Xilinx, Alveo U55C 공개: 더블 HBM·확장 가능 클러스터링으로 HPC·빅데이터 워크로드 가속

SC21 슈퍼컴퓨팅 컨퍼런스에서 Xilinx가 Alveo U55C 데이터센터 가속기와 새로운 표준 기반 API 주도 클러스터링 솔루션을 공개했습니다. 이를 통해 고객은 전례 없는 규모로 FPGA를 배포할 수 있습니다. 수백 장의 Alveo 카드 클러스터를 가능하게 하고 애플리케이션 및 클러스터 프로그래밍을 단순화함으로써 새로운 플랫폼은 HPC 워크로드 확장을 더 쉽고 효율적으로 만듭니다.

U55C는 고성능 컴퓨팅과 대규모 데이터 분석을 위해 특별히 설계되었습니다. Xilinx Alveo 라인에서 최고 컴퓨트 밀도와 HBM 용량을 제공합니다. RoCE v2 기반 클러스터링 프레임워크와 결합된 이 카드는 사용자가 기존 데이터센터 서버와 이더넷 네트워크를 사용해 강력한 FPGA 기반 HPC 클러스터를 구축할 수 있게 합니다.

"이것은 데이터센터에서 Alveo와 적응형 컴퓨팅의 더 광범위한 채택을 향한 주요 단계입니다."라고 Xilinx는 말했습니다.

embedded.com과의 인터뷰에서 Xilinx HPC 제품 매니저 Nathan Chang은 많은 워크로드가 이제 컴퓨트 바운드가 아닌 메모리 대역폭 바운드라고 설명했습니다. "카드를 싱글슬롯 폼 팩터로 다듬고 HBM을 두 배로 늘렸으며, 그 모든 대역폭을 활용할 수 있도록 수백 장 카드 전반으로 확장하는 능력을 추가했습니다."라고 그는 말했습니다.

그는 "클러스터 전반에서 대역폭을 잠금 해제하는 것은 과제였습니다. 개발자는 이전에 자체 클러스터링 솔루션을 설계해야 했습니다. 우리 오픈 스탠다드 패키지(RoCE v2와 Data Center Bridging 활용, 카드당 200Gbps 이더넷)로 사용자는 이제 공급업체 종속 없이 InfiniBand에 필적하는 성능과 지연시간으로 클러스터를 구축할 수 있습니다."라고 덧붙였습니다.

"이는 기존 데이터센터 인프라에서 이 카드들을 현재 서버에 설치하고 기존 이더넷 패브릭을 사용해 속도와 비용 모두에서 InfiniBand와 경쟁할 수 있음을 의미합니다."라고 Chang은 계속했습니다.

또 다른 이점은 Vitis가 이제 개발자에게 더 접근 가능해졌다는 것입니다. C, C++, Python 같은 고수준 언어와 PyTorch, TensorFlow 같은 주요 AI 프레임워크가 RTL이나 Verilog 전문 지식 없이 Alveo를 타겟팅할 수 있습니다.

HPC와 빅데이터를 위한 Alveo U55C 특징

U55C는 현대 HPC 워크로드가 요구하는 몇 가지 핵심 속성을 결합합니다:

• 최고 컴퓨트 밀도와 16GB HBM2 - 이전 듀얼슬롯 U280의 2배 용량
• 최대 전력 150W의 싱글슬롯 풀하이트 하프렌스(FHHL) 폼 팩터
• 최대 성능-와트를 위한 우수한 데이터 파이프라인 병렬성, 메모리 관리, 데이터 이동 최적화
• 지연시간과 대역폭에서 InfiniBand와 경쟁하는 200Gbps RoCE v2 네트워킹

RoCE v2와 Data Center Bridging 기반 API 주도 클러스터링 솔루션은 사용자가 서버 플레폼이나 네트워크 패브릭에 관계없이 수백 장 카드 전반으로 확장하는 밀집 Alveo 네트워크를 구축하고 워크로드와 메모리를 공유할 수 있게 합니다. Xilinx Vitis 통합 소프트웨어 플랫폼의 MPI 통합으로 개발자가 데이터 파이프라인을 원활하게 확장할 수 있게 합니다.

소프트웨어 엔지니어와 데이터 사이언티스트는 Vitis 플랫폼의 고수준 프로그래머빌리티를 활용할 수 있습니다. Xilinx는 적응형 컴퓨팅 진입 장벽을 낮추기 위해 Vitis에 막대한 투자를 했습니다. PyTorch, TensorFlow, C, C++, Python 지원으로 개발자는 기존 데이터센터 환경 내에서 중요한 HPC 워크로드를 가속화할 수 있습니다.

U55C 사용자는 누구인가?

Chang은 여러 개념 증명 배포를 강조했습니다.

CSIRO, 호주
CSIRO의 Square Kilometre Array 프로젝트는 131,000개 안테나에서 실시간 신호 처리에 420개 U55C 카드를 사용합니다. P4 지원 100Gbps 스위치로 네트워크된 클러스터는 460Gbps HBM2 대역폭과 15Tb/s 집계 처리량을 콤팩트하고 전력 효율적인 풋프린트로 제공합니다.

Ansys LS-DYNA
자동차 안전 시뮬레이션은 LS-DYNA가 클러스터된 U55C 카드에서 실행될 때 x86 CPU 대비 5배 이상 속도 향상을 얻습니다. 데이터 파이프라인을 하이퍼 병렬화함으로써 솔버는 수억 자유도를 더 효율적으로 처리해 시뮬레이션 시간을 크게 단축합니다.

TigerGraph
그래프 분석 워크로드는 다중 U55C 카드로 가속화될 때 쿼리 시간 45배 단축, 추천 정확도 35% 향상을 달성해 예측 지연시간을 분에서 밀리초로 줄입니다.

Alveo U55C는 이제 Xilinx 웹사이트와 공인 유통사를 통해 이용 가능합니다. 클라우드 FPGA-as-a-서비스 플랫폼과 선택된 코로케이션 데이터센터를 통해 평가도 가능합니다. 클러스터링은 프라이빗 프리뷰로 제공되며, 일반 공급은 내년 2분기 예정입니다.