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HPC 분야를 새롭게 이끌 슈퍼마이크로 Xeon Phi (제온 파이) 전용 서버

작성일 : 2017.01.16 조회수 : 3770

오늘은 슈퍼마이크로 Xeon Phi(제온 파이) 전용 서버인 SYS-5038K-i와 5028TK-HTR에 대해 소개하겠습니다.

슈퍼마이크로 제온 파이 서버는 HPC 분야를 겨냥한 인텔의 행보에 신속하게 반응한 결과물로 개발자를 위한 워크스테이션 타입과 성능을 극대화한 2U Twin 타입 2가지로 나뉘어져 있습니다.

 

 

1) Intel HPC Blue Print 소개

 

이전에는 HPC(고성능 컴퓨팅)가 대학, 연구소 등 심층 연구 분야의 전유물이었지만, 최근에는 빅데이터, 머신러닝, 분석예측 시스템 등 일반 기업에서 까다로운 연산능력을 필요로 하는 어플리케이션들을 도입함에 따라 그 인기가 높아지고 있습니다.

인텔(Intel)은 2015년 말 이 같은 HPC 분야 확장을 맞아 Intel® SSF(Scalable System Framework; 확장형 시스템 프레임워크)를 공개하였습니다. 인텔이 HPC의 저변을 확보하고자 선보인 SSF는 다양한 산업 및 분야의 워크로드에 적용 가능한 HPC 아키텍처 기반을 제공하여 모든 규모의 비즈니스에 HPC가 원활히 자리잡을 수 있게 합니다.

 

아래 이미지는 인텔에서 제시한 크게 HPC 아키텍처의 4가지 파트(컴퓨트 / 메모리&스토리지 / 패브릭 / 소프트웨어)입니다. 컴퓨트(연산)의 경우 서버용 프로세서 시장을 주도하고 있는 Xeon(제온) 프로세서가 대표적이며, 올해 출시된 인텔 제온 파이 Knights Landing (나이츠 랜딩)도 이에 해당됩니다. 이외에도 Infiniband EDR의 대항마로서 선보인 100Gbps의 Omni-Path (옴니패스) 패브릭이나 NVMe(Non-volatile Memory Express; 비휘발성 메모리) SSD 역시 HPC 분야를 타깃으로 하고 있습니다.

 


*Source: http://www.intel.com/content/www/us/en/high-performance-computing/product-solutions.html

 

슈퍼마이크로는 이 같은 인텔의 변화를 가장 빠르게 받아들이는 서버 기업입니다. 실제로 슈퍼마이크로는 인텔이 HPC 아키텍처를 위해 선보인 각 신기술에 최적화된 제품 및 솔루션을 출시하여 전체적인 HPC 프레임워크 구축을 만족시킬 수 있습니다.

아래는 인텔의 프레임워크에 맞춘 슈퍼마이크로의 HPC 타깃 제품 및 솔루션입니다. (제온 파이 나이츠 랜딩 포함)

슈퍼마이크로는 컴퓨팅에서 소프트웨어까지 HPC에 필요한 모든 것을 Intel® SSF를 기반으로 하여 제공합니다. 이 같은 A-to-Z 솔루션의 최대 이점은 높은 호환성과 유지보수가 용이하다는 점입니다.

 


 

 

2) Intel Xeon Phi Knights Landing 소개

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HPC 분야에서의 성공을 위한 인텔의 노력의 결과물 중 하나가 인텔 제온 파이 나이츠 랜딩 시리즈입니다. 이는 인텔 제온 파이 Knights Cornet (나이츠 코너)의 후속 모델로 이전 대비 최대 3배의 코어 성능을 제공합니다. 매니코어 구성으로 GPU와 같이 병렬 연산 시행에 최적화되어 있습니다.

*Source: https://newsroom.intel.com/press-kits/intel-xeon-phi-processor-family/

 

이전 세대 대비 눈에 띄는 점은 바로 프로세서 형태로의 변화 입니다. 기존 제온 파이의 경우, PCI-e를 기반으로 한 코-프로세서였다면, 나이츠 랜딩의 경우 제온 파이 전용 소켓에 장착하여 제온 프로세서와 별도로 사용 가능하여 보다 경제적입니다. PCI-e를 이용하지 않기 때문에 PCI-e에서 CPU로 전송되는 과정에서 생기는 병목현상도 예방할 수 있습니다. 프로세서에 내장된 메모리 역시 그 성능을 극대화하는 요인 중 하나인데, 16GB의 MCDRAM (Multi-Channel DRAM)을 프로세서에 결합함으로써 최대 500GB/s의 메모리 대역폭을 제공합니다. 또한, HPC의 총체적인 아키텍처 기반을 제공하겠다는 인텔의 전략의 일환으로 보여지는 KNL-F 모델의 경우 100Gbps의 속도를 자랑하는 네트워크 패브릭인 옴니패스를 내장하고 있습니다.

