SPARC M7 기술 혁신

SPARC  M7  Processor

프로세서 기술 혁신을 통한
‘소프트웨어 인 실리콘(Software in Silicon)’ 활용

작성자: John Soat

 

SPARC 기술 계획에서 혁신 리더십, 첨단 실리콘 및 Engineered System에 대한 강력한 의지 강조

IEEE/Sigarch

차세대 SPARC이 Hot Chips 26에서 소개됐습니다.

혁신은 기술 업계에서 생존하기 위한 힘의 원천입니다. 또한 기술 혁신은 기업, 정부, 문화의 핵심 요소입니다. 오라클은 이와 같이 혁신의 절대적인 중요성을 이론적으로는 물론, 실무적으로도 깊이 인식하고 소프트웨어를 시작으로 스토리지, 네트워킹 그리고 하드웨어에 이르는 정보 기술과 그 효과적인 구현을 위해 막대한 시간, 노력 및 자원을 투자하고 있습니다.

이와 같은 노력을 통해 거둔 성과들이 캘리포니아주 쿠퍼티노에서 열린 Hot Chips 컨퍼런스에서 공개됐습니다. 오라클은 이 행사에서 곧 출시될 새로운 SPARC 프로세서인 일명 SPARC M7에 대한 기술 세부 사항들을 발표했습니다. 중요한 발표가 이루어진 이 행사는 올해로 26주년을 맞았습니다. IEEE의 마이크로프로세서 및 마이크로 컴퓨터 기술 위원회가 후원하고 ACM의 SIGARCH (Special Interest Group on Computer Architecture)와 협력해 개최하는 Hot Chips 컨퍼런스는 반도체 업계의 혁신적인 기술을 선보이는 장으로 각광을 받고 있습니다. 여기에서 오라클은 기술 업계의 역사에 큰 획을 그었습니다. 오라클은 M7을 공개했으며 이에 따라, Sun Microsystems를 인수한 이후 4년 간 6개 SPARC 프로세서 신제품을 발표하게 됩니다. 이와 같은 공격적인 제품 출시 일정은 SPARC 아키텍처와 기술 환경에서 그 연관성을 유지하는 데 대한 오라클의 확고한 의지에 더욱 힘을 실어 주고 있습니다.

소프트웨어 인 실리콘(Software in Silicon)

새로운 SPARC 프로세서의 기술 혁신은 Oracle Engineered System의 핵심 설계 원칙과 일치합니다. 이는 애플리케이션이 최적의 성능으로 실행되는 세밀하게 튜닝된 단일 통합 시스템으로 서버, 소프트웨어, 스토리지를 함께 통합하는 엔터프라이즈 IT 접근 방식입니다.

이러한 최적화 전략이 새로운 프로세서에 반영됐습니다. M7'의 가장 중요한 기술 혁신은 소프트웨어 기능을 프로세서에 직접 구현한 일명 "소프트웨어 인 실리콘(software in silicon)"으로 불리는 설계 접근 방식입니다. 특정 기능들은 하드웨어 실행되기 때문에 소프트웨어 애플리케이션이 보다 빨리 실행됩니다. 또한, 여유 프로세서 코어로 다른 기능들을 실행할 수 있기 때문에 전반적인 운영 속도도 높아집니다.

SPARC M7 설계는 보다 빠른 성능을 위해 32개 CPU 코어를 포함하고 있습니다.

예를 들어, M7 프로세서의 가장 놀라운 기술 혁신 중 하나는 In-Memory 쿼리 가속 엔진으로 불리는 기술입니다. 이들 고유한 디자인의 유닛은 특정 데이터 검색 기능을 데이터베이스 쿼리에서 가져와 초고속으로 실행합니다. 이 전용 기능으로 데이터베이스 쿼리를 훨씬 빠른 속도로 실행할 수 있습니다.

오라클의 시스템 제품 관리 및 전략 담당 수석 부사장인 David Lawler는 이와 같은 쿼리 가속은 "과거 수행됐던 모든 방법들과는 완전히 다른 방법으로 실행됩니다."라고 밝혔습니다. M7은 최대 8개 In-Memory 쿼리 엔진을 장착하고 있습니다.

또 다른 주요 M7 기술 혁신으로는 애플리케이션 데이터 무결성(application data integrity)으로 알려진 기능을 들 수 있습니다. 소프트웨어 인 실리콘 기능은 애플리케이션이 해당 전용 메모리 영역에만 액세스할 수 있도록 보장합니다. 이를 통해 소프트웨어 프로그래머들은 메모리 할당과 관련한 이슈를 파악할 수 있을 뿐만 아니라, 여러 다양한 측면에서 이점을 거둘 수 있습니다.

