빛으로 ‘CPU·메모리·GPU’ 연결…ETRI, AI 데이터센터 새 시대 연다

- 차세대 광네트워크 기술 선점, 세계 최초 검증 시스템 구현

TRI 연구진이 데이터센터 자원연결(OD) 기술 검증시스템을 시험하고 있다.[ETRI 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 국한국전자통신연구원(ETRI)은 차세대 인공지능(AI) 데이터센터에서 메모리와 가속기 등 핵심 자원을 ‘빛’으로 자유롭게 연결·분리할 수 있는 광스위치 기반 ‘데이터센터 자원연결(Optical Disaggregation, OD)’기술을 개발했다고 밝혔다.

이번 기술은 AI 확산으로 폭증하는 데이터 처리 수요에 대응하고, 미래 데이터센터를 보다 빠르고 효율적으로 운영할 수 있도록 하는 차세대 광(光) 네트워크 핵심 기술로 평가된다.

현재 데이터센터는 하나의 서버 안에 CPU, 메모리, 스토리지, 가속기(GPU) 등이 고정적으로 묶여 있는 서버 중심 구조로 이루어져 있다.

이러한 구조에서는 각 서버가 보유한 한정된 자원만 활용할 수 있어 어떤 서버는 메모리만 과도하게 사용하고, 다른 서버는 CPU만 사용하는 등 자원 활용 편차가 커 전체 효율이 떨어지는 문제가 있었다.

또한 대부분의 데이터센터는 전기 신호 기반 스위치를 사용하고 있어 데이터 전송 과정에서 여러 번의 신호 변환이 일어나며 지연(딜레이)이 발생한다.

이로 인해 초고속 연결이 필요한 AI 학습용 데이터나 메모리 자원의 효율적 운용에 한계가 있었다.

ETRI 연구진이 개발한 데이터센터 자원연결(OD) 기술은 이러한 구조적 한계를 근본적으로 해결했다.

서버 내부의 메모리나 가속기가 부족할 경우, 광스위치를 이용해 다른 서버의 자원을 빛의 신호로 즉시 연결할 수 있다.

이를 통해 AI 학습이나 대규모 데이터 분석처럼 고성능 연산이 필요한 작업에서도 자원을 ‘필요한 순간, 필요한 만큼’ 빠르고 유연하게 연결·분리할 수 있게 됐다.

특히 이번 기술은 원격 메모리 접속 표준(CXL, Compute Express Link)을 광스위치로 연결한 세계 최초 사례라는 점에서 글로벌 기술 경쟁력측면에서도 의미가 크다.

광스위치 기반 데이터센터 자원연결 기술을 개발한 ETRI 연구진.[ETRI 제공]

연구진은 ETRI가 자체 개발한 CPU 어댑터, 메모리 블레이드, 가속기 블레이드, OD 매니저를 결합한 검증시스템을 구축해 실증에 성공했다.

실험 결과, 프로그램이 추가 자원을 요청하면 광 경로를 자동으로 설정해 필요한 메모리와 가속기를 실시간으로 할당하고, 서비스가 안정적으로 수행되는 것을 확인했다.

즉 데이터센터 자원을 소프트웨어적으로 제어하면서도 광(光) 속도로 연결할 수 있는 체계를 세계 최초로 입증한 것이다.

이준기 ETRI 광네트워크연구실장은 “AI 서비스 확산으로 전 세계적으로 데이터센터 자원이 빠르게 소모되고 있다. 이번 연구 성과는 메모리와 가속기를 효율적으로 공유·활용해 데이터센터 자원 부족 문제를 해소하고, 지속 가능한 미래형 데이터센터로의 전환을 앞당길 중요한 계기가 될 것”이라고 말했다.