데이터센터 장비교체 없이도 전력 35% 줄인다

DGIST 김대훈 교수팀, 프로세서 전력 관리법 개발

데이터센터. 게티이미지 제공

[파이낸셜뉴스] 데이터센터 장비 교체없이도 전력 소모를 대폭 줄일 수 있는 기술이 개발됐다.

대구경북과학기술원(DGIST) 김대훈 교수팀은 프로세서 성능을 그대로 유지하면서도 에너지 소모량을 대폭 줄일 수 있는 프로세서 전력 관리 기법을 개발했다고 19일 밝혔다. 김대훈 교수팀이 새롭게 설계한 소프트웨어(SW) 기술을 현재 데이터센터에서 사용하는 방식과 최신 연구들과 비교한 결과 프로세서 성능 저하 없이 각각 최대 35.7%, 14.8%의 에너지 소모량을 줄였다.

연구진은 웹 서버나 데이터베이스 등 지연시간이 중요한 애플리케이션을 서비스하는 모든 데이터센터 서버들에 적용이 가능하다고 설명했다. 향후 네트워크 기반 애플리케이션을 구동하는 모든 종류의 컴퓨터들에서도 활용 가능할 것으로 보인다.

김대훈 교수는 "이번 연구는 하드웨어를 수정하거나 추가 또는 응용 프로그램 수정 없이도 실제 데이터센터의 에너지 소모량을 크게 줄일 수 있는 가능성을 보여준 것"이라며 "향후 데이터센터 환경에 실제 적용 가능한 전력 관리 기술을 개발하기 위해 연구에 매진하겠다"고 말했다.

연구진은 현재 데이터센터 서버들에 적용 가능한 새로운 전력 관리 기법을 연구했다. 목표로, 리눅스의 네트워크 패킷 처리 인터페이스인 NAPI(New API)를 모니터링하고, 이를 전력 관리에 활용하는 NMAP 프레임워크를 설계했다.

NMAP은 NAPI 내부의 폴링 및 인터럽트 모드에서 처리된 패킷의 비율을 활용했다. 폴링의 비율이 증가하면 전압 및 주파수를 빠르게 증가시키고, 인터럽트의 비율이 증가하면 전압 및 주파수를 천천히 감소시킨다. 그 결과 NMAP은 리눅스의 DVFS 정책 및 최신 DVFS 연구와 비교, 지연시간에 민감한 애플리케이션의 성능 저하 없이 각각 최대 35.7%, 14.8%의 에너지 소모량을 줄였다.

한편, DVFS(Dynamic Voltage and Frequency Scaling)는 대표적인 프로세서의 전력 관리 기법이다. 프로세서에 공급되는 전압과 주파수를 동적으로 변경해 성능과 전력 소모를 함께 조절한다. 데이터센터에서 일반적으로 사용하는 리눅스 운영체제는 프로세서의 DVFS 기술을 활용하기 위한 정책을 제공하고 있지만, 지연시간에 민감한 서비스의 성능을 보장하기는 어렵다. 이를 해결하기 위해 많은 기존 연구들이 지연시간에 민감한 서비스를 위한 DVFS 기법을 제안했지만, 이들은 단시간에 너무 많은 전압 및 주파수 변경을 시도하기 때문에, 실제 데이터센터 서버들에 적용하기는 어렵다는 한계가 있었다.