인텔은 2021 국제 슈퍼컴퓨팅 컨퍼런스(ISC)에서 다양한 기술과 파트너십 및 고객 사례를 선보이며 고성능 컴퓨팅(HPC) 부문에서의 리더십을 확장하는 방법을 소개했다고 29일 밝혔다. 인텔 프로세서는 전 세계에서 가장 널리 사용되는 슈퍼컴퓨터의 컴퓨팅 아키텍처로, 세계적인 의료 지식 발전과 과학적 혁신을 달성했다. 인텔은 HPC 및 인공지능을 위한 제온 프로세서와 메모리, 소프트웨어, 엑사스케일급 스토리지 및 다양한 HPC 사용 사례를 공개했다.

트리시 댐크로거(Trish Damkroger) 인텔 고성능 컴퓨팅 그룹 총괄 및 부사장은 “HPC 성능을 극대화하기 위해선 사용 가능한 모든 컴퓨터 리소스와 기술을 활용해야 한다”며 “인텔은 CPU, XPU, 원API(oneAPI) 툴킷, 엑사스케일급 DAOS 스토리지 및 고속 네트워킹을 통해 엑사스케일 컴퓨팅을 향한 기술 발전을 주도하고 있다”고 말했다.

HPC 성능 리더십 향상

인텔은 올해 초 3세대 인텔 제온 스케일러블 프로세서를 출시하면서 HPC 부문의 리더십을 확대했다. 3세대 인텔 제온 스케일러블 프로세서는 이전 세대 프로세서에 비해 생명 과학, 금융 서비스, 제조를 비롯한 다양한 HPC 워크로드에서 최대 53% 높은 성능을 제공한다.

3세대 인텔 제온 스케일러블 프로세서는 널리 사용되는 다양한 HPC 워크로드에서 x86 경쟁 제품과 비교하여 더 나은 성능을 제공한다. 예를 들면, 인텔 제온 스케일러블 8358 프로세서는 AMD EPYC 7543 프로세서 대비 62% 향상된 NAMD 성능, 57% 향상된 LAAMPS 성능, 68% 향상된 RELION 성능, 37% 향상된 이항 옵션 성능을 제공한다. 아울러, 몬테카를로(Monte Carlo) 시뮬레이션의 경우 2배 이상 빠르게 실행되어 금융 회사들이 가격 책정 결과에 걸리는 시간을 절반으로 단축할 수 있었다. 인텔 제온 스케일러블 8380 프로세서는 주요 인공지능 워크로드에서 AMD EPYC 7763 프로세서를 능가하며, 20개의 벤치마크에서 50% 향상된 성능을 기록했다. HPC 랩, 슈퍼컴퓨팅 센터는 물론 한국 기상청, 델 테크놀로지스(Dell Technologies), HPE, 레노버(Lenovo), 막스 플랑크 컴퓨팅 및 데이터 시설(Max Plank Computing and Data Facility), 오라클(Oracle), 오사카대학교, 동경대학교 등이 인텔 최신 컴퓨팅 플랫폼을 채택했다.

차세대 인텔 제온 스케일러블 프로세서에 통합된 고대역 메모리

계산 유체 역학, 기후 및 날씨 예측, 양자 색역학과 같은 모델링 및 시뮬레이션은 물론, 딥러닝 교육 및 추론과 같은 인공지능, 빅데이터 분석, 인메모리 데이터베이스, 스토리지 등의 워크로드는 인류의 과학적 혁신을 뒷받침한다. 차세대 인텔 제온 스케일러블 프로세서 (코드명: 사파이어 래피즈)는 고대역 메모리(HBM)를 내장해 메모리 대역폭을 대폭 향상하고, 메모리 대역폭에 민감한 워크로드를 운영하는 HPC 애플리케이션의 성능이 크게 향상될 수 있도록 지원한다. 사용자는 고대역 메모리만 사용하거나 DDR5와 함께 사용해 워크로드를 처리할 수 있다.

현재 미국 에너지부 산하 아르곤 국립 연구소(Argonne National Laboratory)의 오로라(Aurora) 슈퍼컴퓨터는 물론 로스 알라모스 국립연구소(Los Alamos National Laboratory)의 크로스로드(Crossroads) 슈퍼컴퓨터 등 HBM 통합형 사파이어 래피즈 프로세서를 활용하는 고객이 증가하고 있다.

릭 스티븐스(Rick Stevens) 아르곤 국립 연구소 컴퓨팅, 환경 및 생명과학 부문 연구부소장은 “엑사스케일에서 결과를 얻으려면 대량의 데이터를 신속하게 접근하고 처리해야 한다”며 “인텔 제온 스케일러블 프로세서에 고대역 메모리를 내장하면 오로라의 메모리 대역폭이 크게 향상되고, 인공지능 및 데이터 분석의 기능을 활용해 고급 시뮬레이션과 3D 모델링 작업을 수행할 수 있다”고 말했다.

