인텔은 자체 개발한 GPU, 엔비디아는 자체 개발한 CPU를 탑재한 슈퍼컴퓨터를 구축해 눈길을 끌고 있다.

각각 상대의 전문 영역의 칩을 개발하며, 엔비디아는 인텔이 지배해온 CPU 시장에서, 인텔은 엔비디아가 장악하고 있는 GPU 시장에서 본격적인 경쟁을 예고했다.

함부르크에서 열리는 ISC 2023 컨퍼런스에서 인텔은 차세대 GPU인 ‘폰테 베키오(Ponte Vecchio)’ 기반 아르곤 국립 연구소의 ‘오로라(Aurora)’ 슈퍼컴퓨터 출하를 완료했으며, 엔비디아는 영국 브리스톨 대학에 ‘그레이스 CPU(Grace CPU)’ 기반 Isambard 3  슈퍼컴퓨터를 구축했다고 22일(현지시간) 로이터가 보도했다.

폰테 베키오는 인텔의 차세대 GPU다. 그래픽 아케텍처인 Xe 그래픽의 HPC 라인업이다. HPC와 AI 워크로드에 최적화된 Xe 아키텍처를 기반으로 한다. 무려 47개의 타일을 하나로 묶어 트랜지스터 집적도를 1000억개까지 끌어올렸다.

이 GPU는 인텔의 포베로스(Foveros) 3D 패키징 기술을 활용해 제작된다. HBM 메모리와 기타 지적 재산을 포함한 여러 설계자산(IP)을 하나의 패키지로 통합한다. 

폰테 베키오는 외부 파운드리에서 7나노 공정으로 생산된다. 인텔이 수년간 생산 일정을 연기하면서 오로라 슈퍼컴퓨터 구축 계획도 차질을 빚다가 마침내 구축 완료한 것으로 보인다.

또 인텔은 지난해 공개한 ‘팔콘 쇼어스(Falcon Shores)’ XPU를 곧 출시할 예정이라고 밝혔다. 팔콘 쇼어스는 인텔의 사파이어 래피즈(Sapphire Rapids) 제온 스케일러블 CPU와 차세대 GPU 폰테 베키오를 하나로 합친 고성능 및 슈퍼컴퓨팅 프로세서다.

팔콘 쇼어스는 서버 및 슈퍼 컴퓨팅 부분에서 처음 도입하는 CPU-GPU 통합 프로세서다. 이 경우 고성능 서버 CPU와 고성능 연산용 GPU는 막대한 양의 데이터를 서로 주고받기 때문에 데이터 및 메모리 병목 현상이 발생하기 쉽다.

이를 극복할 수 있는 대안 중 하나는 아예 하나의 패키지 안에 CPU, GPU, 메모리를 통합하는 것이다. 인텔은 팔콘 쇼어스를 통해 전력 대비 성능과 메모리 대역폭을 5배 이상 끌어올릴 수 있다고 보고 있다. 

서버급 CPU와 GPU를 통합하면서 기대할 수 있는 두 번째 이점은 공간 절약이다. 거대한 서버 CPU와 제법 큰 공간을 차지하는 GPU를 서버용 메인보드에 여러 개 끼워 넣으면 당연히 서버의 부피는 커질 수 밖에 없다.

데이터 센터의 크기가 자꾸만 커지는 상황에서 크기가 작은 서버의 등장은 반가운 일이다. 결국 비용 절감으로 이어지기 때문이다. 

하지만 인텔은 팔콘 쇼어스의 정확한 출시 시기는 밝히지 않았다. 출시를 위해서는 엔비디아가 장악한 고성능 GPU 시장에서 폰테 베키오 GPU의 약진이 절실한 상황이다.

다만 전례 없는 수준의 연구와 투자를 병행하고 의욕적인 제품 로드맵을 공개하고 있어 몇 년 후에는 업계 판도가 바뀔 수도 있는 상황이다. 과연 인텔의 변신이 성공할지 미래가 궁금하다. 

한편 엔비디아는 휴렛팩커드 엔터프라이즈(HPE)와 협력해 엔비디아의 GPU 없이 전적으로 그레이스 CPU 칩을 기반으로 Isambard 3라는 슈퍼컴퓨터를 영국 브리스톨 대학에 구축하고 있다.

브리스톨 대학은 이 슈퍼컴퓨터를 AI, 생명 과학, 의학, 생명 공학 및 천체 물리학과 같은 분야의 연구에 활용할 계획이다. 

엔비디아에 따르면 Isambard 3에는 384개의 그레이스 CPU 프로세서가 탑재될 예정이다. 각 프로세서에는 Arm 설계를 기반으로 하는 144개의 CPU 코어가 포함되어 있다. 이 코어는 CPU가 AI 워크로드를 보다 효율적으로 실행할 수 있도록 하는 Arm 명령어 세트 기술인 SVE를 지원한다.

엔비디아는 Isambard 3가 FP64 데이터와 관련된 계산을 수행할 때 최대 2.7페타플롭스의 속도를 제공할 것으로 예상한다. 1페타플롭은 초당 1000조 연산 작업에 해당한다. FP64는 슈퍼컴퓨터가 처리하는 정보를 구성하기 위해 일반적으로 사용하는 데이터 형식이다.

Isambard 3는 2024년에 가동될 예정이다. 일단 작동되면 시스템은 270kW 미만의 전력을 소비할 것으로 예상되며, 이는 유럽에서 가장 에너지 효율적인 슈퍼컴퓨터 중 하나가 될 것이다. 엔비디아는 Isambard 3가 브리스톨 대학의 이전 세대 슈퍼컴퓨터보다 6배 더 에너지 효율적이라고 추정한다.

엔비디아는 기후 변화가 점점 실존적인 문제가 되면서 컴퓨팅이 에너지 효율적인 기술을 수용하는 것이 중요해졌다는 점을 강조했다. GPU를 배제하고 CPU를 기반으로 한 보다 에너지 효율적인 슈퍼컴퓨팅 센터를 만들기 위한 방안을 마련한 셈이다.