AI 데이터 센터 아키텍처 업그레이드로 800G 트랜시버 수요 증가

인공지능(AI) 기술은 많은 산업을 변화시켰습니다. 이러한 변화의 핵심 분야 중 하나인 광 트랜시버 시장은 ChatGPT와 같은 첨단 AI의 깊은 영향을 목격하고 있습니다. 이 글에서는 AI 기술을 심층적으로 분석하고, AI가 데이터 센터 네트워크 아키텍처를 어떻게 재편하며 고성능 광 모듈 시장의 급성장을 강력하게 견인하는지 설명합니다.

ChatGPT가 이끄는 AI 물결이 도래했습니다

AI는 최근 몇 년 동안 기술과 산업을 변화시켰습니다.  AI 기술의 발전, 특히 OpenAI의 ChatGPT가 주도한 새로운 AI 물결은 데이터 센터와 고성능, 고속 optical modules에 깊은 영향을 미쳤습니다, like 400G 광 트랜시버 및 800G 광 트랜시버. ChatGPT는 AI 대화 모드의 대표 사례로서 뛰어난 자연어 처리 능력을 바탕으로 고객 서비스, 교육, 콘텐츠 제작 및 기타 분야에서 큰 잠재력을 보여줄 뿐만 아니라 더 많은 기업과 조직이 인공지능 배포 속도를 높이도록 이끌고 있습니다. AI 물결로 인해 데이터 센터는 더욱 중요해졌습니다. 데이터 센터는 많은 데이터를 처리하고, 실시간 처리와 저지연 애플리케이션을 지원하며, 유연한 아키텍처를 갖춰야 합니다.  동시에 인공지능 애플리케이션의 높은 대역폭과 낮은 지연 시간 요구 사항을 충족하기 위해 데이터 센터는 더 빠른 데이터 전송 속도와 더 높은 네트워크 처리량을 보장하도록 네트워크 아키텍처를 업그레이드해야 합니다. 이로 인해 고속 모듈 시장에서도 기회가 생겼습니다.

인공지능이 데이터 센터 인프라를 재편할 것입니다

AI, 빅데이터, IoT, 클라우드 컴퓨팅, 5G와 같은 기술의 급속한 부상으로, 과학과 기술이 세상을 변화시키는 속도가 계속 빨라짐에 따라 데이터 센터는 새로운 IT 인프라의 필수적인 핵심이 되고 있습니다. 데이터 센터가 클라우드에서 AI 시대로 진화함에 따라 점점 더 많은 기업이 AI를 활용해 의사 결정을 지원하고, 고객 경험을 향상시키며, 나아가 비즈니스 모델과 생태계를 재편할 것임을 예측할 수 있습니다. 그러나 AI 시대의 도래를 맞이하는 동시에 데이터 센터는 전례 없는 과제에도 직면하고 있습니다.

AI 시대에 데이터 센터가 직면하게 될 3가지 과제는 무엇인가요?

데이터 센터 네트워킹의 AI 컴퓨팅

전통적인 이더넷 시대에는 천 분의 일의 패킷 손실률이 허용되었습니다. 그러나 AI 시대가 도래하면서 데이터 센터의 네트워크 성능이 중요해졌고, 이에 따라 AI 컴퓨팅 성능은 AI 상용화의 핵심 병목 현상이 되었습니다. 실제 테스트에 따르면 1,000분의 1의 패킷 손실률은 데이터 센터 내 AI 컴퓨팅 성능의 50%만 발휘되게 합니다. 이는 AI 시대의 요구를 충족하기 위해 미래의 네트워크가 반드시 패킷 손실 제로를 실현해야 하며, 이것이 필수적인 요구 사항임을 의미합니다.

AI를 위한 데이터 센터의 네트워크 대역폭

2018년에 전 세계 연간 추가 데이터량은 10ZB였습니다. 그러나 2025년에는 이 수치가 180ZB로 급격히 증가할 것입니다. 이는 또한 기존 100GE 기반 데이터 센터 네트워크가 미래 데이터의 영향을 더 이상 지원할 수 없게 되었음을 의미합니다. 향후 5년 동안 트래픽이 증가할수록 AI 데이터는 더 집중되고, 데이터 센터는 더 커지며, 대역폭 요구 사항은 더 많아지고, 상호 방문은 더 빈번해질 것입니다. 이는 서버 업그레이드에서 볼 수 있는데, 10G에서 25G, 그리고 100G로 이어집니다. 업그레이드 속도는 상상을 초월하며, 특히 중국에서 25G에서 100G로의 성장은 세계 다른 지역보다 훨씬 큽니다.

데이터 센터 관리에서 AI의 운영 및 유지보수

서버 규모가 커지고 컴퓨팅 네트워크, 스토리지 네트워크, 데이터 네트워크가 통합됨에 따라 데이터 센터 운영 및 유지보수 담당자들도 더 중대한 문제에 직면하게 되었으며, 이로 인해 기존의 수동 운영 및 유지보수 방식은 지속하기 어려워졌습니다. 따라서 네트워크 장애를 해결하기 위한 새로운 기술이 시급히 필요합니다.

