“GPU에서 SSD로” 글로벌 빅테크 투자축 이동

게티이미지벵크

인공지능(AI) 시대 데이터센터 경쟁력이 ‘연산 능력’에서 ‘스토리지 최적화’로 이동하고 있는 가운데 구글, 메타, 아마존, 애플, 마이크로소프트 등 글로벌 빅테크 기업들도 대규모 투자를 단행하며 이 같은 트렌드를 가속화하고 있다.

10일 반도체 업계에 따르면 그래픽처리장치(GPU) 성능이 뛰어나도 스토리지(저장계층)에서 데이터 입출력(I/O) 과정에 병목 현상이 일어난다면 서비스 품질(QoS)이 떨어질 수밖에 없다고 설명한다.

성능 병목을 막기 위해 하이퍼스케일 기업들은 랙(Rack) 단위 설계로 전환하고 저장장치 역할을 하는 솔리드스테이트드라이브(SSD) 선택 기준도 컨트롤러·펌웨어 역량 중심으로 바꾸고 있다.

동일한 GPU와 네트워크를 갖춘 환경이라도 스토리지의 지연 변동성에 따라 응답 체감이 달라진다. 이에 따라 빅테크는 기존의 GPU 및 메모리 편중 투자에서 기업용 솔리드 스테이트 드라이브(eSSD) 중심의 투자로 전환하고 있다.

스토리지의 중요성이 커지는 가운데 부품 비용 상승은 데이터센터의 최대 현안으로 떠올랐다.
고대역폭메모리(HBM) 증설 여파로 범용 D램 공급이 줄고 주요 낸드(NAND) 제조사들이 가격 인상 기조를 보이면서 서버당 메모리와 스토리지 비용이 동시에 상승하고 있다.

시장조사업체 트렌드포스에 따르면 올해 4분기 글로벌 낸드의 평균 계약가격은 전 분기 대비 5~10% 상승할 것으로 예측됐다.

이로 인해 반도체 업계는 전력 사용량과 공간 효율 및 운영비까지 포함한 총소유비용(TCO) 최적화 방법에 우선 순위를 두고 있다.

이러한 과제를 해결하기 위해 기술 및 운영 측면의 해법은 우선 PCIe 6.0 시대를 맞이해 대역폭이 크게 확장된 만큼 향후 SSD의 성패는 늘어난 대역폭을 정교하게 제어하는 컨트롤러의 펌웨어 및 소프트웨어 최적화에 달려 있다.

동일한 낸드를 사용하더라도 컨트롤러 아키텍처와 펌웨어 최적화에 따라 SSD의 지연 변동성과 전력 효율 및 수명이 크게 달라진다.

이 흐름에 맞춰 삼성전자, 파두, 마이크론과 같은 컨트롤러 설계 업체들이 Gen6(PCIe 6.0) 컨트롤러 개발에 속도를 높이고 있다.

대용량 데이터 비용 효율화를 위해 하드디스크드라이브(HDD)를 QLC(Quad Level Cell) 낸드 기반 SSD로 대체하는 흐름 역시 빨라지고 있다.

동일 면적 대비 HDD보다 더 많은 양의 데이터 저장 및 데이터 읽기/쓰기 속도가 훨씬 빠르기 때문이다.

반도체 업계 관계자는 “결국 AI 시대의 경쟁력은 ‘연산 능력을 얼마나 키웠는가’에서 ‘데이터를 얼마나 막힘없이 잘 흐르게 했는가’로 이동했다”며 “단순히 SSD를 얼마나 많이 배치하느냐가 중요한 것이 아니라 어떤 스토리지를 어떤 방식으로 운영하고 제어하느냐가 데이터센터의 성능향상과 비용절감을 동시에 결정한다”고 설명했다.

정유진 기자 jinjin@hankyung.com