엔비디아(CEO 젠슨 황)는 이번 주 개최되는 세계 최고 반도체 관련 연례 학술행사 핫 칩스(Hot Chips)에서 엔비디아 블루필드(BlueField) DPU를 통한 네트워크 가속화 지원 사례를 소개한다. 블루필드 DPU는 작년 출시돼 세계 최초로 데이터 처리 장치 분야를 개척하고 있으며, 전 세계 주요 클라우드 서비스, 슈퍼컴퓨터 및 OEM, 소프트웨어 파트너 업체에서 채택되고 있다.
이스라엘에 본사를 둔 블루필드 설계팀의 수석 아키텍트인 이단 버스타인(Idan Burstein)은 이번 핫 칩스 연설에서 엔비디아 블루필드 DPU의 아키텍처를 심도 있게 설명한다. 더불어, 일련의 하드웨어 가속기 및 범용 Arm 코어이자 네트워킹, 보안 및 스토리지 관련 가속화 작업을 통해 최신 데이터 센터를 가속하는 새로운 실리콘 엔진을 공개한다.
가속화 작업은 네트워크 트래픽의 플로우를 보호하고 원활하게 하면서 데이터 센터의 하드웨어를 가상화 하는 작업을 포함한다. 이는 데이터 센터 운영에 필수인 수많은 작업을 하드웨어상에서 가속화하는 다음의 세부 작업으로 구성된다.
무어의 법칙보다 빠르게 증가하는 가속화 작업의 워크로드는 이미 서버 CPU 주기의 약 3분의 1을 소비하고 있다. DPU는 이러한 작업을 보다 효율적으로 실행하기 위해 특수 제작된 하드웨어를 지원하며, 데이터 센터 애플리케이션에 더 많은 CPU 코어를 사용하도록 한다.
DPU는 베어메탈 성능의 저하 없이 가상화 및 향상된 보안을 제공한다. 또한 클라우드 컴퓨팅과 미디어 스트리밍부터 스토리지, 엣지 프로세싱 및 고성능 컴퓨팅에 이르기까지 폭넓은 용도로 사용 가능하다.
사용자들이 복잡한 기술 사항을 세부적으로 익히지 않아도 되는 점은 블루필드 DPU의 장점이다. 사용자들은 기존 소프트웨어를 고급 소프트웨어 인터페이스에 연결하여 DPU의 성능을 활용할 수 있다.
이러한 API는 DPU의 소프트웨어 스택인 엔비디아 DOCA를 통해 번들로 제공된다. 이는 드라이버, 라이브러리, 도구, 설명서, 예제 애플리케이션 및 데이터 센터 전체에 걸친 수천 개의 DPU에 서비스를 프로비저닝, 배포 및 조정하기 위한 런타임 환경을 포함한다.
엔비디아는 이미 업계 선두 기업을 비롯해 전 세계 수백 개의 기관으로부터 엔비디아 DOCA에 대한 얼리 액세스 요청을 받았다.
핫 칩스에서 공개되는 엔비디아 블루필드 DPU 아키텍처는 상위 500개의 슈퍼컴퓨터 및 주요 클라우드에 적용되고 있으며, 차세대 방화벽에 통합되고 있다. 해당 아키텍처는 다양한 파트너 업체의 소프트웨어에 기반한 일부 업계 선도 OEM의 시스템에서 제공될 예정이다.
현재 전 세계 유수의 클라우드 서비스 공급자는 보다 안전한 컴퓨팅 인스턴스를 제공하기 위해 블루필드 DPU를 도입했거나 도입을 준비 중이다.
케임브리지 대학(University of Cambridge)은 지난 6월 블루필드 DPU의 효율성을 활용해 영국에서 가장 빠른 교육 시스템이자 세계에서 가장 에너지 효율적인 시스템인 그린500(Green500) 리스트 3위에 등재된 슈퍼컴퓨터를 선보였다. 이는 세계 최초의 클라우드 네이티브(Cloud-native) 슈퍼컴퓨터로, 연구자들이 성능의 저하 없이 안전하고 개인화된 환경에서 가상 데이터를 공유하도록 한다.
현재 모든 데이터 센터는 팔로알토 네트윅스(Palo Alto Networks)의 VM시리즈 차세대 방화벽을 통해 DPU의 보안 기능에 액세스할 수 있다. 블루필드-2는 VM시리즈 차세대 방화벽을 가속하여 이전에는 추적할 수 없었거나 비실용적인 네트워크 플로우를 검사할 수 있도록 한다.
지난 5월 개최된 컴퓨텍스(COMPUTEX) 2021에서 발표된 바와 같이, 블루필드 DPU는 에이수스(ASUS), 아토스(Atos), 델 테크놀로지스(Dell Technologies), 후지츠(Fujitsu), 기가바이트(GIGABYTE), H3C, 인스퍼(Inspur), 콴타(Quanta)/QCT, 슈퍼마이크로(Supermicro) 등 다양한 업체의 시스템을 통해 제공될 예정이며, 소프트웨어 업체에서도 엔비디아 블루필드 DPU를 지원할 예정이다.
이 밖에도 클라우드플레어(Cloudflare), DDN, 엑셀레로(Excelero), F5, 포티넷(Fortinet), 가디코어(Guardicore), 주니퍼 네트웍스(Juniper Networks), 넷앱(NetApp), 베스트 데이터(Vast Data) 및 웨카IO(WekaIO) 등의 파트너 업체에서 블루필드 DPU를 지원한다.
시장조사업체 델오로(DellOro)에 따르면 스마트 네트워킹 포트 출하량은 2020년 약 440만 개에서 2025년 약 740만 개로 두 배 가까이 증가할 것으로 전망된다. 엔비디아는 이와 같은 시장의 성장에 대비해 지난 GTC에서 차기 두 세대의 DPU에 대한 기술 로드맵을 발표했다.
내년에 샘플링을 시작하는 블루필드-3는 네트워크를 최대 400Gb/s로 구동하며, 300 x86 코어의 성능을 더욱 끌어올린다. 블루필드-4는 엔비디아 AI 컴퓨팅 기술을 추가해 한 단계 더 향상된 성능을 제공한다.
관련 시장의 가파른 성장과 더불어 이번 핫 칩스 연설에서 알 수 있듯이, 엔비디아는 기존의 AI 분야를 넘어 가속 네트워크 분야의 기술 개발에 박차를 가하고 있음을 강조한다.
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