 

▲ 휴고 살레 인텔 HPC그룹 마케팅책임자가 인텔 ‘제온 파이’ 프로세서 소개中

*Source: http://www.itdaily.kr/news/articleView.html?idxno=79556

 

 

*Source: https://newsroom.intel.com/press-kits/intel-xeon-phi-processor-family/

 

인텔은 자료를 통해 나이츠 랜딩의 구조적 강점과 함께 선도적인 성능에 대해 소개했습니다. 특히 최대 5배 향상된 성능을 통해 와트 당 최대 8배 그리고 달러 당 최대 9배의 성능 개선을 달성했다는 점이 주목할 만 합니다.

 

특히, 인텔은 이 같은 코어 성능이 높은 제온 프로세서가 트레이닝(훈련)을 담당하고 병렬처리가 특징인 제온 파이 프로세서가 쏟아지는 정보를 학습함에 따라, 이 둘의 조화가 HPC와 머신러닝 분야의 진보를 가져다 줄 것이라고 예상합니다.

 

 

3) 슈퍼마이크로 Xeon Phi 솔루션

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슈퍼마이크로에서는 최신 Intel® Xeon Phi™ x200 프로세서 (Knights Landing) 기반의 슈퍼서버를 출시하며, 이를 통해 공학, 과확 및 각종 연구 분야가 최소한의 개발 투자비를 가지고 어플리케이션 성능을 극적으로 가속화할 수 있을 것이라고 밝혔습니다. 슈퍼마이크로의 x200 프로세서 서버는 2U, 4노드를 지원하는 TwinPro 시스템 (5028TK-HTR)과 3U 워크스테이션 (5038K-I) 2가지 모델입니다. 기존 제온 파이 코-프로세서와 달리, PCI-E 타입이 아닌 CPU 모듈을 차용하였으며, 해당 소켓을 지원하기 위해 전문팀의 PCB 설계 및 무수한 테스트를 거쳤습니다. 일반 Xeon 기반 서버들과 구분되는 시스템의 복잡성으로 해당 서버들은 슈퍼마이크로에서 컴플리트 시스템 (Complete System)으로만 출고됩니다. 특히, 복합적인 환경에서 병렬 컴퓨팅 애플리케이션을 쉽게 관리할 수 있어 연구기관 및 대학에서 문의 및 수요가 점차 늘어나고 있는 추세입니다.

 


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*Source: https://www.supermicro.com.tw/products/nfo/Xeon_Phi.cfm

 

1.     SYS-5028TK-HTR

SYS-5028TK-HTR은 인텔 제온 파이 프로세서 전용 TwinPro 시스템으로, 2U 폼팩터에 4개의 나이츠랜딩 프로세서를 지원하여 일반 2U 서버에 비해 4배의 집적도를 가지는 고집적 서버입니다. 이 같은 고집적도로, 1) 하나의 파워 셋(이중화)으로 4대의 시스템을 운용하는 저전력 설계 및 2) 공간 절약이라는 경제적 이점을 제공합니다. 게다가 공기 흐름이 새어나가지 않도록 하여 발열을 최소화한 디자인을 자랑합니다.

또한, 메인보드에 Omni-Path (옴니패스) 커넥션이 탑재되어 있어 KNL-F 라인을 포함한 Knights Landing 프로세서의 전 모델을 지원 가능합니다. 인텔의 100Gbps 네트워킹 솔루션인 Omni-Path (옴니패스) 패브릭은 HPC/클러스터 시장을 겨냥한 것으로 전체 시스템 성능의 균형을 유지하고 대기 시간 및 병목 구간을 최소화합니다. (OPA: Omni-Path Architecture). 이를 통해 보다 빠른 데이터 전송이 가능해 개발자 킷인 SYS-5038K-I에 비해 더 높은 성능을 제공합니다. 여기에 6 채널 DDR4 슬롯을 지원, 최대 384GB까지 메모리 확장이 가능합니다.

