1. 절반 전력으로 구현한 고성능
인텔 프로세서는 전통적으로 '틱톡(tick-tock)' 모델에 따라 발전해 왔다. 즉, 구형 칩을 먼저 새로운 공정 기술로 옮긴 후(틱) 재설계하여 속도를 높였다(톡). 인텔 클라이언트 컴퓨팅 그룹 총괄 담당자 겸 EVP 미셸 존슨 홀타우스에 따르면, 메테오 레이크는 인텔 13세대 모바일 랩터 레이크(Raptor Lake) 칩의 성능을 목표로 하되 소비 전력은 그 절반으로 하는 것을 목표로 했다. 모든 성능 향상을 담당하게 될 그래픽 블록에서 인텔은 새로운 XeLPG 통합 그래픽 코어로 랩터 레이크 통합 GPU보다 2배 높은 성능을 구현했다.이는 퀄컴이 스냅드래곤(Snapdragon) PC 프로세서에 대해 예전에 했던 말을 연상시킨다. 즉, 구형 코어 칩과 비슷한 성능에 그래픽 성능은 대폭 향상되고 연결성은 상시 제공되는 제품이다. 실제로 인텔은 메테오 레이크에서 와이파이 7과 와이파이 6E를 모두 제공한다. 단, 퀄컴이 했던 대대적인 마케팅 활동은 없다.
2. 기존 CPU와 완전히 다른 생산 방식
전통적인 인텔 '마이크로프로세서'는 CPU와 PCH라는 추가 칩이 같은 패키지에 내장됐다. 하지만 현재 인텔은 4개의 칩릿('타일(tiles)'이라고도 부른다)을 내장하는 방식으로 전환하고 있다. 즉, CPU, SOC, 그래픽, 그리고 I/O 타일이 모두 메테오 레이크 패키지에 내장된다. 인텔은 이를 '각개(disaggregated)' 방식이라고 하는데, 이를 통해 각 타일의 전체적인 수율을 인텔 자체 개발 로드맵에 따라 향상시킬 수 있다. 단, 그래픽과 SOC 타일은 TSMC에서 생산한다. CPU 타일과 (아마도) I/O 타일만 인텔에서 제작하는데, 특히 CPU 타일은 인텔 4 공정으로 생산된다. 오랜 세월 14nm 노드에 정체되어 있다고 느낀 인텔은 4년 이내에 5 공정 기술로 빠르게 전환한다는 계획이다.3. 새로운 저전력 E코어
인텔은 12세대 앨더 레이크(Alder Lake)에서 프로세서 코어 종류를 한 가지에서 2가지로 늘렸다. 우람한 성능 코어(P코어)와 상대적으로 작고 배경 작업을 처리할 효율성 코어(E코어)다. 메테오 레이크에서는 새로운 '레드우드 코브(Redwood Cove)' P 코어와 새로운 '크레스트몬트(Crestmont)' E코어 외에 저전력 버전 크레스트몬트 E코어가 들어간다. CPU에 할당되는 작업을 처음 처리하는 역할을 맡는다. 인텔은 이번 P코어가 랩터 레이크에 탑재된 것보다 얼마나 더 빠른지 정확히 밝히지 않았지만, 크레스트몬트 E코어는 같은 클럭 속도를 기준으로 4~6% 더 빠르다. 주목할 것은 인텔이 저전력 E코어만 사용해 4K 동영상을 재생한 결과다. 이는 노트북 배터리 사용 시간에서 ‘엄청난’ 차이를 만들어 낼 것으로 보인다.4. 저전력 최적화
