AI 혁명의 고민 전력 문제 줄일 광 인터페이스 시스템

(IBM PWG prototype. Credit: IBM)

AI 혁명은 현재 거스를 수 없는 시대의 대세가 되고 있습니다. 하지만 그로 인한 문제점도 커지고 있습니다. 여러 가지 문제 중 하나는 바로 너무 많은 전력을 소모한다는 것입니다. 특히 최근 큰 주목을 받는 생성형 AI를 위해서는 상당한 양의 에너지가 필요합니다. 그러나 미세공정의 진화가 느려지면서 과거처럼 전력 소모를 줄이면서 성능을 대폭 올리기는 힘들어졌고 이제는 성능이 높아지는 만큼 전력 소모도 같이 증가하면서 점점 더 많은 전력을 소모하고 있습니다.

따라서 주요 IT 빅테크들은 서둘러 원자력을 도입하고 있지만, 더 근본적인 해결책은 데이터 센터의 에너지 효율을 높이는 것입니다. 현재 많은 시도가 이어지는 가운데 IBM은 복잡한 구리 케이블 대신 광 케이블과 광 데이터 인터페이스를 이용하는 방법을 대안으로 제시했습니다.

현재 데이터 센터에서 사용하는 에너지의 상당 부분은 CPU나 GPU 자체에서 사용하는 것 이상으로 각 프로세서와 저장 장치들을 연결하는 케이블에 들어가고 있습니다. 케이블 하나가 소모하는 전력은 많지 않지만, 점점 더 많은 프로세서와 서버들이 연결되면서 배선이 갈수록 복잡해지고 있고 이로 인해 상당한 양의 전류가 이 구리 기반 데이터 케이블을 지나면서 많은 전력을 소모하고 있습니다.

당연히 전력 소모량이 적은 광 데이터 전송 방식이 대안으로 등장하고 있으나 아직은 널리 사용되진 못하고 있습니다. 광섬유 자체는 저렴하지만, 광 데이터를 전기적 신호로 바꿔주거나 반대로 전기 신호를 광 신호로 바꾸는 장치는 그렇지 않기 때문입니다.

IBM은 서버에 내장된 photonic integrated circuits (PICs)와 외부와 연결된 광섬유인 single-mode fibers (SMFs)를 연결하는 Polymer Optical Waveguide (PWG)의 프로토타입을 공개했습니다. 이 장치를 사용하면 에너지 소비를 크게 줄이면서 속도는 5배까지 빠르게 할 수 있다는 것이 IBM의 주장입니다.

사실 서버와 서버를 연결하는 광 인터페이스 개발의 역사는 상당히 긴 편입니다. 하지만 합리적인 가격에 안정된 성능을 제공할 수 있는 광 인터페이스 개발은 쉽지 않은 과제입니다. 다만 현재 급속도로 커지는 데이터 센터와 전력 소모량을 생각한다면 이제는 시급히 도입해야 할 기술이 아닐까 생각합니다.

참고

https://newatlas.com/computers/ibm-optics-ai-training-energy-efficient/

https://newsroom.ibm.com/2024-12-09-ibm-brings-the-speed-of-light-to-the-generative-ai-era-with-optics-breakthrough

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