레이션에 이용하는 ANSYS가 오직 CPU 연산만을 지원했다.
당시 인텔 하스웰 4790K
시스템에서 부분적인 시뮬레이션에만 8시간에서 9시간이 걸렸고, 약 1년 과정의 전체 시뮬레이션을 한 번 완료하는 데는 무려
3주의 시간이 걸렸다.
약 2년 전에 인텔 HEDT CPU인 코어 i9-7900X와 타이탄 XP SLI 구성으로
업그레이드하며,
시뮬레이션 프로그램도 GPU 가속을 지원하는 버전이 나오면서 이를 도입한 후에는 전체 공정 시뮬레이션에 걸리는 시간을 3시간에서 4시간 반 정도로
대폭 줄일 수
있었다.
장시간 소요 설계 작업용 PC, 성능 중요해도 호환성과 안정성도 무시 못 해
- 시스템 업그레이드 때 인텔 HEDT 플랫폼 선택 이유가 있다면?
김세윤 - 당시에는 시뮬레이션 프로그램이 CPU 코어 연산만 지원하던 때라 코어가 많고 IPC와 클럭이 빠르다면 어떤 것을 선택해도 상관없다고 생각했었다. 하지만
3주까지도 걸리던 전 과정 시뮬레이션 작업에서의 시스템 안정성은 더욱 무시할 수 없다. 때문에 시뮬레이션 프로그램도 신 버전이 바로 나왔을 때보다 안정성이 이뤄진 업데이트 버전으로 구매하고 있으며, 이를 고려해 시스기어에 시스템 구성을
요청했다.
김용운 - 창신기계제작소처럼 장기간의 시뮬레이션을 요구하는 기업 고객은 성능도 성능이지만
안정성과 프로그램 호환성 문제로 클레임이 들어오면 대응을 위해 추가 리소스가 투입되고, 우리 입장에서도 신뢰도와 연결되기에 성능과 안정성을
우선해 플랫폼을 고민했던 기억이 난다. 김세윤 이사님이 돌리는 CFD 시뮬레이션은 수 시간에서 수 주까지 걸리는 시스템인 만큼 안정성을 최우선으로
감안해 시뮬레이션 프로그램 성능을 최적화할 수 있는 시스템을 고민했다.
당시 막 출시된 AMD 라이젠 플랫폼은 가성비는 괜찮았지만 기존과 다른 아키텍처가 적용된 때문인지 프로그램과 메모리
관련 호환성 및 안정성 면에서 이슈가 좀 있었다. 실제로 이와 관련해 AMD 플랫폼 고객들의 클레임이 종종 들어오는 편인데, 개인용으로는 몰라도
성능만큼 안정성이 중요한 작업용 시스템을 요구한 김세윤 이사님 같은 분께 제안하기는 조심스러웠다.
또한 높은 CPU 성능이 필요한 김세윤 이사님 작업 특성상 CPU 오버클럭이 필요했는데, AMD 라이젠
플랫폼의 성능을 제대로 쓰기 위해서는 어느 정도 메모리 오버클럭이 필요한 것도 고려해야 했다. 일반 사용자는 체감하기 어렵겠지만 CFD 시뮬레이션 같은 고 부하 작업이 수 시간에서 수일, 수
주 단위로 계속 반복되면 메모리 칩이 PCB에서 떨어지는 냉납 현상이 발생할 수 있고, CPU와 메모리 동시 오버클럭은 시스템 안정성에
영향을 미칠 수 있다고 판단했다.
이런 사정을 고려해 높은 IPC와 당시 메인스트림은 넘볼
수 없던 10코어 20스레드의 다중 스레드와 올 코어 4.5GHz 오버클럭을 통한 고성능 제공이 가능하면서, CPU 성능에 메모리 영향이 적은 인텔 HEDT CPU인 코어 i9-7900X 기반 플랫폼을 추천 드렸다.
김세윤 - 시뮬레이션 중에 시스템 불안정이 발생해 중간에 멈추게 되면 처음 환경(메시) 세팅 부터
다시 해야 하는 상상도 하기 싫은 상황이 발생하는 만큼 무엇보다 안정성이 최우선이다.
방금 김용운 이사가 메모리 냉납 문제를 말했는데, 전조 증상 때문에 미리 대처할 수 있어
실제 시뮬레이션 과정에 문제가 발생하진 않았지만 인텔 HEDT 시스템으로 바꾼 후에 메모리 기본 클럭으로 씀에도 세 번인가 네 번쯤 메모리 칩이 떨어지는 문제가 발생해 메모리를 교체했다.
작업 특성상 메모리가 소모품인 것은 어떤 플랫폼이라도 마찬가지지만, 전체 시스템 비용에서 얼마 하지도 않는 부품 때문에 안정성에 변수를 더할 필요는 없다는 의견에 동의하고 인텔 HEDT 플랫폼으로 발주했는데, 기대 이상으로 시뮬레이션 작업을 안정적으로 수행해주고 있어
만족도가 높아 다음 업그레이드도 인텔 플랫폼을 고려
중이다.
필드의 HEDT 플랫폼 요구 사항, 성능뿐 아니라 안정성과 호환성 필수
메인스트림 플랫폼 사용자에게 하이엔드 데스크톱 플랫폼은 다코어와 오버클럭, 높은 플랫폼
확장성을 제공하지만, 비용 때문에 로망에 가깝기 쉬운 제품인만큼, 일반 사용자라면 HEDT CPU의 성능에 가장 먼저 눈이
가기 마련이다.
그리고 이러한 성능에 대한 로망은 창신기계제작소의 김세윤 이사가 교반기 설계 과정에서
CFD 작업시, 메인스트림 시스템으로 약 3주 걸리던 1년 과정의 전 과정 시뮬레이션을 인텔 HEDT 플랫폼으로 바꾼 후
3~4시간으로 단축할 수 있었다는 증언으로 로망이 현실임을 확인해 주었다.
작업 시간 단축은 근래 작업용 프로그램들의 트랜드에 맞춰 응용 프로그램의 GPU 가속
지원 업데이트도 한 요인이겠지만, HEDT 플랫폼 자체의 매력을 낮춰볼 이유는 되지 않는다.
한편, 이번 창신기계제작소 김세윤 이사는 인터뷰 도중 HEDT 플랫폼의 성능 외에 주목할
점을 지적해 주었는데, 바로 작업 시스템의 안정성 및 호환성이다. 메인스트림 플랫폼이라면 년 단위로 걸쳐 진행될 프로젝트 작업이
기껏 작업 시간을 단축하기 위해 구축한 플랫폼의 안정성이나 호환성
이슈로 장애가 발생하면 의미가 퇴색된다.
이미 현장에서 운용 중인 사용자라면 공감하고 있는 내용이겠지만, 로망으로만 생각하다 여건이
닿아서 HEDT 시스템으로 업그레이드 하는 사용자라면, 눈에 보이는 성능만 중시하다 실 사용시 호환성과 안정성 문제를
맞닥뜨리지 않도록 시스템 구성 시 주의를 기울여야 할 것이다.
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