-인텔 퀵어시스트 테크놀로지(QAT) 통해 암호화 압축 속도 향상
-인텔 DLB, DSA 통해 네트워크 경로 교통정리
-가상화 네트워크 노하우…다양한 파트너사와 성능 입증

[디지털데일리 김문기 기자] ‘온라인 스트리밍 서비스(OTT)를 잘 보기 위해서는 CPU가 중요하다?’

직접적으로 확 와닿는 문장은 아니다. OTT 콘텐츠를 보는 것과 어디서 동작하는지도 뚜렷하게 알 수 없는 CPU의 상관관계를 좀처럼 확연하게 상정하기가 어렵기 때문이다.

OTT와 같은 스트리밍 서비스를 단순 도식화하면 고객이 원하는 콘텐츠를 재생하기 위해 네트워크 경로를 통해 대량의 데이터를 빠른 속도로 끊김없이 지속적으로 보내야 한다. 게다가 하나의 고객이 아니라 동시다발적으로 접근해오는 모든 고객에게 동일한 품질을 제공해줄 수 있어야 한다. 이 과정에서 전력 효율성도 놓치지 않아야 한다. 즉, 네트워킹 워크로드가 원활하게 동작해야만 가능하다.

더 구체적으로 들여다본다면 모든 데이터는 지연없이 빠르게 전달되기 위해 압축과 해제 과정을 밟는다. 데이터 신뢰와 보안을 위해서 암호화, 복호화도 이뤄진다. 하지만 하나의 데이터만이 네트워크 도로를 달리는 것은 아니기 때문에 그에 따른 교통정리도 필요하다. 데이터 통로 역시도 더 잘 달릴 수 있게 유지보수해야 한다.

이동통신 상황의 경우에는 기지국 끝단에서 고객이 위치한 엔드까지 도달하기 위해서는 다양한 무선 신호를 디지털 명령어로 변환하기도 하고 또 반대로 변환시키야 한다.

즉, 모바일 네트워크 설계자는 ▲암호화 처리 ▲컨트롤 플레인 ▲데이터 플레인 ▲신호처리에 있어서 네트워킹 워크로드를 가속화해야 한다. 경쟁업체에 뒤쳐지지 않고 급속한 시장 변화에 능동적으로 대응하기 위함이다.

◆‘인텔 네트워크 엔진’…가속기 조합 통한 네트워크 성능 ‘일취월장’

4세대 인텔 제온 스케일러블 프로세서는 네트워크 확장을 주도하는 내장 가속기를 포함하고 있다. 여러 가지 외부 가속기 기술을 프로세서에 통합했다. 네트워킹 워크로드를 유연하고 지능적으로 관리할 수 있게 도와준다.

우선 데이터 압축 측면에서는 인텔 퀵어시스트 테크놀로지(QAT)의 도움을 받을 수 있다. 과거 인텔 이더넷 컨트롤러와 제온 프로세서, QAT가 별도로 내외부에 분산돼 각각이 연결된 형태였다면, 이를 4세대 제온 스케일러블 프로세서에 내재화시켰다. 즉, 내부적으로 통합된 형태의 가속기로 변환되면서 좀 더 빠르고 효율성 있는 데이터 압축이 가능하게 된 셈이다.

인텔에 따르면 최대 95% 더 작어진 코어 수로 최대 2배 높아진 처리량을 보유할 수 있게 됐다. 네트워크 설계자가 시큐어 엑세스 서비스 엣지와 같은 더 많은 기능과 능력을 가상화함에 따라 전체 네트워크에 도움을 주게된 셈이다.

가령, 과거 데이터 압축을 위해서는 각기 외부의 인터페이스가 제온 프로세서의 연산을 활용해 작업을 진행했다면, 내재화된 QAT는 제온 CPU가 크게 관여하지 않아도 가속기 자체가 동작한다는 의미다. 예컨대 컨트롤 인력 따로 총괄해 명령 내리는 사람이 따로, 압축을 하는 사람이 따로 움직였다면, 4세대 제온부터는 총괄이 관여만 하고 압축 전문가가 알아서 해결하는 식이다. 이 때문에 적어진 코어수로도 더 높은 처리량을 보여준다.

데이터는 보다 다양한 고객들에게 전달되기 때문에 그에 따르는 무수한 통로를 갖추고 있다. 만약 하나의 통로에 작업량을 늘린다면 다른 통로는 더 느려지는 병목 현상이 발생할 수 있다. 각 통로가 데이터를 원활하게 흐르게 하기 위해서는 이를 조정할 수 있는 감독의 역할이 중요하다.

인텔은 ‘다이나믹 로드 밸런서(DLB) 가속기를 통해 이같은 병목 현상을 해결하고 있다. 전체 시스템 성능이 저하될 수 있는 CPU 과부화를 미연에 방지하기 위해 서로 다른 CPU 간에 워크로드를 자동으로 균형있게 해준다. 인텔 DLB는 컨트롤 플레인의 명령어 지연 시간을 줄여 트래픽이 집중되는 시간에도 네트워크가 빠르게 반응해 오케스트레이션 할 수 있도록 도와준다.

비교적 큰 크기의 데이터도 원할하게 실시간 전달이 가능하도록 ‘인텔 데이터 스트리밍 가속기(DSA)가 포함됐다. 데이터 복수 및 변환 작업을 최적화하는 직접 메모리 접근 기능의 발전을 보여주는 도구다. 프로세서 내부와 추가 카드, 메모리, 스토리지 어레이 및 기타 CPU를 포함한 네트워크 프로세서 및 외부 리소스 사이에 관여한다. 네트워크 성능에 미치는 영향으로 소프트웨어 툴의 효율성이 높아진다.

