시장 정복에 나선 인텔과 콩가텍의 협업에 따른 시너지 효과

[테크월드=김경한 기자] 인텔의 11세대 코어 프로세서(타이거 레이크로 명명된)의 출시와 동시에, 콩가텍(Congatec)이 COM-HPC 클라이언트 사이즈 A와 COM 익스프레스 컴팩트 컴퓨터 온 모듈(COM Express Compact Computer-on-Modules)을 인텔의 11세대 코어프로세서를 사용해 출시했다. 이를 통해 OEM사는 시장 출시 기간을 단축하고 결정적인 경쟁 우위를 확보할 수 있을 것으로 기대된다. 그러면 새로운 세대의 인텔 코어 프로세서는 어떤 장점을 가지고 있을까? 이번 기사에서는 OEM이 인텔 11세대 코어 프로세서를 탑재한 콩가텍 모듈에 의존해야 하는 가장 중요한 이유를 설명하고자 한다. 

저전력 고밀도의 코어 프로세서

임베디드와 엣지 컴퓨팅 시장은 주어진 제한된 전력 소모량 내에서 더 높은 성능을 지닌 프로세서가 등장하기를 갈망하고 있다. 액티브 팬 없이도 열 분산을 유지할 수 있다면 언제든 환영하는 분위기다. 시장의 목표는 튼튼하고 내구성이 뛰어나며 유지보수가 필요 없는 설계를 특징으로 하고, 사물인터넷(IoT)을 통한 대역폭 증가로 안정적으로 통신할 수 있는 훨씬 더 강력한 시스템을 개발하는 것이다. 

이런 요구사항은 임베디드 시스템과 엣지 컴퓨팅 노드, 네트워크 허브와 로컬 포그 데이터센터부터 핵심 네트워크의 인프라 어플라이언스와 중요한 정부 애플리케이션을 위한 강력한 중앙 클라우드 데이터센터에 이르기까지 고성능 임베디드 컴퓨팅 애플리케이션의 전 범위에 걸쳐 적용된다. 인텔 11세대 코어 프로세서의 저전력, 고밀도 변형 모델인 타이거 레이크는 임베디드 시장을 빠르게 정복하고, 팬(FAN)없는 쿨러를 이용한 고속 컴퓨팅의 새로운 대표주자가 될 것이다. 여기에는 많은 이유가 있다.

최신은 곧 최고!

인텔의 최신 11세대 코어인 저전력 고밀도 프로세서를 사용하려는 첫 번째이자, 가장 중요한 이유는 최종 고객들이 항상 최신 제품을 원하기 때문이다. 비록 그들이 개선된 성능을 충분히 이용할 수는 없더라도, 여전히 그들이 시장에서 사용 가능한 최상의 솔루션을 선택했는지 확인하고 싶어한다. 

이 때문에 OEM사가 단지 초기 개발비(NRE)를 절감하고 투자수익률(ROI)를 높이기 위해 새로운 제품의 출시를 건너뛰는 것은 불가능한 경우가 많다. 새로운 프로세서의 이점을 활용하려는 경쟁자가 등장하자마자, 고객은 자사 OEM의 혁신적인 강점에 재빨리 의문을 품기 시작할 것이다. 효율성을 위해서만 개발 주기의 누락을 정당화하려는 시도는, 최신 프로세서가 제공하는 혁신적인 기능을 경쟁사는 정확히 제공하지만 당신은 제공하지 않는다는 논란을 잠재울 수 없다. 

따라서 일반적으로 프로세서 제조업체의 설계 주기를 최대한 가깝게 따르는 것이 바람직하다. 특히 이 전략을 통해 스스로 혁신적인 리더십을 주장할 수도 있기 때문이다. 기술적 사실에 근거하지 않고 보다 감정적으로 동기가 부여된 이런 고객의 기대를 충족시키는 가장 효율적인 방법은 컴퓨터 온 모듈을 이용하는 것이다. 원칙적으로 하드웨어 측면에서는 추가적인 엔지니어링 노력이 요구되지 않으며, [표 1]과 같이 여러 가지 장점을 제공한다.

