ETRI, 리눅스 환경서 CPU비례 성능향상기술 개발 성공

공개 운영체제로 유명한 리눅스 개발자들에게 희소식이 생겼다. 그동안 빅데이터나 머신러닝과 같은 대용량의 데이터를 처리 시 CPU내 코어의 개수를 늘려도 제대로 성능이 나오지 않아 애를 먹었는데 국내 연구진이 CPU를 늘리면 성능이 비례하는 기술개발에 성공했다.

ETRI는 수백에서 수천 개의 프로세서를 장착한 컴퓨터 시스템인 매니코어의 CPU 코어 개수에 따라 운영체제 성능이 향상되는 기술 개발과정에서 1백개 가상 CPU까지 성능향상을 지원하는 기술을 개발하였다고 11월24일 밝혔다.

ETRI가 개발에 성공한 기술은 반가상화 클라우드 환경에서 1백개의 가상 CPU까지 확장성(Scalability) 보장을 위해 성능을 향상시키는 리눅스 커널 기술이다.

향후 연구진은 오는 2022년까지 연구개발을 통해 현재 개발한 기술의  10배인 1000개의 가상 CPU까지 성능을 끌어 올릴 계획이다.

현재 고성능 프로세서는 적은 개수의 빠른 CPU를 선호한다. 하지만 전력소모, 발열문제, 효율 등의 문제가 발생하는 것이 큰 문제점 이었다. 이에 따라 미래에는 많은 개수의 CPU로 구성된 매니코어로 패러다임이 전환, 발전될 전망이다. 

따라서 CPU 코어 개수가 증가함에 비례해 응용 프로그램의 성능 향상 또한 반드시 보장되어야 하는데 ETRI 연구진이 이를 해결한 것이다.

ETRI가 이번에 개발한 기술의 핵심은 가상 CPU가 불필요하게 물리 CPU를 사용하지 않도록 커널 내부의 소스코드를 수정했다. 이를 통해 공유자원 경쟁을 효율적으로 제어한 것이다.

이를 통해 1백코어까지 CPU 코어 개수 증가에 비례하는 성능이 나오게 해 확장성을 확보하게 된 셈이다. 실제 연구진은 기존 대비 약 2.7배 성능을 향상시켰다.

ETRI는 본 기술이 SW개발자들이 빅데이터를 처리할 때 빠른 성능의 가상머신을 활용 시 유용할 것으로 보고 있다. 또 클라우드 환경에서도 성능 향상을 확인해 많은 CPU를 요구하는 고성능 컴퓨팅환경(HPC) 클라우드 시스템 분야에서 널리 활용될 전망이다.

ETRI는 운영체제 기초연구를 통해 다양한 분야에서 리눅스 성능 향상을 위한 연구를 진행 중이다. 특히 파일 시스템 확장성 연구를 통해 현재 리눅스의 파일 시스템 버그를 발견하고 버그를 제거하는 패치 139개를 리눅스에 제출했다.

아울러 ETRI는 본 기초연구의 결과물을 오픈소스로 공개함으로써 기존 오픈 프로젝트에 기술적인 기여 뿐 아니라 관련 기술에 대한 새로운 커뮤니티를 만들기 위한 작업도 지원할 예정이다.

ETRI 정성인 SW기초연구센터장은“아마존 클라우드 서비스가 내년 상반기에 1백개의 가상 CPU를 지원할 계획인 상황에서 연구진이 리눅스에서도 동일 기술을 개발한 것은 기반 SW연구에 큰 의미가 있으며 향후 국내 클라우드 서비스에 활용을 위해 노력하겠다”고 말했다.

리눅스에 기술 기여는 미래창조과학부‘매니코어 기반 초고성능 스케일러블 운영체제 기초연구’지원을 통해 이루어진 원천기술개발연구과제의 첫 번째 사례이며, 향후 다양한 분야에 기술적 공개 및 기여가 추진될 것으로 ETRI는 전망했다.