가속화된 오늘날의 비즈니스 환경에서 성공적인 HPC 기술 채택의 기반은 명확하게 정의된 HPC 아키텍처에서 시작됩니다. 조직의 워크로드 및 컴퓨팅 목표에 따라 생산성 향상과 확장 가능한 성능을 달성하는 데 도움이 되는 다양한 HPC 시스템 설계와 지원 리소스를 사용할 수 있습니다.
최신 HPC 아키텍처 설계를 위한 코어 원칙
HPC 아키텍처는 필요에 따라 다양한 형태를 취합니다. 조직은 HPC 시스템을 설계할 때 다양한 방법을 선택할 수 있습니다.
이기종 아키텍처 전반의 병렬 컴퓨팅
이기종 컴퓨팅을 통해 HPC 클러스터는 대규모 워크로드를 실행하고 이를 동시에 수행할 수 있는 별도의 컴퓨팅 작업으로 분할할 수 있습니다.
이러한 시스템은 스케일 업 또는 스케일 아웃 방식으로 설계될 수 있습니다. 스케일 업 설계는 단일 시스템 내에서 작업을 가져와 개별 코어가 작업을 수행할 수 있도록 분할하는 것으로, 서버를 최대한 사용합니다. 반면, 스케일 아웃 설계에서는 동일한 작업을 관리 가능한 부분으로 나눈 뒤 해당 부분을 여러 서버나 컴퓨터에 분산하여 모든 작업이 병렬로 수행됩니다.
시뮬레이션, 모델링, 고급 분석 등 집약적인 워크로드가 점점 더 보편화되면서, HPC 시스템은 CPU 외에도 가속기를 통합하도록 설계되고 있습니다. 이러한 가속기는 개발자가 지원해야 하는 더 넓고 이종적인 범위의 구성 가능성을 도입했습니다.
개발자는 oneAPI 크로스 아키텍처 프로그래밍을 통해 CPU, GPU 및 기타 가속기 전반에서 효율적으로 실행되는 단일 코드베이스를 생성하여, 더 생산적이고 성능이 뛰어난 개발을 수행할 수 있습니다. oneAPI는 독점 프로그래밍 모델의 제약을 제거하고, 새 하드웨어 도입을 용이하게 하며, 코드 유지 보수를 줄여 HPC 혁신을 가속화합니다. Intel® oneAPI Toolkit은 C, C++, SYCL, Fortran, OpenMP, MPI, Python 등의 HPC 개발자가 의존하는 기존 개방형 산업 표준과 언어를 지원합니다. 또한 인텔은 PyTorch*와 같은 업계 표준 프레임워크와 협력하여 AI와 HPC를 결합하기 위한 원활한 개발자 경험을 제공함으로써 더 높은 성능과 혁신을 가능하게 합니다. oneAPI 및 Intel® oneAPI Toolkit을 탐색하십시오.
클라우드 환경에서 HPC 배포
과거 HPC 시스템은 온프레미스 인프라가 제공할 수 있는 용량과 설계로 제한되었습니다. 오늘날 클라우드는 추가 리소스를 통해 로컬 용량을 확장합니다.
클라우드 컴퓨팅은 수요에 따라 확장할 수 있는 막대한 컴퓨팅 성능을 제공합니다. 퍼블릭 클라우드에서 HPC 워크로드를 실행하거나 온프레미스 인프라와 퍼블릭 클라우드를 혼합하여 가용 리소스를 확장할 수 있습니다.
온프레미스 인프라와 Cloud Services를 혼합하는 하이브리드 클라우드 접근 방식을 통해 워크로드가 모든 가용 리소스 전반에서 원활하게 흐릅니다. 이러한 유연성을 통해 기업은 확장할 수 있으며, 총소유비용(TCO)을 조정 및 최적화할 수 있는 기회를 갖습니다.
신규 응용 프로그램 및 워크로드의 경우, 퍼블릭 클라우드는 기존 온프레미스 인프라가 없이도 기업에서 사용할 수 있는 서비스를 제공합니다.
온프레미스 컴퓨팅 인프라를 강화하든 클라우드를 완벽하게 활용하든, 복잡한 시뮬레이션이나 딥 러닝과 같은 HPC 워크로드는 인텔과 클라우드 서비스 공급업체의 긴밀한 협업을 통해 그 혜택을 누릴 수 있습니다.
