현재 데이터센터는 하나의 서버 내 CPU, 메모리, 스토리지, 가속기(GPU) 등이 묶여 있는 서버 중심 구조다. 이는 각 서버가 보유한 한정된 자원만 활용할 수 있어 어떤 서버는 메모리만 과도하게 사용하고, 다른 서버는 CPU만 사용하는 등 자원 활용 편차가 커 전체 효율이 떨어지는 문제가 있었다.

또한, 대부분의 데이터센터는 전기 신호 기반 스위치를 사용하고 있어 데이터 전송 과정에서 여러 번의 신호 변환이 일어나며 지연이 발생한다. 이로 인해 초고속 연결이 필요한 AI 학습용 데이터나 메모리 자원의 효율적 운용에 한계가 있었다.

한국전자통신연구원(ETRI)이 AI 데이터센터에서 메모리와 가속기 등 핵심 자원을 빛으로 연결·분리할 수 있는 광스위치 기반 ‘데이터센터 자원연결(Optical Disaggregation, OD)’기술을 개발했다고 11일 밝혔다.

이번 기술은 AI 확산으로 폭증하는 데이터 처리 수요에 대응하고, 미래 데이터센터를 빠르고 효율적으로 운영할 수 있는 광(光) 네트워크 핵심 기술로 평가된다.

광스위치 기반 자원 공유로 초저지연 실현

ETRI 연구진이 개발한 OD 기술은 서버 내부의 메모리나 가속기가 부족할 경우, 광스위치를 이용해 다른 서버의 자원을 빛의 신호로 즉시 연결할 수 있다. 이를 통해 AI 학습이나 대규모 데이터 분석처럼 고성능 연산이 필요한 작업에서도 자원을 필요한 순간, 필요한 만큼 빠르고 유연하게 연결·분리할 수 있다. 원격 메모리 접속 표준(CX)을 광스위치로 연결했다.

연구진은 ETRI가 자체 개발한 CPU 어댑터, 메모리 블레이드, 가속기 블레이드, OD 매니저를 결합한 검증시스템을 구축해 실증에 성공했다. 프로그램이 추가 자원을 요청하면 광 경로를 자동으로 설정해 필요한 메모리와 가속기를 실시간으로 할당하고, 서비스가 안정적으로 수행되는 것을 확인했다. 데이터센터 자원을 소프트웨어적으로 제어하면서도 광 속도로 연결할 수 있는 체계를 입증한 것이다.

ETRI는 이번 기술에 적용된 CXL 관련 원천특허를 확보하고, 관련 기술로 국내외 특허 47건을 출원했다. 또한 광통신 분야 학회인 광섬유통신 컨퍼런스 및 전시회(OFC)와 유럽 광통신 학술회의(ECOC)에서 연구 성과를 발표해 국제 학계에서도 기술력을 인정받았다. 아울러, 이번 연구는 2023년 과학기술정보통신부가 선정한 ‘국가연구개발 우수성과 100선’에도 포함되며 우수성을 공식적으로 입증했다.

ETRI는이 기술을 기반으로 국가 AI 인프라 고도화, 클라우드․슈퍼컴퓨팅 통합, 친환경 데이터센터 구축 등 다양한 분야에 적용해 산업 전반의 혁신을 이끌 계획이다.

ETRI 이준기 광네트워크연구실장은 “이번 성과는 메모리와 가속기를 효율적으로 공유·활용해 데이터센터 자원 부족 문제를 해소하고, 지속 가능한 미래형 데이터센터로의 전환을 앞당길 중요한 계기가 될 것”이라고 말했다.