데이터센터 메모리 전력 소비를 반으로 줄였다

DGIST 김대훈 교수팀, 메모리 전력 관리 '그린-딤' 개발
DRAM 전력 소비 최대 55%, 시스템 전체 최대 30% 절감

데이터센터. 게티이미지 제공

[파이낸셜뉴스] 대구경북과학기술원(DGIST) 정보통신융합전공 김대훈 교수팀은 데이터센터 서버의 전력 소비를 최대 30%까지 줄일 수 있는 기술을 개발했다. 이 기술은 서버내 대기중인 메모리(DRAM)의 전력 관리 기술 '그린-딤(GreenDIMM)'이다.

연구진은 그린-딤 기술을 서버에 적용해 전력 사용량을 측정했다. 그결과 메모리 압축 기술인 'KSM'과 연계하여 DRAM 전력을 최대 55%, 서버 전력을 최대 30%까지 줄였다.

김대훈 교수는 6일 "메모리 인터리빙 기술로 인한 메모리 성능 개선 효과를 그대로 보존하면서 대기중인 메모리가 소비하는 대기 전력을 효과적으로 줄일 수 있었다"고 설명했다. 메모리 인터리빙은 주기억장치와 중앙처리장치(CPU) 사이의 데이터 전송을 빠르게 하는 방법이다.

국내 데이터센터는 2012년 114개에서 36.8% 증가해 2021년 156개에 달했다. 2024년까지 신규 구축 예정인 코로케이션 데이터센터는 최소 19개이며, 총 IT전력 공급 가능량 기준 951㎿ 규모를 형성할 것으로 기대되고 있다.

전국 데이터 센터의 전력 사용량은 연간 20억 킬로와트시(㎾h)에 달한다. 이는 인구 180만명이 이용할 수 있는 전력량이며, 우리나라 전력 사용량의 약 2%로 산업용 전력의 7~8%를 차지한다.

그린-딤(GreenDIMM)을 적용하지 않았을 때와 비교해 메모리 용량에 따른 그린-딤의 DRAM과 서버 전력 소비 절감 효과를 실험한 결과, 그린-딤은 메모리 압축 기술 'KSM'과 연계해 DRAM 전력을 최대 55%, 서버 전력을 최대 30%까지 줄였다. DGIST 제공

대규모 데이터 센터의 평균 메모리 사용량은 40~60%로, 절반에 가까운 미사용 메모리의 대기 전력을 최소화 한다면 데이터 센터의 에너지 소비를 크게 개선할 수 있다.

연구진은 메모리 인터리빙의 동시다발적인 메모리 요청 기능을 해치지 않으면서 동시에 대기중인 메모리의 대기 전력 소비를 줄일 수 있는 새로운 기술 개발에 집중했다. 메모리 블록을 실시간으로 관리하는 운영체제의 메모리 온오프라인 기술을 메모리 전력 관리에 접목시켰다. 랭크 단위보다 더욱 세분화된 서브어레이 단위의 저전력 상태를 적용할 수 있는 방법을 고안한 것이다. 그결과 메모리 인터리빙 효과를 그대로 보존하면서 동시에 대기중인 메모리 전력을 획기적으로 감소시키는 '그린-딤'을 개발했다.

김대훈 교수는 "향후 해당 기술이 대규모 데이터센터 서버 환경의 에너지 소비를 더욱 혁신적으로 개선할 수 있도록 연구에 매진하겠다"고 말했다.

한편, 이번 연구는 이승학 박사과정생이 제 1저자로 참여했고, 박사과정생 강기동, 이환준, 박형원 학생이 공동 저자로 참여했다.

또한 삼성전자 손영훈 책임연구원, 미국 일리노이대 김남승 교수와의 공동연구로 진행됐다.

[e-mail] 김만기 기자