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네트워크 / 데이터센터 / 클라우드

“기업 네트워크 노리는 스마트NIC” 인텔, AWS, 주니퍼 등 시장 선점 각축

Michael Cooney | Network World 2021.12.06
데이터센터, 클라우드 및 엣지 네트워크를 지원하는 기업 인프라는 언젠가 가장 작은 구성 요소 가운데 하나인 스마트NIC, 즉 데이터 처리 유닛(Data Processing Unit, DPU)이 장악할 것이다.  

기업의 스마트NIC 이용은 여전히 진화 중이지만, 서버 CPU의 부담을 개별 기기로 오프로드해 서버 사이클을 자유롭게 만든다는 발상이 전혀 새로운 것은 아니다. 전문 하드웨어 가속장치, 예를 들어 GPU나 FPGA(Field-Programmable Gate Arrays, FPGA) 등은 통신, 금융, 과학 애플리케이션 프로세싱의 CPU 워크로드를 완화시켰다.  
 
ⓒ Getty Images Bank

사용자와 솔루션 업체는 앞으로 스마트NIC에 의해 기업 비용을 절감하고, 성능을 개선하고, 보안을 강화할 수 있다고 생각한다.  
 

왜 스마트NIC인가?  

VM웨어의 제품 관리 담당 부사장 폴 터너는 “스마트NIC를 기업 고객에 매력적인 솔루션으로 만들기 위해 여러 가지 일이 진행되고 있다. 무엇보다, 프로세서 기술이 상당히 큰 용량의 NIC를 만들 수 있는 지점에 도달했다”라고 말했다.  

터너는 “적절히 실행되는 데 대량의 리소스가 필요한 데이터센터 애플리케이션이 많고, 스마트NIC가 도움이 될 수 있다. 또한 고객은 가상머신의 수를 늘리면서 인프라 비용을 절감하고 싶어한다. 그렇지만 언제나 극심한 트래픽에 시달리는 서버도 지원할 수 있어야 한다. 이들은 모두 스마트NIC가 처리할 수 있는 사용례이다”라고 설명했다.  

이렇게 엔터프라이즈급 사용자에게 잠재력은 크지만, 아직 시기상조라는 것이 전문가들의 생각이다. 델오로 그룹(Dell’Oro Group)의 리서치 디렉터 배런 펑은 “현 시점에서 스마트NIC는 기업 고객을 위한 진정으로 유망한 해법이라고 증명되지 않았다. 제품 가격이 비싸고(일반 NIC에 비해), 설계 비용도 많이 든다. 스마트NIC를 프로그래밍할 인력도 필요하다”라고 지적했다.

스마트NIC를 배치하는 비용은 대규모 환경이 아니라면 경제적이지 않고, 클라우드 데이터센터보다 더 작은 대다수 데이터센터의 경우 합리적이지 않다는 것. 펑은 “스마트NIC 배치는 일반적으로 대형 클라우드 데이터센터라면 타당하다. 여기서는 배치 비용을 많은 수의 서버로 분배할 수 있고 스마트NIC에 맞춰 아키텍처를 설계할 수 있다”라고 덧붙였다.  
 

스마트NIC의 작동 방식  

스마트NIC가 왜, 그리고 어떻게 증가하고 있는지를 이해하기 위해서는 작동 방식을 알아야 한다. 

첫 번째는 명칭이다. 스마트NIC는 DPU, 기능형 가속기 카드(Functional Accelerator Card, FAC) 등의 이름으로 불린다. 가트너의 부사장 앤드류 러너는 “FAC는 가트너의 용어이고, 기본적으로 강력한 칩을 가진 NIC를 의미한다. 모든 FAC는 당연히 NIC이지만, 모든 NIC/스마트NIC가 FAC인 것은 아니다”라고 말했다.  

델’오로 그룹은 스마트NIC를 프로그래밍 가능한 프로세서를 가진 네트워킹 어댑터 카드로 정의한다. 펑은 “스마트NIC는 대충 서버 내의 서버라 할 수 있다. 프로세서, 네트워크 패브릭, 스토리지, 메모리 등을 가지고 있기 때문이다. 프로그램형 프로세서는 주 CPU로부터 워크로드를 덜어내도록 의도된 FPGA, ARM, 또는 몇몇 SoC일 수 있다. 이 워크로드는 흔히 데이터센터 운영, 예를 들어 네트워킹, 스토리지, 보안 등을 위한 오버헤드이다. 이들 오버헤드 워크로드를 덜어냄으로써 CPU의 부담이 줄고 애플리케이션을 한층 효과적으로 실행할 수 있다”라고 설명했다.  

VM웨어의 터너에 따르면, DPU는 내장 네트워크 운영체제, 그리고 몇몇 경우, 자체 온보드 가속 엔진을 이용해 물리적 및 가상 스위칭 또는 패킷 처리 등을 수행할 수 있다. 

이런 유형의 디바이스를 가리키는 용어는 솔루션 업체마다 다르다. DPU는 엔비디아, 마벨, 펀저블, 자일링스 등이 사용한다. 펜산도(Pensando)는 분산 서버 카드(distributed server card, DSC), 인텔은 인프라 처리 유닛(infrastructure processing unit, IPC)이라고 부른다.  

솔루션 업체는 자사 제품에 저마다 다른 소프트웨어와 애플리케이션을 탑재하고, 이를 강조하기 위해 상이한 용어를 사용한다. 그러나 기본적으로, 이들 디바이스는 비슷한 기능, 다시 말해 애플리케이션 프로세싱을 위해 서버 CPU를 자유롭게 만드는 일을 한다.  

러너는 “FAC는 칩을 가지고 있기 때문에 온갖 종류의 흥미로운 소프트웨어를 실행할 수 있다. 예를 들어 애플리케이션의 성능과 보안을 강화할 수 있는 소프트웨어를 실행할 수 있다. 또 x86 호스트 장비의 처리량을 줄여주거나 방화벽, 로드밸런서 등의 중간 장비를 대체하는 데도 쓰일 수 있다. 따라서 잠재력이 크다. FAC 하나만으로 다양한 기존 네트워크 컴포넌트를 대체할 수 있곻, ToR(top of rack) 스위치마저 잠식할 수 있다”라고 강조했다.  
 

스마트NIC 사용례 1 : 전문 장비 대체

펜산도(Pensando)의 공동 설립자이자 최고 비즈니스 임원인 소니 지안다니는 로드밸런서와 방화벽이 25년 전에는 최첨단이었고, 점점 더 복잡하고 값비싸졌다고 말한다. 펜산도는 시스코의 유명한 전직 멤버들이 주도하는 스타트업으로 전직 시스코 CEO인 존 챔버스, 마리오 마졸라, 프렘 제인, 루카 카피에로, 지안다니 등이 이사회에 있다.
  
펜산도는 지능형의 프로그래밍이 가능한 소프트웨어를 가진 DPU 기반 아키텍처를 개발 중인데, 소프트웨어 정의 클라우드, 컴퓨트, 네트워킹, 스토리지, 보안 서비스를 지원한다. 이들 서비스는 엣지, 코로케이션, 서비스 업체 네트워크로 신속하게 배치할 수 있다. 최근 HPE 아루바의 신형 데이터센터 스위치인 아루바 CX 10000의 핵심 구성요소로 탑재됐는데, 펜산도의 통합 DPU는 별도 보안 및 로드밸런싱 장비의 필요성을 줄여준다.

 Tags 스마트NIC DPU FAC FPGA 오프로드 하이퍼스케일

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