클라우드에서 HPC 혁신을 주도하기 위해, 인텔은 클라우드 서비스 공급업체와 긴밀히 협력하여 성능을 극대화합니다. 인텔은 기밀 컴퓨팅을 위해 인텔® Trust Domain Extensions, 딥 러닝 가속화를 위한 인텔® Advanced Matrix Extensions와 같은 기술을 활용하여 Cloud Services를 향상하고 온보딩을 간소화합니다. 인텔의 HPC 클라우드 기술과 이러한 기술이 결과를 개선하는 데 어떤 도움이 되는지 자세히 알아보십시오.
확장성 및 성능을 위한 HPC 프로세서 선택
인텔은 HPC 기술 분야의 폭넓은 전문성을 바탕으로 가장 까다로운 미래 워크로드를 처리할 수 있는 성능을 제공합니다. 인텔® 제온® 스케일러블 프로세서는 중요 HPC 워크로드의 다양한 성능 요구 사항을 지원하는 원활한 확장이 가능한 매우 다재다능한 플랫폼을 제공합니다. 이러한 워크로드를 더 가속화하기 위해, 코드명 Crescent Island의 예정된 데이터 센터 GPU는 Xe3P 아키텍처를 기반으로 구축되었으며, 공랭식 서버에 전력 및 비용이 최적화되고 대규모 메모리 용량과 대역폭을 통합하도록 설계되었습니다. FP64를 비롯한 모든 데이터 유형을 지원하므로, AI 및 High Performance Computing 워크로드에 유연성을 제공합니다. 인텔 제온 프로세서는 여전히 컴퓨팅의 기반이지만, Crescent Island가 AI 및 HPC 워크로드를 위해 GPU 가속화를 추가했습니다.
HPC 아키텍처를 위한 메모리 하위 시스템 혁신
메모리는 HPC 시스템 설계의 필수 구성 요소입니다. 시스템의 단기 데이터 스토리지를 담당하는 메모리로, 워크플로 성능을 제한하는 요인이 될 수 있습니다. 인텔® 제온® 6900 시리즈 프로세서는 스토리지 및 메모리 계층 구조의 격차를 해소하여 데이터 센터의 병목 현상을 해결하는 데 도움이 되므로, 컴퓨팅에 지속적으로 데이터를 공급할 수 있습니다.
HPC 패브릭으로 성능 확장
최신 800 시리즈 컨트롤러 및 네트워크 어댑터를 비롯한 인텔 이더넷의 포괄적인 제품 라인을 기반으로 하는 인텔 고성능 네트워킹(HPN)은 하드웨어 수준의 가속화, 정밀 타이밍 기술, RoCE v2(RDMA over Converged Ethernet)를 활용하여 CPU 오버헤드를 최소화하면서 매우 정확한 타이밍과 최대 200GbE의 데이터 센터 속도를 제공합니다. 이러한 네트워크는 AI 워크로드, 고빈도 거래, 대규모 가상화 등에 필요한 높은 결정성의 응용 프로그램 응답 시간, 초저지연 및 최적화된 CPU 리소스를 제공합니다. oneAPI를 비롯한 기존 인기 HPC 및 AI 미들웨어 및 프레임워크는 OpenFabrics Interfaces(OFI 또는 libfabric) 및 인텔® 이더넷 패브릭 스위트를 통해 인텔® HPN과 함께 사용할 수 있습니다.
고성능 프로세서를 통한 HPC 아키텍처 최적화
인텔은 HPC 응용 프로그램, 아키텍처, 그리고 사용자가 결과를 창출하고 성과를 극대화하는 데 도움이 되는 온프레미스, 클라우드 또는 하이브리드 HPC 시스템에 필요한 요소를 심층적으로 이해할 수 있는 전문성을 제공합니다. 인텔® 기술을 기반으로 하는 HPC 아키텍처를 통해 미래의 HPC, 엑사스케일, 제타스케일 요구에 대비할 수 있습니다.
또한 oneAPI 툴킷은 개발자가 HPC 프로그래밍을 간소화하도록 지원할 준비가 되었으므로, 더 많은 하드웨어 유형을 지원하고 비즈니스 성과를 극대화할 수 있습니다.