농담이 아니다. 인텔의 쓰레드 디렉터(Thread Director)는 프로세서의 “집사”로서 운영체제가 할당한 작업을 적절한 코어로 보내는 역할을 한다. 주지하다시피 랩터 레이크에서 쓰레드 디렉터의 작동 방식은 작업이나 쓰레드를 사용 가능한 성능 코어(P코어)로 무작위로 보내는 것이었다. 이를 통해 랩터 레이크는 성능을 끌어올렸다. 하지만 메테오 레이크는 반대다. 메테오 레이크에서는 새로운 쓰레드가 저전력 E코어로 먼저 이동하고, 그 다음에는 일반 E코어, P코어로 이동한다. 이는 매우 큰 정책 변화다. 심지어 높은 연산력이 필요한 “성능” 시나리오에서도 새로운 쓰레드는 일반 E코어를 거쳐 P코어로 이동한다. 이런 변화가 칩의 전체적인 성능에 어떤 영향을 줄까? 아직은 알 수 없다.5. AI PC 세계로의 초대
SOC 타일에는 인텔 메테오 레이크 칩의 AI 뇌인 신경망처리장치(NPU)가 상주한다. 인텔 NPU는 마치 GPU 초기 시절을 연상시킨다. 즉, 인텔과 사용자, 그리고 개발자가 모두 AI를 정확히 어디에 사용할지 고민하고 있다. 일단, 인텔이 구상하는 것은 ‘로컬’ AI라는 점에서 출발해보자. 빙 챗(Bing Chat), 구글 바드(Google Bard) 등의 AI 엔진은 클라우드에 상주한다. 그렇다면 왜 굳이 PC에 로컬 AI가 있어야 할까? 인텔 측의 설명에 따르면 개인정보보호와 속도 때문이다. 인텔이 'AI PC'라고 부르는 것을 바로 이 NPU가 구동하게 된다. 앞으로 더 많은 내용이 차차 공개될 것으로 보인다.인텔은 AI 분야에서 할 수 있는 것에 적극적으로 찾고 있다. 윈도우 기능과 더불어 일부 개발자가 사용하는 오픈VINO API가 대표적이다. 인텔은 최근 열린 혁신 컨퍼런스에서 NPU에 대해 대략적으로 설명했지만 아직은 많은 것이 모호하다. 심지어 쓰레드, 코어, TDP, 캐시 계층 구조 등을 잘 이해하는 사람에게도 마찬가지다. 사람들이 AI로 무엇을 하고 싶은지 찾는 데는 시간이 조금 더 걸릴 것으로 보인다. 한 가지 흥미로운 것은 NPU로 AI를 가속하는 것이 전력 소비 측면에서 꽤 효율적일 수 있다는 점이다. 단, 인텔에 따르면, 순수 속도 측면에서는 CPU, GPU, NPU를 결합하는 것이 가장 타당하다고 한다.
6. 레이 트레이싱 성능 강화
인텔에 따르면, 메테오 레이크의 GPU 내부에는 인텔의 아크(Arc) 그래픽 카드에 적용된 XeHPG 기술 중에서 가장 좋은 부분이 적용돼 있다. 예를 들면 랩터 레이크 대비 메테오 레이크는 통합 그래픽 성능이 2배 빠르고 통합 레이 트레이싱도 지원된다. 인텔은 아직 자세한 벤치마크 수치를 공개하지 않았지만 인텔 내부 벤치마크 결과에 따르면 랩터 레이크 대비 삼각형 렌더링 속도는 2.6배, 픽셀 혼합 속도는 2.1배 향상됐다. 깊이 검사 속도는 6.6배 향상된 것으로 나타났다.메테오 레이크 GPU는 XeSS도 지원한다. XeSS는 인텔이 AI 기반 DLSS 기술에 대응해 내놓은 기술로, 이미지 처리를 개선하기 위해 저해상도 이미지를 상향 샘플링한다. 저전력(이 단어가 또 등장했다!) 게이밍 측면에서도 장점이 있을 수 있는데, 바로 인듀어런스 게이밍(Endurance Gaming)이다. 이를 통해 전원 콘센트 연결 없이 게임을 즐겨도 노트북 사용시간이 크게 늘어날 전망이다. 인텔에 따르면, 메테오 레이크 GPU는 1W 미만의 전력으로 <로켓 리그(Rocket League)>를 렌더링할 수 있다.