[표 1]COM과 캐리어 보드 설계는 전체 사용자 정의 설계에 비해 많은 이점을 제공한다. 인텔 11세대 코어 프로세서와 같은 새로운 프로세서의 가장 중요한 이점은 출시 기간이 매우 짧다는 것이다

10nm 기반으로 대기시간 DOWN, 용량 UP

두 번째 이유는 엄청난 성능 향상이다. 최대 4개의 코어를 갖춘 인텔 11세대 코어 프로세서는 상당한 성능 향상을 가져왔다. 성능에 영향을 미치는 새로운 마이크로아키텍처(Willow Cove Microarchitecture)의 핵심 변경사항으로는 캐시메모리의 재설계와 함께, 직전 세대(Sunny Cove Microarchitecture)와 비교한 트랜지스터의 최적화가 있다. 임베디드 애플리케이션에 더욱 중요한 것은 초고속 인텔 SoC 프로세서 기술이 10nm++에서 처음으로 활용됐다는 사실이다. 일반적으로 이것이 10nm 트랜지스터를 기반으로 이미 개발된 인텔 3세대 코어라고 주장한다.

사실, 지난 2세대(아이스 레이크와 캐논 레이크로 명명된 SoC들) 프로세서들이 컴퓨터 온 모듈에서는 사용되지 않았다. 적어도 선도적 컴퓨터 온 모듈 공급업체인 콩가텍에 의해서는 아니었다. 따라서, 6세대, 7세대, 혹은 8세대를 사용하던 임베디드 개발자가 11세대의 새로운 UP3 모델로 이전한다면, 10nm 기술에 의해 제공되는 두 가지 뚜렷한 이점을 통해 처음으로 혜택을 누릴 수 있다. 더 높은 패킹 밀도, 즉 동일한 성능에서 낮은 전력 소비량 또는 동일한 TDP(열 설계 전력)에서 높은 성능과 같은 두 측면 모두 임베디드 설계의 핵심이다. 이에 비해 12·15·28와트 버전으로 제공되는 새로운 설계는 사용자에게 상당한 성능 향상을 가져다 준다.

콩가텍 보드의 인텔 코어 제품군

인텔은 성능을 더욱 향상시키기 위해 새로운 L1 캐시를 도입하기도 했다. 데이터 액세스 중 대기 시간을 대폭 줄이고, 코어당 256kB에서 1.25MB로 늘어난 L2 캐시와 현재 12MB로 50% 더 많은 용량을 확보한 L3 캐시의 로드를 줄인다. 이는 GPU와 공유된 RAM에 대한 메모리 액세스를 크게 가속화해 새로운 인텔 SoC– GPU의 세 번째 좋은 이유가 된다. 

 

기계 비전과 인공지능

새로운 인텔 코어 아키텍처를 통해 머신 비전과 학습이 더욱 빠르고 효율적이며 구현이 쉬워질 것이다. 그래픽 EU의 수가 훨씬 더 많기 때문에 더 빠르다. 새로운 인텔 그래픽은 훨씬 더 많은 것을 제공한다. 두 세대를 건너뛰었기 때문에 성능 면에서의 도약이 상당하다.

AI와 딥러닝도 타이거 레이크를 탑재한 CPU 코어에서 훨씬 빠르게 실행된다. 인텔 11세대 코어 프로세서가 강력한 512비트 벡터 작동을 위한 고효율 AVX-512 명령 세트를 지원하기 때문이다. 추가적인 벡터 신경망 지침(VNNI) 지원 덕분에, 현재 AVX 512에 대해 4개의 새로운 지침이, INT8의 경우 VPDPBUSD/S가, INT16의 경우 VPDPWSSD/S가 제공된다. VNNI는 세 가지 지침을 하나로 통합하고, INT8 운영은 클럭과 코어당 128개의 실행으로 크게 가속화된다.