날로 중요시되는 네트워크 가상화는 인텔의 장기다. 인텔은 4세대 제온에 ‘인텔 vRAN 부스트’를 통합했다. 외부 가속기 카드를 사용하지 않도록 해 컴퓨팅 전력을 약 20% 줄일 수 있다. 내장형 인텔 어드밴스드 벡터 익스텐션 512(인텔 AVX-512)를 이용해 전 세대 대비 최대 2배 더 많은 vRAN 용량을 제공한다.

네트워크 성능 향상과 전력효율 증가를 위해 4세대 인텔 제온 스케일러블 프로세서는 다이에 해당 가속기를 통합해 외부 가속기의 필요성을 줄여 구성의 복잡성을 줄이고 자재명세서(BOM)을 더 간결하게 만들어준다. 즉, 네트워크 전반에 걸쳐 엔드 투 엔드 가상화를 추진하는 기업을 위해 공통 플랫폼에서 코어, 에지 및 RAN 워크로드를 쉽게 실행할 수 있도록 돕는다.

다시 말해, 압축과 암호화를 더 빠르게 진행하고 각각의 데이터가 원할하게 흐를 수 있도록 제어해주며, 가상화를 보다 효율적으로 이용할 수 있게 도와줌으로써 수많은 고객들이 다양한 디바이스에서 동시다발적으로 높은 트래픽을 발생시키는 데이터를 실시간으로 시청한다고 하더라도, 가령, 수많은 사람들이 동일 시간에 다른 공간에서 넷플릭스 오리지날 ‘더 글로리’를 여러 네트워크 규격을 통해 시청한다 하더라도 누구나 동일한 품질을 경험할 수 있게 되는 셈이다.

나승주 인텔코리아 상무는 “QAT나 DLB, DSA 등 제온에 통합된 다양한 가속기의 도움으로 쓰루풋 차원에서 더 많이 더 빠르게 처리할 수 있는 기초 체력이 완성된 셈이다”라며, “가속기의 도움으로 인해 CPU는 여유분이 생기며, 이 남은 CPU 자원을 통해서 비용 효율적인 또 다른 작업을 수행할 수 있는 기회를 얻게 된다”고 설명했다.

◆파트너사와 함께 성능 입증…4세대 제온 날개 달기

인텔은 지난 2월 스페인 바르셀로나에서 열린 모바일월드콩글레스(MWC 2023)를 통해 4세대 인텔 제온 스케일러블 프로세서를 통해 5G 네트워크 성능과 전력효율성을 끌어 올릴 수 있는 사례들을 파트너사들과 함께 제시했다.

특히, 4세대 인텔 제온 스케일러블 프로세서의 탁월한 성능을 우리나라 주요 파트너사들과 함께 시연하면서 전세계인의 관심을 집중시켜 눈길을 끈다.

인텔은 ‘vRAN 부스트’ 성능을 입중하기 위해 삼성전자와 손을 잡았다. 인텔이 네트워크 통신사가 네트워크를 고도화하고 5G 코어의 총 소유비용을 절감할 수 있도록 1Tbps 5G UPF 워크로드 성능 시연을 진행했다. 시연은 단일 듀얼소켓 서버를 활용했는데 이 주요 파트너사가 삼성전자였다.

전 세대 대비 동일한 전력 범위 내에서 용량을 최대 2배 증가시켜줌과 동시에 최대 20%의 추가 전력 감소를 제공했다. 레이어 1 SoC 가속기 카드와 와트당 성능과 동등하거나 높은 수준이 될 것으로 예상한다.

아울러, 인텔은 인텔 vRAN 부스트와 관련해 어드밴텍, 캡제미니, 캐노니컬, 델, 에릭슨, 퀀타 클라우드, 라쿠텐 모바일, 레드햇, 슈퍼마이크로, 텔레포니카, 버라이즌, VM웨어, 보다폰, 윈드리버 등 광범위한 업계 지원을 받기도 했다.

마찬가지로 국내 이동통신사 SK텔레콤과는 5G 코어 레퍼런스 소프트웨어용 ‘인텔 인프라 파워 매니저’를 발표했다. 노키아 NEC, 카사와 함께 업계 인증을 받았다. 처리량과 지연시간 및 패킷 손실과 같은 주요 성능 지표에 영향을 주지 않으면서 런타임 서버 전력 소비와 데이터 트래픽을 동적으로 일치시키는 레퍼런스 소프트웨어(SW)다. 이 역시 4세대 제온 스케일러블 프로세서가 장착된 삼성전자 장비에 실어 시연됐다.

SK텔레콤은 인텔과 함께 개발한 데이터센터를 활용하면 가상화 서버의 기존 대비 CPU 누적 전력 소모량의 42%를 절감, 최대 55%까지 절감이 가능하다고 설명했다. 올해 연말 상용장비에 적용할 예정이다. 장기적으로는 2030년까지 약 10GWh 소비를 감축하고 약 5000톤의 탄소를 감축하는 것이 목표다.

이 밖에도 MWC 현장에서 노키아도 4세대 인텔 제온 스케일러블 프로세서를 사용해 이전 세대 대비 5G 코어 UPF 성능이 30% 향상됐음을 측정했다. 또한 5G 코어 소프트웨어용 인텔 인프라 파워 매니저를 사용하여 동일한 전력 소모 기능으로 최대 43%의 전력을 절감했다. 에릭슨 역시 MWC 전시장에서 인텔 4세대 제온 스케일러블 프로세서의 전력 관리 기능을 활용하여 실시간 에너지 절감 효과를 선보였다.