미래기술 / 퍼스널 컴퓨팅

“SSD 병목의 궁극적 해결”⋯‘광자’ PCIe 새 규격 만든다

Mark Hachman | PCWorld 2023.08.03
PC에 사용할 새 SSD를 검색하거나 구매한 경험이 있다면, SSD의 한계를 알고 있을 것이다. 즉 종종 PC의 PCI 익스프레스 버스 때문에 PC가 멈춘 것 같은 느낌을 받거나 상당한 발열이 발생한다. 현재 관련 업계가 이 PCI 익스프레스 문제의 해법을 찾고 있는데 그 중 하다가 PCIe의 전기적 연결을 빛으로 대체하는 것이다.
 
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PCI-SIG(PCI Special Interest Grou)는 최근 PC의 전기적 버스를 대체할 광 연결 표준을 만드는 워킹그룹을 구성했다. 이렇게 전자를 광자로 바꾸면, 저항이 줄어들어 전력 소모와 발열도 낮추는 것은 물론 PC 자체의 성능도 개선할 수 있다. PCI 익스프레스는 오늘날 PC에서 가장 중요한 버스 기술이다. 프로세서와 외장 GPU, SSD 등 핵심 부품을 연결하는 역할을 한다. 따라서 PCI 익스프레스 사양을 변화는 아무리 작은 것이어도 PC 성능이 결정적인 영향을 준다. 특히 전기에서 빛으로 전환은 혁명적인 변화가 될 수 있다.

단, 광 PCIe가 단기간에 사양 혹은 실제 제품으로 등장할 가능성은 거의 없다. 128GT/s 속도를 지원하는 PCI 익스프레스 7 사양 공개가 2025년으로 예정돼 있고, 현재 실제 SSD에 사용되는 최신 사양은 2017년에 확정된 PCI 익스프레스 4다. 또한, SIG가 광 PCIe 개발에 어떤 기술을 적용할 지도 아직 확실치 않다. SIG에 따르면 이번 옵티컬 워킹그룹의 목표는 간단하다. PCIe 아키텍처를 더 '광 자 친화적으로(optical-friendly)' 만드는 작업을 하게 된다. 기존에도 SIG의 역할은 표준을 배포하고 호환성을 확보하고 여러 제조업체가 이 보편적인 표준에 따라 생산할 수 있도록 지원하는 것이었다.

PCI 익스프레스에 빛을 사용하려는 이유
데이터를 주고받는 데 빛을 이용하려는 노력은 지난 수십년간 계속됐다. 예를 들어 인텔은 USB를 빛으로 대체하는 기술에 '라이트 픽(Light Peak)'이라고 이름 붙이기도 했다. 이 프로젝트는 결국 중단됐지만, 2010년에 인텔은 PC 내부에서 초당 50기가비트 속도를 내는 광 전송을 구현했다. 이는 실리콘 포토닉스(silicon photonics)라고 알려진 기술인데, 광 PCIe 전송의 출발점이 될 수 있다.

그렇다면 전기 대신 빛을 사용하려는 이유는 무엇일까? 한마디로 이야기하면, 무어의 법칙이 한계에 다다르면서 새로운 접근법이 필요해졌기 때문이다. 무어의 법칙이란 칩의 트랜지스터 집적도가 12~18개월마다 2배씩 늘어나는 것으로, 이를 지키기 위해 인텔의 칩 설계자들은 멀티코어 칩을 고안했다. 하지만 이들 여러 코어를 한번에 사용하려면 매우 정교하게 연결하는 작업이 필요하고 이런 연결에 칩 전력의 80% 이상이 소모된다. 전기적 연결을 광 연결로 대체하면 바로 이 부분에서 막대한 이점을 누릴 수 있다.

한편 PCI-SIG가 광 전송 기술을 개발한다고 해도 가장 먼저 서버와 클라우드 컴퓨팅에 적용될 것으로 보인다. 신기술이 적용된 초기 제품은 매우 고가일 것이다. 이후 시간이 지나면 PC에서도 같은 기술적인 혜택을 누릴 수 있게 된다.
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 Tags PCI-SIG PCIE
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