인피니밴드(Infiniband) vs 이더넷(Ethernet), 전쟁의 서막

인피니밴드 vs 이더넷

인피니밴드가 일시적으로 이더넷을 앞지르고 있습니다.

초고성능 컴퓨터 네트워킹에서 주로 경쟁관계에 있는 두 가지 기술은 이더넷과 인피니밴드입니다.

2024년 6월 TOP500 리스트에서 인피니밴드는 47.8%의 점유율(239개 시스템)을 차지하며, 2023년 6월 리스트의 40% 점유율(200개 시스템)에서 증가했습니다. 한편 이더넷은 지난 1년 사이에 다소 떨어진 모습입니다. 2023년 6월에는 45.4% 점유율(227개 시스템)로 리스트에서 가장 높았으나, 2024년 6월에는 195개 시스템으로 39% 점유율을 기록했습니다.

인피니밴드와 이더넷이 서로 우위를 다투는 가운데, 세부 사항을 살펴보면 현재 1위 슈퍼컴퓨터는 실제로 이 두 기술을 사용하고 있지 않다는 점이 드러납니다. 현재 1위 시스템인 프론티어는 이더넷 호환성을 지닌 HPE 크레이 슬링샷-11 인터커넥트 네트워킹 기술을 사용하고 있지만, 실제 이더넷은 아닙니다.

따라서 인피니밴드가 최근 점유율에서 리드하고 있지만, 이더넷 역시 여전히 견실한 경쟁자로 남아있다고 볼 수 있습니다. 초고속 대역폭과 낮은 지연시간이 필요로 하는 성능 경계를 끊임없이 밀고 나가는 슈퍼컴퓨터 특성상, 앞으로도 두 기술이 공존해나갈 수 있을 것으로 전망합니다. 하지만 현 시점에선 인피니밴드가 우위를 점하고 있다고 할 수 있습니다.

 

인피니밴드(Infiniband) 란?

인피니밴드 기술 개요

• 인피니밴드(InfiniBand)는 고성능 컴퓨팅 및 데이터 센터 환경에서 사용되는 네트워크 기술입니다.
• 1999년에 기존의 두 가지 기술(Future I/O와 Next Generation I/O)이 융합되어 개발되었습니다.
• 기존의 이더넷, 파이버 채널 등 네트워크 기술에 비해 높은 대역폭과 낮은 지연 시간을 제공합니다.

인피니밴드 프로토콜 스택

인피니밴드의 주요 특징

• 고속 데이터 전송: 최대 400Gbps의 대역폭을 제공하며, 지연 시간이 매우 낮습니다.
• 낮은 CPU 사용률: 데이터 전송 과정에서 CPU 사용률이 낮아 시스템 성능 향상에 기여합니다.
• 확장성: 최대 65,000개의 노드를 연결할 수 있어 대규모 시스템 구축이 가능합니다.
• 신뢰성: 오류 검출 및 복구 기능을 통해 안정적인 데이터 전송을 보장합니다.
• QoS 지원: 트래픽 우선순위 설정, 대역폭 예약 등의 QoS 기능을 제공합니다.

인피니밴드 로드맵

인피니밴드 DAC 케이블

인피니밴드의 주요 활용 분야

• 고성능 컴퓨팅(HPC) 환경: 슈퍼컴퓨터, 클러스터 컴퓨팅 등에 활용됩니다.
• 데이터 센터: 서버 간 고속 데이터 전송이 필요한 데이터 센터 환경에서 주로 사용됩니다.
• 클라우드 컴퓨팅: 클라우드 서비스 제공을 위한 데이터 센터 인프라에 활용됩니다.
• 5G 네트워크: 5G 기지국 간 백홀 네트워크 구축에 인피니밴드 기술이 활용될 수 있습니다.

IP over InfiniBand (IPoIB)

• IPoIB는 인피니밴드 네트워크 상에서 TCP/IP 프로토콜을 사용할 수 있게 하는 기술입니다.
• IPoIB를 통해 기존의 TCP/IP 기반 애플리케이션을 인피니밴드 네트워크에서 실행할 수 있습니다.
• 그러나 UDP 패킷 처리 등 일부 기능에서는 완벽한 호환성이 보장되지 않습니다.

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기술적 특성 및 시장 비교

기술적 특성

• 인피니밴드: 인피니밴드는 주로 고성능 컴퓨팅(HPC) 환경에서 사용됩니다. 낮은 지연시간(Latency)과 높은 데이터 전송률을 제공하며, 메시지 기반의 통신을 지원합니다. 또한, RDMA(Remote Direct Memory Access)를 지원하여 서버 간 메모리를 직접 액세스할 수 있어 처리 능력이 뛰어납니다.

• 이더넷: 이더넷은 가장 널리 사용되는 네트워킹 기술 중 하나로, 사무실 환경부터 데이터 센터에 이르기까지 다양한 환경에서 사용됩니다. 초기에는 비교적 낮은 데이터 전송률을 제공했으나, 기술의 발전으로 현재는 10/40/100/400Gbps 등의 높은 속도로 데이터를 전송할 수 있습니다. 이더넷은 유연성과 호환성이 뛰어나며, 설치 및 유지 관리가 비교적 간단합니다.

시장성

• 인피니밴드: 인피니밴드는 주로 HPC, 인공지능(AI), 머신러닝(ML), 대규모 데이터베이스 등 특정 분야에서 선호됩니다. 이러한 분야에서는 높은 성능과 낮은 지연시간이 중요하기 때문에 인피니밴드의 수요가 지속적으로 존재합니다. 하지만, 전체 네트워킹 시장에서 차지하는 비중은 이더넷에 비해 상대적으로 작습니다.
• 이더넷: 이더넷은 그 범용성과 비용 효율성 때문에 더 넓은 시장에서 사용됩니다. 사무실 네트워킹은 물론이고, 데이터 센터, 클라우드 컴퓨팅 환경 등에서도 널리 사용되고 있습니다. 또한, 기술의 발전으로 고성능을 요구하는 환경에서도 이더넷 기반 솔루션이 점점 더 많이 채택되고 있습니다.

사용 사례 및 적용 분야

• 인피니밴드: 대규모 연구 기관, 대학, 정부 기관에서의 슈퍼컴퓨팅, 고성능 컴퓨팅 클러스터, AI 연구 및 개발 등.
• 이더넷: 기업 네트워킹, 데이터 센터, 클라우드 서비스 제공자, 스몰 오피스/홈 오피스(SOHO) 환경 등.