연구

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연구성과

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EE학부 정명수 교수 연구팀, 세계최초로 차세대 CXL2.0 메모리 확장 플랫폼 개발

[정명수교수, 국동현박사과정,권미령박사과정,왼쪽부터]
 
우리 학부 정명수 교수 연구팀이 세계 최초로 자유롭게 확장되며 직접 접근 가능한 고성능의 차세대 인터페이스 컴퓨터 익스프레스 링크(CXL) 2.0 기반의 메모리 확장 플랫폼 다이렉트CXL (이하 DirectCXL)을 개발하였습니다.
 
정명수 교수 연구팀은 산업체/학계 최초로 CXL 하드웨어 시제품을 제작하고, 운영체제로 작동하는 단대단(End-to-End) 플랫폼을 구성하여 대규모 데이터를 다루는 데이터센터 응용을 시연하였습니다. 국내외 소수 대기업에서 메모리 장치 일부 단품에 대한 구성을 보여준 사례는 있지만, 전체 플랫폼을 구성하고 동작시켜 응용을 시연한 것은 정명수 교수 연구팀이 처음입니다. DirectCXL 플랫폼은 기존 메모리 확장 플랫폼 대비 메모리 용량을 대폭 늘리면서 데이터센터 응용의 최대 3배 빠른 실행속도를 자랑합니다.
 
데이터센터에서 주로 사용되던 기존 메모리 확장방식인 RDMA기반 메모리 확장은 CPU와 메모리로 이루어진 메모리 노드의 추가를 통해 시스템의 메모리 크기를 늘릴 수 있었지만, 성능 저하 및 추가적인 비용 소모가 크다는 단점이 있었습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 새로 등장한 CXL 프로토콜은 PCI 익스프레스 인터페이스를 기반으로 CPU와 장치 간 연결을 지원하며 높은 성능과 확장성을 제공하지만, 이를 기반으로 한 연구의 방향이 제대로 정립되지 않아 메모리 업계와 학계에서 어려움을 겪고 있었습니다.
 
연구팀은 CXL2.0을 통한 메모리 확장 연구의 초석과 솔루션을 제시하기 위해 메모리를 확장해 줄 장치인 ‘CXL 메모리 장치’와 ‘호스트 CXL 프로세서’, 여러 호스트를 다수의 CXL 메모리 장치에 연결해주는 ‘CXL 네트워크 스위치’ 그리고 메모리 확장 플랫폼 전반을 제어할 리눅스 운영체제 기반의 ‘CXL 소프트웨어 모듈을 개발하였습니다. 제안된 기술들을 통해 DirectCXL은 메모리 이외 컴퓨팅 자원의 추가비용 지불 없이 자유롭게 컴퓨터의 메모리를 확장하는 것이 가능합니다.
 
DirectCXL은 기존 메모리 확장방식보다 효율적인 메모리 확장이 가능하며, 대규모 데이터를 이용하는 응용의 실행 시 높은 성능을 제공할 수 있어 데이터센터나 고성능 컴퓨팅 분야에서 다양하게 활용될 것으로 기대됩니다.
 
한편 이번 연구는 미국 칼스배드에서 지난 7월 11에 열린 시스템 분야 최우수 학술대회인 유즈닉스 연례 회의 ‘USENIX Annual Technical Conference, 2022’에 ‘DirectCXL’이라는 논문명(Direct Access, High-performance Memory Disaggregation with DirectCXL)으로 발표되었습니다. 
 
이외에도 미국 산호세에서 8월 2/3일에 열리는 플래시 메모리 정상회담(Flash Memory Summit)에서 CXL 컨소시움이 이끄는 CXL포럼에 발표될 예정이며 메타 (페이스북), 마이크로소프트와 함께 UK 탑 테크놀로지 기사인 The Next Platform에도 소개 되었습니다.
 
‘DirectCXL’에 대한 자세한 내용은 연구실 웹사이트(http://camelab.org/)에서 확인할 수 있으며 메타(페이스북) 추천시스템 기계학습 데이터 가속에 대한 시연 영상을 연구실 유튜브(https://youtu.be/jm8k-JM0qbM)에서 확인하실 수 있습니다.
 
 
 
 

[연구성과도 1. DirectCXL 플랫폼의 개요 및 CXL1.1과 CXL2.0의 차이]

 
더욱 자세한 정보를 확인하실 수 있도록 관련 링크를 아래와 같이 안내드립니다.
 
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