STMicroelectronics, AMD EPYC™ CPU로 칩 설계 속도 향상

STMicroelectronics, AMD EPYC™ 프로세서로 칩 설계 속도를 향상하고 지속 가능성 개선

컴퓨터 칩의 설계 및 제조는 모든 세대에서 더욱 집약적으로 이루어지고 있습니다. 트랜지스터 크기가 줄어들면 복잡성이 기하급수적으로 증가합니다.

따라서 생산 워크플로를 위한 더욱 우수한 컴퓨팅 성능에 대한 끊임없는 요구가 발생합니다. 유럽 최대의 반도체 회사인 STMicroelectronics는 자사의 설계 프로세스 수요에 맞춰 데이터 센터의 속도를 유지하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 기업은 AMD EPYC™ 프로세서를 통해 성능, 가격 및 전력 소비량이라는 세 가지 기준을 모두 충족함으로써 지속 가능성 목표를 유지하면서 고객에게 훨씬 더 빠른 칩 설계를 제공할 수 있게 되었습니다.

R&D 성과 및 에너지 사용 과제

"우리는 연간 150GWh의 에너지 소비를 줄이고 2027년까지 탄소 중립을 달성하기를 원합니다."라고 STMicroelectronics의 DTIT 수석 인프라 설계자인 Olivier Joubert는 말합니다. "새로운 공장, 데이터 센터 및 용량 증설로 지난 몇 년 동안 두 자릿수 성장세를 보인 기업으로선 크나큰 도전이기에, 올바른 데이터 센터 서버 기술을 선택하는 것이 매우 중요합니다."

STMicroelectronics는 반도체 설계 및 제조를 겸하기 때문에 세 가지 주요 분야에서 데이터 센터 컴퓨팅이 필요합니다. 각 공장에는 최소 2개의 데이터 센터가 있는 반면, 일반 비즈니스 IT 인프라는 온-프레미스 데이터 센터와 클라우드 모두에 중앙 집중화되어 있습니다. 그러나 가장 큰 요구 사항은 R&D 데이터 센터에서 비롯됩니다. "반도체 트랜지스터의 크기를 절반으로 줄이면 밀도가 증가하고 데이터 스토리지와 컴퓨팅이 4배 필요합니다."라고 Joubert는 말합니다. 

가장 큰 STMicroelectronics R&D 데이터 용량은 프랑스에 있습니다. 이탈리아와 인도의 데이터 센터는 나머지 처리 기능을 제공합니다. R&D 데이터 센터의 컴퓨팅 용량 개선은 STMicroelectronics의 더욱 새롭고 복잡한 칩 설계 구축 능력에 실질적인 영향을 미칩니다. 그러나 이는 회사의 환경 목표에 대한 추가적인 과제를 제기합니다. "지속 가능성은 STMicroelectronics의 DNA에 있습니다."라고 Joubert는 말합니다. "36년간 사업을 영위했고, 그중 25년에 대한 지속가능성 보고서를 발행했습니다. 우리는 소비를 줄이려고 노력합니다."

이러한 과제는 STMicroelectronics가 새로운 서버 기술이 등장하면 지속적으로 평가하고 있음을 의미합니다. "서버에서 우리에게 가장 중요한 것, 즉 CPU부터 시작합니다."라고 Joubert는 말합니다. "우리는 지난 10년간 모든 CPU를 벤치마킹했고, 가장 많은 코어를 갖춘 가장 빠른 프로세서가 항상 필요합니다. 한동안은 경쟁이 없었습니다. 하지만 AMD가 2017년에 EPYC 프로세서를 출시하자 대안이 다시 생겼습니다. 한 프로세서가 SPEC CPU 벤치마크에서 좋은 결과를 얻으면 우리는 자체 테스트를 위해 최종 후보로 선정합니다." 2세대 AMD EPYC 프로세서가 등장하자 STMicroelectronics는 그것을 벤치마킹하기로 결정했습니다. 성능 수치는 회사의 기대를 훨씬 뛰어넘었습니다.

성능, 비용 및 전력 효율 향상

"벤치마크 결과는 정말 인상 깊었습니다."라고 Joubert는 말합니다. "하지만 운영 체제와 애플리케이션 스택 지원을 위해 3세대 AMD EPYC 프로세서를 기다려야 했습니다." STMicroelectronics는 이미 Microsoft Azure 클라우드를 통해 AMD EPYC 프로세서를 사용하기 시작했으며, 필요할 때 R&D 워크로드를 집중적으로 투입합니다. "우리는 Microsoft와 긴밀히 협력하여 데이터 센터에서와 동일한 CPU를 사용하게 합니다. 