한편 메테오 레이크의 공식 사양은 아직 알려지지 않았다. 보통 인텔은 프로세스의 작동 방식을 먼저 설명하고 사용자에게 필요한 모든 구매 정보는 나중에 제공한다. 공식 속도와 사양은 보통 1월 라스베이거스 CES에서 진행되는 출시 시점이 돼야 알 수 있을 것으로 보인다. 확실한 것은 인텔이 6개 P코어와 8개 E코어가 구현된 메테오 레이크 실물을 말레이시아 행사에서 내보였다는 사실이다. 단, 인텔은 “시연 목적”이었고 자세한 정보는 출시일이 가까워지면 공유될 예정이라고만 밝혔다.
editor@itworld.co.kr
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Seagate
'반박 불가' 하드 드라이브와 SSD에 관한 3가지 진실
ⓒ Getty Images Bank 하드 드라이브가 멸종할 것이라는 논쟁이 10년 넘게 계속되고 있다. 빠른 속도와 뛰어난 성능이 필요한 애플리케이션에 적합한 플래시 스토리지의 연매출이 증가하고 있는 것은 자명한 사실이다. 하지만, 클라우드의 보편화 및 AI 사용 사례의 등장으로 인해 방대한 데이터 세트의 가치가 높아지는 시대에 하드 드라이브는 플래시 스토리지로 대체할 수 없는 가치를 가지고 있다. 전 세계 엑사바이트(EB) 규모 데이터의 대부분을 저장하는 하드 드라이브는 데이터센터에서 그 어느 때보다 필수적이다. 전 세계 데이터 세트의 대부분이 저장된 엔터프라이즈 및 대규모 클라우드 데이터센터는 데이터 성장에서 핵심이 될 것이다. 하드 드라이브와 SSD를 비교하자면, 하드 드라이브 스토리지는 2022년에서 2027년 사이 6,996EB 증가할 것으로 예상되는 반면, SSD는 1,363EB 증가할 것으로 보인다. ⓒ Seagate 생성형 AI 시대에는 콘텐츠를 경제적으로 저장해야 하기 때문에 플래시 기술과 밀접하게 결합된 컴퓨팅 클러스터는 더 큰 하드 드라이브 EB의 다운스트림 수요를 직간접적으로 촉진할 것이다. 하드 드라이브가 왜 데이터 스토리지 아키텍처의 중심이 될 수밖에 없는지는 시장 데이터를 근거로 설명 가능하다. 가격 책정 근거 없는 믿음 : SSD 가격이 곧 하드 드라이브 가격과 같아질 것이다. 사실 : SSD와 하드 드라이브 가격은 향후 10년간 어느 시점에도 수렴하지 않을 것이다. 데이터가 이를 명확하게 뒷받침한다. 하드 드라이브는 SSD에 비해 테라바이트당 비용 면에서 확고한 우위를 점하고 있으며, 이로 인해 하드 드라이브는 데이터센터 스토리지 인프라의 확고한 주춧돌 역할을 하고 있다. IDC 및 포워드 인사이트(Forward Insights)의 연구에 따르면, 하드 드라이브는 대부분의 기업 업무에 가장 비용 효율적인 옵션으로 유지될 것으로 전망된다. 엔터프라이즈 SSD와 엔터프라이즈 하드 드라이브의 TB당 가격 차이는 적어도 2027년까지 6대 1 이상의 프리미엄이 유지될 것으로 예상된다. ⓒ Seagate 이러한 TB당 가격 차이는 장치 구입 비용이 총소유비용(TCO)에서 가장 큰 비중을 차지하는 데이터센터에서 특히 두드러지게 드러난다. 장치 구입, 전력, 네트워킹, 컴퓨팅 비용을 포함한 모든 스토리지 시스템 비용을 고려하면 TB당 TCO는 하드 드라이브 기반 시스템이 훨씬 더 우수하게 나타난다. ⓒ Seagate 따라서, 플래시는 특정 고성능 작업의 수행에 탁월한 스토리지이지만, 하드 드라이브는 당분간 안정적이고 비용 효율적이며 널리 채택된 솔루션을 제공하는 데이터센터에서 계속해서 주류로 사용될 것이다. 