미래로의 도약을 위한 거대한 네트워크 컨소시움 OpenCAPI 등장
2016년 10월 14일, 구글, DEL EMC, IBM, AMD, 마이크론, Xilinx, Mellanox 등의 7개의 유수의 테크 기업들이 연합하여 CPU와 컴퓨터에 사용되는 다양한 장치들의 고속 네트워크를 위한 컨소시움인 OpenCAPI 를 만들었습니다. OpenCAPI(Open Coherent Accelerator Processor Interface)의 약자로 현재 존재하는 복잡하고 느린 CPU 및 주변 기기 인터페이스를 더 빠르고 모든 기기에서도 호환이 될 수 있는 인터페이스로 바꾸고자 하는 것입니다. 더욱 더 우수한 성능을 갖춘 서버를 만들어 내어 업계간의 성능 격차를 해소한다는 것이죠.
예를 들어 지금은 딥러닝, 가속 애플리케이션이 고성능 컴퓨팅(HPC) 등의 일부 영역에서만 보편화 되어 있으나, 기존 입출력(I/O) 서브시스템의 아키텍처 한계로 인해 이러한 과제가 해결되지 못하였습니다.
기존 모델의 비효율성을 극복하면서 애플리케이션에 하드웨어 엑셀레이터를 통합하는 데 복잡성을 줄이기 위한 새로운 인터페이스가 디자인 되는 중입니다. 이런 솔루션을 독점으로 제공하면 또 문제가 되니, 개방형 표준을 통해서 강력하고 가속력 있는 애플리케이션 에코시스템을 조성하는 것입니다. 개발 장벽은 자연스레 낮아지고 사용자에게는 선택의 기회가 제공되는 것이죠. 이러한 필요성에 의해서 OpenCAPI 가 등장하게 되었습니다.
▲ 출처 : http://www.anandtech.com/show/10759/opencapi-unveiled-amd-ibm-google-more
기존과 비교하자면, 레인당 8GB/s 인 PCle의 경우 OpenCAPI 가 목표로 하고 있는 새로운 인터페이스에서는 레인당 25Gb/s 로 크게 향상 됩니다. 이러한 큰 대역폭은 GPGPU 연상용으로 사용되는 인터페이스 및 인공지능, 딥러닝 등에서 필요합니다. 그래픽 관련된 회사인 엔비디아에서는 이미 NVLink라는 고속 인터페이스를 선보인 적이 있습니다.
새로운 인터페이스는 더욱 범용기기에서 더 넓은 대역폭을 목표로 하고 있는 개방형 표준입니다. (엔비디아도 OpenCAPI 컨소시움에 참여예정이라고 합니다)
AI 인공지능 스마트폰, 자율주행하는 자동차, 스마트거울, 딥러닝 등 미래의 굵직한 사업은 모두 빠른 네트워크 환경과 다양한 기기들이 연동할 수 있는 개방형 표준으로 연동이 되어야 합니다. 다양한 기기간의 표준성을 위해서라도 OpenCAPI 은 꼭 필요한 컨소시움 입니다.
OpenCAPI 에 대해서 더 알아보기
데이터 중심 서버 디자인을 지향하는 OpenCAPI 의 OpenPOWER 파트너들은 개방형 인터페이스와 함께 일관성 있게 연결되는 장점이 있습니다. 기존의 I/O 서브시스템으로 연결되는 것 보다 향상된 엑셀레이터 성능과 간소화된 애플리케이션 프로그래밍, 단축된 CPU오버헤드를 보여주고 있습니다.
시스템 메모리 용량활용
기존의 경우 엑셀레이터에 내장된 전용 메모리에 초점이 맞추어졌지만, 실제 시스템 메모리용량을 활용해야 할 만큼 큰 이용사례도 발생합니다. 이러한 경우 응답시간과 대역폭의 요구가 메인스트림 서버를 초과할 수 있습니다. OpenCAPI에서는 이러한 요구도 반영을 해준다는 것입니다.
유연성과 간소화된 디자인을 제공
CAPI 프로토콜은 PCI Express 물리적 계층 위에 구현되었습니다. PCI Express 의 유연성 및 세대간 역호환성을 충족시키기 위해서 FPGA 에 전용 회로가 필요하므로 어떤 어플리케이션에서 선택 가능한 FPGA 크기, 비용이 제한됩니다. OpenCAPI는 FPGA를 선택하고 엑셀레이터의 하드웨어 디자인을 간소화 할 수 있게 디자인 되었습니다.
독립적이면서 직접적인 작동이 가능
OpenCAPI는 디바이스에서 지원하는 애플리케이션의 가상 주소공간에서만 작동합니다. 따라서 애플리케이션이 디바이스와 직접 통신을 할 수 있는 작업당 CPU사이클이 수천 번 소모되곤 하는 커널 S/W 호출이 필요하지 않습니다. 장애 시 또는 악성 OpenCAPI 디바이스가 발생시에도 격리 효과를 제공합니다. 이에 OpenCAPI 디바이스에서는 다른 아키텍처의 CPU와도 더욱 효과적으로 상호작용할 수 있게 됩니다.
새로운 메모리 기술의 지원
앞으로 몇 년간 수많은 기술로 엄청난 응답력을 가진 메모리들이 등장할 겁니다. OpenCAPI는 우수한 응답시간과 대역폭 속성을 가진 기술 독립적인 인터페이스의 역할을 하고 어떤 메모리 기술의 고유한 속성 해결에 시맨틱을 활용할 수 있는 다양한 가능성을 제공합니다.
IBM은 AMD, Google, 멜라녹스 등의 7개의 회사와 연합하여 OpenCAPI라는 오픈 포럼을 만들었습니다. 인텔에 대응하기 위한 기존 데이터센터의 서버 대비 10배 이상의 성능을 향상 시킬 수 있는 목표로 연합한 조직입니다. 앞으로의 미래에 Ai 인공지능 스마트폰과 자율주행 자동차 등의 많은 디바이스들이 보다 빠른 처리성능과 호환성, 빠른 네트워크를 요구할 겁니다. 업계가 빠르게 변화하는 환경에서 OpenCAPI 의 개방형 규약은 많은 우수한 테크 기업의 연합과 더불어 빠른 미래로의 발전을 도모할 겁니다.
위의 사이트를 통해서 OpenCAPI 에 대한 정보를 얻고 동참 하세요.