OEM은 오픈비노(OpenVINO) 툴킷을 사용해 머신비전과 심층학습 정보에 대해 이런 성능 향상을 쉽게 활용할 수 있다. 여기에는 인텔 딥러닝 배치(Intel Deep Learning Deployment) 툴킷, 최적화된 오픈CV(OpenCV), 미디어 인코딩/디코딩 루틴뿐만 아니라 사전 교육된 20개의 모델과 코드 샘플이 포함된다. 컴퓨터 비전과 오픈비노를 시작하는 효율적인 방법은 시각 기반 상황 인식 애플리케이션을 위한 콩가텍 워크로드 통합 키트(Workload Consolidation Kit)를 사용하는 것이다.

콩가텍 워크로드 통합 키트

콩가텍의 비전 기반 상황 인식 애플리케이션을 위한 워크로드 통합 키트는 생산 준비된 인텔 IoT RFP 지원 키트(Ready Kit)로 인텔 인증을 받았으며 가상화 면에서 효율성을 보여준다. RTS(실시간 시스템)의 하이퍼바이저 기술을 기반으로 비전 애플리케이션의 워크로드 통합을 위한 3 개의 가상머신(VM)을 제공한다. 하나의 VM은 상황 인식을 위해 인텔 오픈비노 소프트웨어를 사용해 비전 기반 AI 애플리케이션을 실행한다. 두 번째 VM은 실시간으로 동작 가능하며, 결정을 위한 제어 소프트웨어를 작동한다. 세 번째 VM은 IIoT/인더스트리4.0 게이트웨이 역할을 한다. 인텔, RTS와 협력해 개발한 콩가텍 키트는 인텔 11세대 코어 프로세서에서도 사용할 수 있으며, 딥러닝 AI 알고리즘을 기반으로 상황 인식 포함 여러 작업을 병렬로 연결하는 차세대 비전 기반 협업 로봇공학, 기계 제어·자율 주행 차량을 대상으로 한다. 

 

COM 익스프레스와 COM-HPC 클라이언트 사이즈 A

이제 콩가텍은 COM-HPC 클라이언트 사이즈 A와 COM 익스프레스 컴팩트의 두 매력적인 옵션으로 새로운 인텔 코어 프로세서를 위한 인상적인 기능 세트를 제공한다.

콩가-HPC/cTLU COM-HPC 클라이언트 모듈
콩가-TC570 COM 익스프레스 컴팩트 모듈

콩가-HPC/cTLU COM-HPC 클라이언트 사이즈 A(Conga-HPC/cTLU COM-HPC Client Size A) 모듈과 콩가-TC570 COM 익스프레스 컴팩트 모듈은 가장 높은 대역폭을 가진 외부 주변기기를 연결하기 위해 PCIe x4 Gen 4를 지원하는 모듈이다. 또한 개발자들은 8x PCIe 3.01 레인을 사용할 수 있다. COM-HPC 모듈은 2x USB 4.0, 2x USB 3.2 Gen 2, 또는 8x USB2.0 인터페이스를 제공한다. COM 익스프레스 모듈은 미국에서 판매한다.

4x USB 3.2 Gen 2, 8x USB 2.0는 PICMG 규격을 준수한다. COM-HPC는 2.5GbE, COM 익스프레스 1x GbE를 제공한다. 사운드는 COM-HPC 버전의 I2S와 사운드와이어(SoundWire), COM 익스프레스 모듈의 HDA를 통해 제공된다. 윈도우와 리눅스용 포괄적인 보드 지원 패키지는 리얼타임 시스템(Real-Time Systems)의 하이퍼바이저도 지원한다.

COM-HPC와 COM 익스프레스의 설계 가이드는 콩가텍 홈페이지 페이지에서 제공될 예정이며, 평가 절차를 통해 개발자를 돕는다.

 

자료제공: 콩가텍(Congatec)

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