공급과 확장의 관계 근거 없는 믿음 : NAND 공급이 모든 하드 드라이브 용량을 대체할 정도로 증가할 수 있다. 사실 : 하드 드라이브를 NAND로 완전히 교체하려면 감당할 수 없는 설비투자(CapEx)가 필요하다. NAND 산업이 모든 하드 드라이브 용량을 대체하기 위해 공급을 빠르게 늘릴 수 있다는 주장은 재정적, 물류적으로 엄청난 비용이 발생한다는 점을 간과한 낙관적인 생각이다. 산업 분석기관 욜 인텔리전스(Yole Intelligence)의 2023년 4분기 NAND 시장 모니터 리포트에 따르면, 전체 NAND 산업은 2015년~2023년 사이 3.1제타바이트(ZB)를 출하하면서 총 매출의 약 47%에 해당하는 2,080억 달러의 막대한 자본 지출을 투자해야 했다. 반면, 하드 드라이브 산업은 데이터센터 스토리지 수요의 거의 대부분을 매우 자본 효율적인 방식으로 해결하고 있다. 씨게이트가 2015년~2023년 사이 3.5ZB의 스토리지를 출하하며 투자한 자본은 총 43억 달러로, 전체 하드 드라이브 매출의 약 5%에 불과하다. 그러나 NAND 산업의 경우 ZB당 약 670억 달러에 해당하는 금액을 투자한 것으로 나타나 하드 드라이브가 데이터센터에 ZB를 공급하는 것이 훨씬 더 효율적임을 알 수 있다. ⓒ Seagate 작업 부하 근거 없는 믿음 : 올 플래시 어레이(AFA)만이 최신 엔터프라이즈 작업 부하의 성능 요구를 충족할 수 있다. 사실 : 엔터프라이즈 스토리지 아키텍처는 일반적으로 디스크 또는 하이브리드 어레이, 플래시, 테이프를 사용하여 특정 작업 부하의 비용, 용량, 성능 요구 사항에 최적화할 수 있도록 미디어 유형을 혼합한다. 기업이 플래시 없이는 최신 작업 부하의 성능 수요를 따라잡지 못할 위험이 있다는 주장은 다음과 같은 3가지 이유로 반박 가능하다. 첫째, 대부분의 최신 작업 부하에는 플래시가 제공하는 성능상의 이점이 필요하지 않다. 전 세계 데이터의 대부분은 클라우드와 대규모 데이터센터에 저장되어 있으며, 이러한 환경에서는 작업 부하 중 극히 일부에만 상당한 성능이 필요하다는 파레토 법칙을 따르고 있다. 둘째, 예산 제약이 있고 데이터 세트가 빠르게 증가하는 기업들은 성능뿐만 아니라 용량과 비용의 균형을 맞춰야 한다. 플래시 스토리지는 읽기 집약적인 시나리오에서는 탁월한 성능을 발휘하지만 쓰기 작업이 증가하면 내구성이 떨어져 오류 수정과 오버프로비저닝에 추가 비용이 발생한다. 또한, 대규모 데이터 세트나 장기 보존의 경우 영역 밀도가 증가하는 디스크 드라이브가 더 비용 효율적인 솔루션일 뿐만 아니라 수천 개의 하드 드라이브를 병렬로 활용하면 플래시를 보완하는 성능을 달성할 수 있다. 셋째, 수많은 하이브리드 스토리지 시스템은 다양한 미디어 유형의 강점을 단일 유닛에 원활하게 통합하고 최대한으로 활용할 수 있도록 세밀하게 조정된 소프트웨어 정의 아키텍처를 사용한다. 이러한 스토리지는 유연성을 제공하므로 기업은 지속적으로 변화하는 요구 사항에 따라 스토리지 구성을 조정할 수 있다. AFA와 SSD는 고성능의 읽기 집약적인 작업에 매우 적합하다. 하지만 하드 드라이브가 이미 훨씬 낮은 TCO로 제공하는 기능을 AFA로 불필요하게 비싼 방법으로 제공하는 것은 비용 효율적이지 않을 뿐만 아니라, AFA가 하드 드라이브를 대체할 수 있다고 주장하는 근거가 될 수 없다.
