이 속도라면, 마지막 자릿수를 알아내는 것은 아마도 몇 년 안에 가능할 것입니다.
파이(Pi)의 자릿수를 계산하는 경쟁은 본래 비공식적인 취미 수준이었지만, 시간이 지남에 따라 점차 전문적인 영역으로 확대되었습니다. StorageReview의 서버 전문가들은 스토리지 성능이 Pi 계산의 성패를 좌우할 수 있음을 입증하며, 단일 서버로 4개월간 구동하여 무려 314조 자릿수라는 놀라운 기록을 수립했습니다.
Pi 계산은 빠르게 CPU의 부동 소수점 처리 성능을 측정하는 벤치마크 수단이 되었습니다. 그러나 계산 규모가 점점 커지면서, RAM, I/O 아키텍처, 그리고 스토리지 시스템 등의 요소가 결합되며 난이도가 급격히 상승했습니다. StorageReview는 단일 2U 서버로 4개월 동안 계산을 성공적으로 수행하며, 이러한 복합적인 요소들이 성능에 미치는 영향을 명확히 보여주었습니다.
사용된 장비는 Dell PowerEdge R7725 모델로, AMD Epyc 192코어 칩 2개를 장착하여 총 384코어를 갖추고 있으며, 1.5TB의 DDR5 메모리가 탑재되어 있습니다. 이 메모리 용량만 해도 현재 시장 가격으로는 작은 국가를 살 수 있을 정도입니다. 하지만 이 구성을 가장 돋보이게 하는 부분은 바로 스토리지 어레이입니다. 이 시스템은 Micron 6550 Ion SSD 40개 배열을 활용하여 각 61.44TB의 용량을 구현, 총 2.5페타바이트(PB)의 방대한 저장 용량을 확보했습니다.
파이와 같이 막대한 자릿수의 숫자를 계산하는 것은, 중간 계산 값을 저장하는 데 엄청난 양의 바이트를 요구하는 것이 오래된 사실입니다. 결국 다루는 요소들의 길이가 수조 자릿수에 달하기 때문입니다. 이전의 접근 방식들, 예를 들어 2022년 구글이 달성한 100조 자릿수 기록이나 올해 초 Linus Media Group과 Kioxia가 기록한 300조 자릿수 기록은 각각 클라우드 서버 인스턴스나 공유 스토리지를 사용하는 Weka 클러스터를 사용했습니다. 그러나 StorageReview는 오직 단순하고 빠르며 로컬에 존재하는 SSD만을 사용하여 하나의 결정적인 시사점을 증명하고자 했습니다.
314조 자릿수 계산 성공의 핵심 요인 중 하나는, 이전 세대와 달리 17세대 Dell 서버의 스토리지 백플레인에 PCIe 스위치가 존재하지 않아, 대신 CPU의 PCIe 레인과 직접 연결된다는 점입니다. 40개의 베이로 구성되어 있어 SSD당 2~4개의 레인을 사용할 수 있었으며, 이 구조만으로도 280GB/s에 달하는 강력한 읽기/쓰기 성능을 구현했습니다. 이는 StorageReview가 자체적으로 수행했던 과거 실험 기록보다 훨씬 높은 수치입니다.
또한, 추가적인 최적화 작업도 이루어졌습니다. 팀은 대규모 자릿수 계산 시 y-cruncher 소프트웨어가 생성하는 패턴을 위한 장비의 스크래치 어레이를 미세 조정했습니다. 아울러 서버의 표준 공랭식 설비를 CoolIT AHx10 시스템으로 변경하여 Epyc 칩의 안정 상태(steady-state) 부하 클럭을 더욱 높였습니다.
전력 소비는 1,600W에 그쳤습니다. 이는 그 자체로 높은 수치이지만, 효율성 관점에서 볼 때 매우 인상적인 수치입니다. 마지막으로, 운영체제(OS)를 Windows Server에서 Ubuntu 24.04.2로 교체한 것만으로도 I/O 성능이 개선되는 결과를 낳았습니다. 만약 최신 Windows Server 릴리스를 네이티브 NVMe 지원과 함께 사용했다면 비교가 가능했을지 궁금증을 자아냅니다. 더 자세한 내용이 궁금하시다면, StorageReview의 원문 기고문을 참고하시길 바랍니다.
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