클라우드 시대를 겨냥한 신무기, 인텔 IPU(인프라 처리장치)의 정체는?

-인프라 처리 장치(IPU)로 데이터센터 효율성 향상-이미 클라우드 서비스 업체에 FPGA 기반 IPU 플랫폼 제공
[디지털데일리 백지영기자] 전세계 서버 프로세서(CPU) 시장의 90% 이상을 차지하고 있는 인텔이 '인프라 처리 장치(IPU, Infrastructure Processing Unit)'라 불리는 새로운 제품을 공개했다.
이는 '스마트NIC(네트워크 인터페이스 카드)' 혹은 '데이터 처리장치(DPU)'과 유사한 개념이다. CPU, GPU를 넘어 데이터센터 기술 스택의 새로운 카테고리로 자리매김할지 주목된다.
인텔은 최근 개최한 '식스 파이브 서밋'서 IPU를 공개했다. 인텔에 따르면, IPU는 클라우드 및 통신 서비스 제공업체가 중앙처리장치(CPU)의 오버헤드를 줄이고 성능을 높일 수 있도록 설계된 프로그래밍이 가능한 네트워크 장치다. CPU의 부담을 덜어줌으로써 데이터센터에서 시스템 수준의 인프라 리소스를 가속하면서 지능적인 관리를 지원한다는 설명이다.
◆인텔 스마트NIC에서 한단계 발전한 형태
귀도 아펜젤러 인텔 데이터 플랫폼 그룹 최고기술책임자(CTO)는 'IPU는 새로운 기술 범주에 속하는 인텔의 클라우드 전략의 중요한 한 축으로, 기존 인텔 스마트NIC 기능에서 발전된 것'이라며 '오늘날 데이터센터에 존재하는 복잡성과 비효율성을 해결하기 위한 기술'이라고 강조했다.

현재 관련 업계에선 CPU의 네트워크 트래픽 처리 작업 부담을 덜어주는 '스마트NIC'를 둘러싼 경쟁이 가속화되고 있다. 엔비디아는 멜라녹스를, AMD는 자일링스를 인수하며 스마트NIC 시장에 대응해 왔다.
인텔 역시 '이더넷800'이라는 스마트NIC를 보유하고 있는데, IPU는 여기에서 한 단계 더 나아간 제품인 셈이다. 클라우드 시대로 진입하면서 더욱 빠른 트래픽 처리를 위한 수요가 폭증하기 때문인 것으로 풀이된다.
실제 인텔이 공개한 자료에 따르면 IPU의 주요 목적은 클라우드 운영자가 이를 통해 높은 성능과 예측 가능성을 유지하면서 가상화된 스토리지 및 네트워크 아키텍처로 전환할 수 있도록 하는 것이다.
◆클라우드 환경에서 스토리지,네트워크가상화 및 보안 인프라 가속
클라우드 시대로 진입하면서 마이크로서비스아키텍처(MSA) 기반의 최신 애플리케이션을 가속되고 있다. MSA는 앱을 핵심 기능으로 세분화해 각각 기능을 독립 서비스로 구성,구축,배포하고 각 서비스 간 통신을 API로 설계하는 방법론이다. 작은 단위로 쪼개진 서비스가 각각 독립 기능을 갖고 하나의 서비스를 동작하면서 빠르고 애자일한 서비스를 제공한다.
하지만 작은 단위로 쪼개진 서비스로 인해 장애가 발생할 수 있는 여지도 커졌다. 구글 및 페이스북의 조사결과에 따르면, CPU 사이클의 22%~80%가 마이크로 서비스 통신 오버헤드에 사용될 수 있다. 즉, CPU가 실제 연산처리에 활용되는 비중이 20%대에 그칠 수 있다는 의미다.
클라우드 제공자는 IPU를 통해 인프라 기능을 안전하게 관리하는 동시에, 고객이 CPU 및 시스템 메모리 기능을 완전히 제어할 수 있도록 지원한다는 설명이다.

인텔은 IPU의 주요 기능을 4가지로 정리했다. 우선 전용 프로토콜 가속기를 사용해 스토리지 가상화, 네트워크 가상화 및 보안을 비롯한 인프라 기능을 가속한다.
또, CPU상 소프트웨어에서 수행했던 스토리지 및 네트워크 가상화 기능을 IPU로 전환해 CPU 코어를 확보한다. 워크로드를 유연하게 배치해 데이터센터 활용율을 개선하고, 클라우드 서비스 공급자가 소프트웨어와 동일한 속도로 맞춤형 인프라 기능을 배포할 수 있도록 할 방침이다.
◆FPGA 기반 IPU 플랫폼,전용 ASIC 추가 공개 예정
이미 클라우드 서비스 사업자 일부는 인텔 IPU를 활용 중이다. IPU가 하이퍼스케일 클라우드 서비스와의 협력으로 탄생한 만큼, 이미 일부 사업자는 프로그래머블반도체(FPGA)의 형태로 IPU를 활용하고 있다. 더 나아가 통신 서비스 제공 업체가 오버 헤드를 줄이고 성능 향상을 위해 CPU를 확보하는데 활용될 전망이다.
패티 쿰로우 인텔 데이터 플랫폼 그룹 부사장 겸 이더넷 제품 그룹 총괄은 '인텔은 제온-D, FPGA, 이더넷 구성요소 등을 바탕으로 IPU 시장을 선도하고 있다'며 '현재 여러 클라우드 서비스 제공자에게 인텔의 FPGA 기반 IPU 플랫폼을 제공하고 있으며, 첫 번째 ASIC IPU에 대한 테스트가 진행 중'이라고 밝혔다.
마이크로소프트(MS)가 이를 활용하는 대표적인 클라우드 사업자다. MS는 2015년 이전부터 인텔 스마트NIC을 활용해 애저 가속 네트워킹 등의 서비스를 통해 네트워크 및 스토리지 스택을 가속화하고 있다.
국내에선 네이버 클라우드가 지난해 인텔과 협력해 FPGA를 적용한 스마트NIC를 출시하고, 이를 VPC에 적용한 바 있다. 일반 NIC 카드에 비해 20배 이상 트래픽을 처리해 VPC용 네트워크 가상화를 가속화했다는 설명이다.
한편 인텔은 FPGA 기반 IPU 플랫폼과 전용 ASIC를 추가로 공개할 예정이다. 특히 고객이 클라우드 오케스트레이션 소프트웨어를 구축할 수 있도록 지원하는 소프트웨어도 제공할 예정이다.
<백지영 기자>jyp@ddaily.co.kr

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