찰리 나클레(Charlie Nakhleh) 로스 알라모스 국립연구소 무기 물리학 담당 부책임자는 “로스 알라모스 국립연구소의 크로스로드 슈퍼컴퓨터는 과학과 국가 안보를 위한 복잡한 물리적 시스템의 연구를 진척시키기 위해 설계되었다”며 “고대역 메모리를 지원하는 차세대 인텔 제온 프로세서인 사파이어 래피즈는 크로스로드 시스템에서 메모리 집약적인 워크로드의 성능을 크게 개선할 것이다. 인텔의 고대역 메모리가 내장된(또는 포함된) 사파이어 래피즈는 가장 복잡한 물리 및 엔지니어링 계산도 빠르게 실행해 글로벌 보안, 에너지 기술 및 경제 경쟁력 분야에서 주요 연구 개발을 완수할 수 있도록 지원한다.”고 말했다.

사파이어 래피즈 기반 플랫폼은 기존 PCIe 4.0 대비 향상된 입출력(I/O) 대역폭을 제공하는 PCIe 5.0와 컴퓨팅 익스프레스 링크(CXL) 1.1 등 고성능 컴퓨팅을 가속화할 수 있는 특수한 기능을 지원해 컴퓨팅, 네트워킹, 스토리지 전반에 걸쳐 더 발전한 사용 사례를 구현할수 있게 됐다.

사파이어 래피즈는 메모리 및 I/O 향상 외에도 HPC 및 인공지능(AI) 워크로드에 최적화되어 있으며, 인텔 어드밴스드 매트릭스 익스텐션(Intel® Advanced Matrix Extensions(AMX))이라는 새로운 내장 AI 가속 엔진을 갖추고 있다. 인텔 AMX는 딥러닝 추론 및 트레이닝을 위한 뛰어난 성능 향상을 제공하도록 설계되었다. 이미 사파이어 래피즈를 사용하기로 한 고객으로는 시네카(CINECA), 라이프니츠 슈퍼컴퓨팅 센터(LRZ, Leibniz Super Computing Centre) 및 아르곤 국립 연구소(Argonne National Lab)을 비롯하여 로스 알라모스 국립 연구소(Los Alamos National Lab) 및 샌디아 국립 연구소(Sandia National Lab)의 크로스 로드(Crossroads) 시스템 팀이 있다.

인텔 Xe-HPC 그래픽 처리장치(GPU) 폰테 베키오(Ponte Vecchio)로 구동

올해 초 인텔은 Xe-HPC 기반 GPU (코드명: 폰테 베키오)를 가동했으며, 시스템 검증을 진행 중이다. 폰테 베키오는 HPC 및 AI 워크로드에 최적화된 Xe 아키텍처 기반 GPU다. 또한 인텔의 포베로스(Foveros) 3D 패키징 기술을 활용해 HBM 메모리와 기타 지적 재산을 포함한 여러 IP를 하나의 패키지로 통합한다. GPU는 컴퓨팅, 메모리, 패브릭으로 설계되어 오로라와 같이 세계에서 가장 앞선 슈퍼컴퓨터의 진화하는 요구를 충족한다.

폰테 베키오는 OCP 가속화 모듈(OAM, OCP Accelerator Module) 폼 팩터와 서브시스템에서 HPC 애플리케이션에 필요한 스케일업 및 스케일아웃 기능을 제공할 예정이다.

고성능 컴퓨팅을 위한 인텔 이더넷 확장

또한 인텔은 ISC 2021에서 새로운 고성능 이더넷 네트워킹(HPN) 솔루션을 발표할 예정이다. 이는 표준 인텔 이더넷 800 시리즈 네트워크 어댑터 및 컨트롤러(Intel Ethernet 800 Series Network Adapters and Controllers), 인텔® 토피노™ P4 프로그래머블 이더넷 스위치 ASIC(Intel® Tofino™ P4-programmable Ethernet switch ASICs) 기반 스위치, 인텔® 이더넷 패브릭(Intel® Ethernet Fabric) 제품군 소프트웨어를 사용해 HPC 세그먼트의 소규모 클러스터를 위한 이더넷 기술 기능을 확장한다.

DAOS를 위한 상업적 지원

인텔은 인텔 HPC 아키텍처 전반에서 데이터 교환에 최적화하도록 구축된 오픈 소스 소프트웨어 정의 개체 저장소인 DAOS(분산 비동기 개체 스토리지)를 상업적으로 지원한다. DAOS는 아르곤 국립 연구소(Argonne National Laboratory)에서 이전에 발표한 인텔® 엑사스케일(Intel® Exascale) 스토리지 스택의 기초이며, LRZ 및 합동원자핵연구소(JINR)와 같은 인텔 고객이 사용하고 있다.

이제 파트너사들은 L3 지원 오퍼링이 가능해짐에 따라 다오스 기반 완벽한 턴키 스토리지 솔루션을 자체 서비스와 결합하여 제공할 수 있게 된다. 인텔의 자체 데이터 센터 구성 요소 외에도, 이 새로운 상용 지원을 위한 초기 파트너에는 HPE, 레노버(Lenovo), 슈퍼마이크로(Supermicro), 브라이트스카이스(Brightskies), 크로이트(Croit),넷트릭스(Nettrix), 콴타(Quanta), RSC 그룹이 포함된다.