'자일링스 개발자 포럼(XDF) 2019'서 삼성·AWS·히타치 등 발표
응용처 따라 반도체 기능 구성 바꿔 지연시간 줄이고 성능 개선

빅터 펭 자일링스 CEO가 'XDF2019'에서 기조연설을 하고 있다./자일링스
빅터 펭 자일링스 CEO가 'XDF2019'에서 기조연설을 하고 있다./자일링스

프로그래머블반도체(FPGA)의 활용 범위가 넓어지고 있다.

자일링스는 1일(현지 시각) 열린 자일링스개발자포럼(XDF 2019)에서 5세대(5G) 이동통신 장비 및 계측기부터 가속화, 인공지능(AI)까지 다양한 업체와의 협력 사례를 공개했다.

기조연설에 나선 빅터 펭 자일링스 최고경영자(CEO)는 "자일링스 제품은 일상 생활을 개선하고 있다"며 "생명 과학, 소비자 및 산업 응용 분야, 고속 엔터프라이즈 통신과 같은 영역의 경계를 넓히고 있다"고 말했다.

 

5G 속 FPGA

노원일 삼성전자 네트워크사업부 전략 부사장이 자일링스 개발자 포럼 2019 기조연설에서 강연을 하고 있다./자일링스
노원일 삼성전자 네트워크사업부 전략 부사장이 자일링스 개발자 포럼 2019 기조연설에서 강연을 하고 있다./자일링스

기조연설에서 처음과 끝을 차지한 게 5G다. 맨 처음 빅터 CEO의 강연에서 노원일 삼성전자 네트워크사업부 전략 부사장이 무대 위로 초대됐고, 가장 마지막에는 리암 매든(Liam Madden) 자일링스 유무선 그룹 수석부사장(VP)의 소개로 네이든 자키미크(Nathan Jachimiec) 키사이트랩 임베디드 시스템 설계 엔지니어가 연단에 올랐다.

삼성전자는 지난 2017년부터 자일링스와 협력, 5G 이동통신 장비를 연구개발(R&D)해왔다. 그 결과로 자일링스의 '울트라스케일+(Ultrascale+)' 플랫폼 기반 다중입출력(MIMO) 및 밀리미터파 솔루션을 내놨다.

FPGA는 전용 반도체(ASIC)나 범용 반도체(ASSP)와 달리 성능과 전력소모량을 고객사가 입맛대로 바꿀 수 있다. 특히 5G 장비에서는 특히 소비전력을 낮추고 메모리 크기를 최소화해 발열을 줄일 수 있었다고 노 부사장은 설명했다.

삼성은 자일링스의 적응형 컴퓨팅 가속 플랫폼(ACAP)을 기반으로 한 5G 장비 솔루션도 개발 중이다.

테스트 장비에도 FPGA는 주요한 역할을 한다. 5G는 이전 세대 이동통신 기술보다 주파수 대역이 높아 비용, 전력 예산, 지연시간, 맞춤화, 결과의 질 등 도전 과제가 상당하다.

키사이트는 자일링스의 ACAP '버살(Versal)' 내 AI 엔진을 통해 전력소모량을 크게 줄였고, 지연시간도 크게 줄일 수 있었다고 설명했다.

 

적응형 컴퓨팅의 확산, 데이터센터

가디 허트 AWS 수석 디렉터와
빅터 펭 자일링스 CEO, 가디 허트 AWS 수석 디렉터, 빈 샤르마 AWS 엔지니어링 책임자가 무대 위에서 인사를 나누고 있다./자일링스 

자일링스의 주요 전략 중 하나가 '데이터센터 먼저(Data Center First)'다. 현재 데이터센터에서 FPGA는 중앙처리장치(CPU)의 부하 작업을 가져와 대신 처리하는 가속기로 활용된다.

빅터 펭 자일링스 CEO는 "미래 데이터센터는 적응형 컴퓨팅이 전체 시스템만 아니라 CPU, 네트워크인터페이스카드(NIC), 스토리지 등에 확대 적용될 것"이라며 "이를 통해 고객들은 총 소유비용(TCO)을 절감하고 값비싼 신제품을 쓰지 않아도 성능을 개선할 수 있을 것"이라고 말했다.

기조연설에서는 아마존웹서비스(AWS)와 IBM, 마이크로소프트(MS) 애저(Azure)가 FPGA로 달성한 성과가 발표됐다. 이 업체들은 FPGA 가속기로 가상 서버 서비스를 제공한다. 

AWS가 제공하는 가상 서버 서비스 '인스턴스(Instance)'는 어떤 반도체를 쓰느냐에 따라 나뉘는데, 이 중 'EC2 F1'이 FPGA를 기반으로 하는 가속화 서버다. AWS는 생태계 협력사들을 통해 F1 서비스에서 다양한 추가 기능을 활용할 수 있도록 지원하고 있다.

트위치가 AWS의 'EC2 F1 인스턴스'를 활용, 전 세계 시청자에게 실시간으로 동영상을 송출한다. 현재 F1 서비스는 전 세계 25개 지역에서 활용 가능하며, 캐나다도 추가 지원할 계획이다.

가디 허트(Gadi Hutt) AWS 수석 디렉터는 "AWS F1 서비스는 세계의 가장 주목할만한 회사들이 모두 활용하고 있다"며 "기존 CPU로는 300시간 동안 처리해야하는 10만개 이상의 유전자 정보(Genome)를 100시간만에 처리할 수 있다"고 말했다. 

머신 러닝 알고리즘을 2배 빨리 실행할 수 있는 '아마존 세이지메이커 네오(Amazon SageMaker Neo) 서비스도 준비 중이다. 이 서비스 역시 자일링스의 통합 솔루션인 '알베오(Alveo)'를 기반으로 한다. 

 

'AI 맞춤형'도 주목

기조연설에서 가장 많은 호응을 받았던 강연은 AI 기반 자율주행 기술을 개발 중인 포니에이아이(Pony.ai)의 발표였다.

포니에이아이는 미국과 중국에서 로보택시를 운영하고 있다. 특히 중국은 차선도 제대로 없고 자동차와 보행자가 신호를 무시하는 경우가 많아 자율주행 기술 구현이 어렵다. 

CPU와 그래픽처리장치(GPU)를 조합해 이를 해결하려고 했으나 센서 융합 시스템의 오차가 거의 차량 길이의 절반 정도에 달하고 전력소모량도 컸다. 이 회사는 자일링스의 ACAP 버살을 도입, 이를 해결했다.

제임스 펭(James peng) 포니에이아이 공동창업자 겸 최고경영자(CEO)는 "자일링스 솔루션의 가장 큰 장점은 복잡성을 해결할 수 있다는 것"이라며 "ACAP을 통해 전력소모량은 250W에서 30W로, 지연시간은 12분의1로 줄일 수 있었다"고 말했다.

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