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“작지만 큰 영향력” 하드 드라이브의 나노 스케일 혁신
ⓒ Seagate 플래터당 3TB라는 전례 없는 드라이브 집적도를 자랑하는 새로운 하드 드라이브 플랫폼이 등장하며 디지털 시대의 새로운 이정표를 세웠다. 플래터당 3TB를 저장할 수 있다는 것은 동일한 면적에서 스토리지 용량을 기존 드라이브 대비 거의 두 배로 늘릴 수 있다는 것을 의미한다. 이러한 혁신은 데이터 스토리지의 미래와 데이터센터의 디지털 인프라에 괄목할 만한 영향을 미친다. AI의 발전과 함께 데이터의 가치가 그 어느 때보다 높아졌다. IDC에 따르면 2027년에는 전 세계에서 총 291ZB의 데이터가 생성될 것으로 예측되며, 이는 스토리지 제조 용량의 15배 이상일 것으로 보인다. 대부분의 데이터를 호스팅하는 대형 데이터 센터에 저장된 데이터 중 90%가 하드 드라이브에 저장된다. 즉, AI 애플리케이션의 주도로 데이터가 급증함에 따라 물리적 공간을 늘리지 않으면서도 데이터를 저장할 수 있는 스토리지 기술 혁신이 필요하다. 데이터 스토리지 인프라를 업그레이드하는 것은 단순히 기술적인 문제가 아니라 지금 시대가 직면한 규모, 총소유비용(TCO), 지속가능성이라는 과제에 대한 논리적 해답인 셈이다. 열 보조 자기 기록(HAMR) 기술은 선구적인 하드 드라이브 기술로 드라이브 집적도 향상을 위해 지난 20년 동안 수많은 연구를 거쳐 완성되어 왔다. 씨게이트 모자이크 3+ 플랫폼은 이러한 HAMR 기술을 씨게이트만의 방식으로 독특하게 구현한 것으로, 미디어(매체)부터 쓰기, 읽기 및 컨트롤러에 이르는 복잡한 나노 스케일 기록 기술과 혁신적인 재료 과학 역량을 집약한 결정체다. 이 플랫폼은 데이터 비트를 변환하고 자기 및 열 안정성을 유지하면서 더욱 촘촘하게 패킹해서 각 플래터에 훨씬 더 많은 데이터를 안정적이고 효율적으로 저장할 수 있다. 예를 들어, 기존 데이터센터에 있는 16TB 드라이브를 30TB 드라이브로 업그레이드하면 동일한 면적에서 스토리지 용량을 두 배로 늘릴 수 있다. 더 낮은 용량에서 업그레이드한다면 상승 폭은 더욱 커진다. 이 경우, 테라바이트당 전력 소비량이 40% 감소하는 등 스토리지 총소유비용(TCO)이 크게 개선된다. 또한 효율적인 자원 할당과 재활용 재료 사용으로 운영 비용을 절감하고 테라바이트당 탄소 배출량을 55% 감소시켜 데이터센터가 지속 가능성 목표를 달성할 수 있다. 드라이브 집적도 향상은 하이퍼스케일과 프라이빗 데이터센터의 판도를 바꿀 수 있다. 데이터센터가 급증하며 전력사용량과 탄소배출량 역시 늘어나 데이터센터의 지속가능성이 화두가 되고 있는 가운데, 과학기술정보통신부는 ‘탄소중립 기술혁신 추진전략-10대 핵심기술 개발방향’에서 2030년까지 데이터센터 전력소모량을 20% 절감하겠다고 밝힌 바 있다. 이러한 목표에 발맞춰, 집적도를 획기적으로 개선한 대용량 데이터 스토리지를 활용하는 것은 원활하고 지속적인 AI 모델 학습, 혁신 촉진 및 비즈니스 성공을 위해 필수적이다. 엔터프라이즈 데이터센터의 경우 제한된 공간, 전력, 예산에 맞춰 확장할 수 있는 지속 가능한 방법을 찾아야 한다. 하드 드라이브의 집적도 혁신은 점점 더 커져가는 클라우드 생태계와 AI 시대에 대응하는 해답이자, 동일한 공간에 더 많은 엑사바이트를 저장하면서도 자원 사용은 줄이도록 인프라를 확장할 수 있는 방법이다. 이는 글로벌 데이터 영역에서 경쟁력을 유지하고 글로벌 디지털 경제의 선두주자로서 입지를 강화하는 데 매우 중요하다.