오라클은 소프트웨어 인 실리콘으로 자체 소프트웨어 개발 속도와 최종 제품 품질을 획기적으로 향상시키고 고객들이 운영 환경에서 항상 보호되는 메모리를 통해 애플리케이션을 실행하는 데 따른 이점을 실현하게 될 것으로 기대하고 있습니다.

또한, 이는 보안 기능의 역할을 수행합니다. 오라클의 SPARC 시스템 부문 제품 관리 담당 디렉터인 Renato Ribeiro는 "코드의 특정 한 부분이 다른 부분의 데이터를 읽으려고 시도한다면, 칩이 이를 차단시킬 것입니다."라고 설명했습니다.

또한 이는 프로세서에 하드와이어(hardwired)되어 있기 때문에 데이터 무결성 기능이 애플리케이션 성능에 영향을 미치지 않습니다. Lawler은 "이는 추가적인 부담을 거의 발생시키지 않습니다."라고 밝혔습니다.

성능 가속화

100  GB/sec

새로운 프로세서에서 지원되는 또 다른 혁신 기술은 초고속으로 압축을 해제하는 기능과 관련된 것입니다. 이는 오라클의 혁신적인 In-Memory 데이터베이스 기능 측면에서 특히 중요합니다.

데이터베이스 성능은 사용되는 데이터가 서버 메모리에 직접 로딩되기 때문에 외장 스토리지에서 데이터를 전송할 때 발생하는 대기 시간을 제거할 수 있습니다. 하지만, 대용량 데이터를 서버 메모리에 맞추기 위해서는 모든 데이터베이스 쿼리를 압축한 다음, 압축 해제를 실행해야 합니다. 이와 같은 압축 해제 과정은 많은 시간이 소요되고 귀중한 프로세서 자원을 소진하며 전통적인 병목이 되고 있습니다.

이러한 문제를 해결하기 위해 오라클 엔지니어들은 압축 해제 가속 엔진을 M7 프로세서에 통합했습니다. 이 하드와이어된 장치는 In-Memory 데이터베이스의 최대 속도인 100 GB/sec로 데이터 압축 해제를 실행합니다. Lawler 는 이것이 16개 압축 해제 PCI 카드 또는 200개 CPU 코어와 동등한 수준이라고 지적했습니다.

성능과 관련한 M7의 또 다른 기능 향상은 두 대 컴퓨터 간 통신과 관련한 것입니다. 메모리 공유 시 매우 짧은 대기 시간만을 발생시키는 패브릭으로 알려진 이 하드웨어 인터커넥션은 거의 1백만 분의 1초도 되지 않는, 거의 즉각적인 대기 시간으로 메시징 애플리케이션을 실행합니다. Lawler는 이는 "마치 로컬에서 실행되는 것처럼 두 대의 시스템 간에 메모리 액세스가 실행된다"고 설명했습니다. 이는 클러스터 내 컴퓨터 성능에 유용합니다.

마지막으로 M7 프로세서는 자체 설계 내에 32개 코어를 장착하고 있습니다. 따라서, 12개 코어를 장착한 이전 세대의 프로세서인 M6보다 프로세싱 성능이 크게 향상됩니다. 이는 기술 혁신이라기보다 프로세스 향상이라고 할 수 있지만, SPARC을 업계에서 가장 강력한 프로세서로 만들겠다는 오라클의 확고한 의지를 확인시켜 줍니다.

공동 엔지니어링의 이점

SPARC 아키텍처를 통해 오라클은 프로세서, OS, 미들웨어, 데이터베이스, 애플리케이션, 심지어 소프트웨어 툴과 특히 Java 등을 포함해 모든 수준의 컴퓨팅 스택에서 엔지니어링 작업을 수행할 수 있다는 점에서 여타 엔터프라이즈 벤더보다 유리한 입지를 확보하고 있습니다.

SPARC M7 프로세서는 공동 엔지니어링을 통해 높은 성과를 거두었으며 처음부터 오라클의 하드웨어 엔지니어와 소프트웨어 개발자 모두가 참여하여 설계했습니다. 이러한 접근 방식은 혁신적인 "소프트웨어 인 실리콘" 전략이 결실을 맺을 수 있도록 했습니다. Lawler은 "모든 자체 소프트웨어를 검토하고 가장 어려운 것들을 파악한 다음," 이를 프로세서에 통합했다고 밝혔습니다.

SPARC M7은 2015년도 내에 출시될 예정입니다. 오라클은 전체 업계에서 이를 활용할 수 있도록 한다는 계획입니다. Ribeiro는 "우리는 이 기능들을 활용하기 원하는 다른 소프트웨어 벤더들도 이용할 수 있도록 한다는 계획입니다."라고 밝혔습니다.


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