 


▲ SYS-5028TK-HTR은 Intel® Xeon Phi™ x200 제품군 중 –F가 붙는 라인업을 포함하여 전 모델 지원 가능

*Source: Intel Family Ark

 

SYS-5028TK-HTR은 이 같은 성능적 우수함을 바탕으로 HPC/클러스터, 재무 분석, 석유 & 가스 시뮬레이션 분야에 사용을 권장하는 시스템입니다.

 


<▲ SYS-5028TK-HTR>

*Source: Supermicro Reseller Site

 

 

 

2.     SYS-5038K-I

SYS-5038K-I는 프로세서/네트워킹 전용 애플리케이션 개발자들을 위해 설계된 3U 워크스테이션으로 31dB 이하의 저소음이 특징입니다. 많은 코어 수로 빠른 연산 성능을 자랑하는 인텔 제온 파이 프로세서는 발열을 잡는 것이 핵심과제 중 하나입니다. 발열로 인한 시스템 shutdown(종료) 등을 방지하기 위해 슈퍼마이크로 서버로는 최초로 수냉식 쿨링 (Liquid Cooling)을 차용했습니다. 또한, 이 시스템은 최대 384GB DDR4 ECC 메모리, 2개의 PCI-E x16 슬롯 및 1개의 PCI-E x4 슬롯을 지원합니다. SYS-5028TK-HTR 모델과는 달리, 메인보드 상에서 별도의 네트워크 패브릭은 지원하지 않지만, 시뮬레이션이나 재무용 프로그램 이용자에게는 보다 적은 비용 부담으로 사용 가능하다는 이점이 있습니다.

 


▲ SYS-5038K-I KNL 수냉식 쿨링 솔루션

*Source: Supermicro Reseller Site

 

싱글 Intel X200 프로세서를 지원하는 이 워크스테이션은 개발자를 위한 Development Box로서 출시되었습니다. 이에 따라, 다수의 병렬 어플리케이션에 대한 코드 최적화를 진행하는 개발자들에게 특히 각광받고 있습니다.

 

 


<▲ SYS-5038K-I>

*Source: Supermicro Reseller Site

 

 

찰리 위슈파드(Charlie Wuischpard) 인텔 HPC 플랫폼 그룹의 부사장은 "슈퍼마이크로가 새로운 인텔 제온 파이 프로세서와 인텔 옴니패스 아키텍처 등 당사의 최신 기술을 채용함으로써 과학, 분석 및 머신 러닝 분야의 연구와 상용 애플리케이션을 위한 탁월한 통찰과 혁신을 가져올 것이다."라며 슈퍼마이크로의 인텔 확장 시스템 구성 체계를 활용한 HPC 제품에 대해 언급하기도 했습니다. 슈퍼마이크로의 HPC 플랫폼은 인텔 제온파이 프로세서를 통해 하이브리드 환경에서 병렬 컴퓨팅 응용 프로그램을 보다 쉽게 관리할 수 있도록 도와줍니다. 현재 HPC가 날씨, 금융, 제조 등 전 산업으로 영역을 확장하고 있는 만큼, 슈퍼마이크로 제온 파이 서버의 국내 시장 진출은 더욱 가속화될 전망입니다.

 

슈퍼마이크로는 스토리지, 컴퓨팅, 네트워킹을 아우르는 HPC 전 영역을 계속해서 확장하고 있습니다. 특히, 컴퓨팅 영역에서는 1) 고집적 (High-Density) 솔루션, 2) 대용량 메모리 (Large Memory) 솔루션, 3) 하이브리드 (Hybrid) 컴퓨팅 솔루션, 3가지로 라인업을 구축하여 이를 강화하고 있습니다. 이를 통해 사용자의 HPC 클러스터 활용 방안에 따라 유연한 선택을 할 수 있습니다. 최근 출시된 모델 중 인-메모리 컴퓨팅에 특화된 최대 24TB 메모리를 지원하는 8-Way 시스템 및 NVIDIA NVLink를 활용하는 Pasal GPU 서버는 인텔 Xeon Phi 서버와 함께 주목받고 있습니다.

 

슈퍼마이크로의 제온 파이 서버 및 HPC에 관심 있으신 분은 고객센터 (02-6309-1830)로 연락 주시면 디에스앤지의 하드웨어 및 솔루션 전문가를 통해 상담 가능합니다.

 

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