HPE는 자체 데이터 센터에서 테스트할 수 있도록 STMicroelectronics에 서버와 CPU를 제공했습니다. "우리가 R&D를 위해 실행하고 있는 벤치마크는 전자 설계 자동화(EDA)와 컴퓨터 지원 설계(CAD)입니다."라고 Joubert는 말합니다. "2세대 AMD EPYC 프로세서 덕분에 당사는 시장 내 다른 CPU 대비 성능을 6% 개선했습니다. 3세대 AMD EPYC 프로세서를 사용하면 이는 12%로 증가했습니다. 단일 소켓 CPU의 경우 코어당 가치가 25%, 듀얼 소켓 CPU의 경우에는 30% 향상되었습니다. 우리는 전력 효율 테스트도 도입했습니다. 3세대 AMD EPYC은 코어당 소비량을 30% 줄였습니다. 성능, 가격, 효율성이라는 세 가지 기준을 모두 충족한 것은 처음이었으므로 많은 3세대 AMD EPYC CPU를 구매하기 시작했습니다."

4세대 AMD EPYC에 대한 신뢰할 수 있는 로드맵

STMicroelectronics는 R&D 데이터 센터에서 AMD EPYC 프로세서를 출시하기 시작했습니다. "우리는 R&D에서 시작했는데, 이는 가장 까다로운 워크로드이기 때문입니다."라고 Joubert는 말합니다. "성능이 향상되면 출시 시간이 단축됩니다. 이제 훨씬 짧은 시간에 설계를 완성할 수 있죠. 칩을 더 빠르게 설계하고 이전보다 더 많은 설계를 병행하여 실행할 수 있습니다."

이는 자동차 고급 운전자 지원 시스템(ADAS) 또는 통신 네트워킹과 같이 반도체 설계가 빠르게 진화하고 있는 산업에 특히 유용합니다. STMicroelectronics는 R&D 데이터 센터 서버를 27개월마다 정기적으로 교체하여 AMD EPYC 제품군을 지속적으로 늘리고 있습니다. 5월 말까지 데이터 센터에 64코어 3세대 AMD EPYC CPU 기반의 단일 소켓 HPE 서버 550대를 배포했으며, 이후 총 CPU 수가 1,000개를 초과했고, Microsoft Azure를 통해서도 수천 개가 사용되고 있습니다.

또한 회사는 지속 가능성 목표를 달성할 수 있었습니다. 코어 집적도가 높은 서버 CPU의 에너지 소비량 증가는 훨씬 뛰어난 성능으로 상쇄됩니다. 또한 AMD EPYC CPU 및 HPE 서버는 더 높은 온도에서 작동할 수 있어 데이터 센터 에어컨 가동을 줄일 수 있습니다. "우리는 3세대 AMD EPYC 프로세서를 사용하여 전력 소비를 33% 줄였습니다."라고 Joubert는 말합니다. 또한 STMicroelectronics는 기간을 기준으로 소프트웨어 라이선스를 부여합니다. AMD EPYC 프로세서의 성능이 향상되면 해당 기간 내에 더 많은 작업을 실행할 수 있어 비용이 절감됩니다.

STMicroelectronics는 현재 4세대 AMD EPYC 프로세서를 테스트 중이며 유망한 결과를 얻고 있습니다. "4세대 AMD EPYC CPU를 사용하면 이전 세대보다 최소 25% 더 높은 성능을 얻을 수 있습니다."라고 Joubert는 말합니다. "시중의 그 어떤 경쟁사 제품보다 훨씬 낫습니다. 우리의 경험에 따르면, 3세대 AMD EPYC 프로세서와 비교해도 경쟁사 제품은 코어당 50% 더 많은 전력이 필요하며 성능은 낮지만 CPU 비용은 75% 더 높습니다. 따라서 4세대 AMD EPYC은 훨씬 뛰어날 것입니다. AMD EPYC 프로세서가 마음에 드는 점은 네 가지입니다. 첫째, 적시에 로드맵을 실행할 수 있는 AMD의 능력입니다. 둘째, 반도체 부족 없이 공급이 이루어집니다. 셋째, AMD는 에코시스템과 협력하여 스택을 지원합니다. 마지막으로, 선호하는 파트너 간의 제휴가 이루어지므로 HPE와 Microsoft Azure는 동일한 기술을 사용합니다." 이러한 이점에 고무되어 STMicroelectronics는 현재 데이터 센터 제품군에 AMD GPU를 추가하는 것도 고려하고 있습니다. "시중의 다른 CPU에 대한 대안과 AMD 같은 파트너를 확보하게 되어 대단히 기쁩니다."