AI 물결 속 현대 데이터 센터 네트워크 아키텍처의 변화

액세스, 애그리게이션 및 코어 계층으로 구성된 기존의 3계층 아키텍처는 오랫동안 표준이었습니다. AI 기술의 규모와 동서 트래픽이 계속 확대됨에 따라 데이터 센터 네트워크 아키텍처도 진화하고 있습니다. 기존의 3계층 토폴로지에서는 서버 간 데이터 교환이 액세스 스위치, 애그리게이션 스위치, 코어 스위치를 거쳐야 하므로 애그리게이션 및 코어 스위치에 큰 부담을 줍니다.

서버 클러스터의 규모가 기존의 3계층 토폴로지에 따라 계속 확장된다고 가정해 보겠습니다. 이 경우 코어 및 애그리게이션 계층에 고성능 장비를 배치해야 하므로 장비 비용이 크게 증가합니다. 바로 이 지점에서 새로운 스파인-리프 토폴로지가 등장하여 기존의 3계층 토폴로지를 2계층 아키텍처로 평탄화합니다. 

이 아키텍처에서 리프 스위치는 기존 Layer 3 아키텍처의 액세스 스위치 역할을 하며 서버에 직접 연결됩니다. 스파인 스위치는 코어 스위치 역할을 하지만 리프 스위치에 직접 연결되며, 각 스파인 스위치는 모든 리프 스위치와 연결되어야 합니다.

리프 스위치의 수는 리프 스위치의 다운링크 포트 수에 의해 결정되며, 스파인 스위치의 수는 리프 스위치의 업링크 포트 수에 의해 결정되어 스파인-리프 네트워크의 규모를 결정합니다.

리프-스파인 아키텍처는 서버 간 데이터 전송 효율성을 향상시킵니다. 서버 수를 확장해야 할 경우, 스파인 스위치 수를 늘리는 것만으로 데이터 센터의 확장성이 향상됩니다. 유일한 단점은 스파인-리프 아키텍처가 기존의 3계층 토폴로지에 비해 많은 포트를 필요로 한다는 점입니다. 그 결과 서버와 스위치 모두 광섬유 통신을 위해 더 많은 광 모듈이 필요하게 되어, 고속 광 모듈에 대한 수요가 증가하고 있습니다.

800G 광학 시장이 승자가 되다

위에서 언급했듯이, 인공지능 데이터 센터 아키텍처의 업그레이드는 서버와 스위치 간 광섬유 통신을 위한 더 많은 고속 광 모듈로 이어질 것이며, 800G 광 트랜시버는 데이터 센터 네트워크 인프라의 핵심 구성 요소가 될 것입니다.

왜 800G 데이터 센터 광 트랜시버인가요?

우선, 800G 광 트랜시버 높은 대역폭 요구 사항을 충족합니다. AI를 위한 데이터 센터의 높은 대역폭 요구 사항을 보다 심층적으로 분석한 결과, AI 및 머신 러닝 플랫폼이 전례 없는 양의 데이터를 생성하고 처리하고 있음을 확인했습니다. 이 데이터에는 인터넷, 소셜 미디어, 비디오 감시, IoT 장치 등의 트랜잭션 데이터가 포함됩니다. 800G 모듈은 이러한 애플리케이션에 필요한 고속 데이터 경로를 제공하여 데이터가 지연 없이 처리되고 분석될 수 있도록 보장합니다.

800G 광 모듈은 빠른 데이터 전송을 가능하게 합니다. 빠른 데이터 전송의 중요성을 논의할 때 AI 애플리케이션의 실시간 요구 사항을 무시할 수 없습니다. 예를 들어, 자율주행차나 온라인 사기 탐지 시스템에는 즉각적인 피드백이 필요합니다. 800G 광 트랜시버는 즉각적인 의사 결정과 조치가 필요한 AI 애플리케이션에 필수적인 저지연 고속 데이터 전송을 지원할 수 있습니다.

또한 이는 인공지능 데이터 센터의 광 모듈에서 중요한 고려 사항 중 하나인 에너지 효율에 관한 것입니다. 컴퓨팅 수요가 증가함에 따라 데이터 센터의 에너지 소비도 늘어나고 있습니다. 800G 트랜시버 모듈은 전송되는 데이터 비트당 더 적은 에너지를 사용할 수 있게 해주는 첨단 광전자 기술을 사용합니다. 이는 운영 비용을 낮추는 동시에 데이터 센터 전체의 에너지 소비를 줄이는 데 도움이 됩니다.

또한 800G 광 트랜시버는 기술 발전의 요구를 충족합니다. 데이터 센터 기술 발전의 일환으로 800G 트랜시버 모듈은 100G 및 400G 솔루션의 자연스러운 확장입니다. 기술이 발전함에 따라 더 높은 데이터 전송 요구 사항을 처리할 장비는 필연적으로 시장의 필요가 되며, 이에 따라 데이터 전송 기술의 발전이 촉진되고 800G 광 모듈의 등장은 이러한 추세에 부합합니다.

마지막 요점은 네트워크 유연성에 관한 것입니다. AI용 데이터 센터에는 높은 대역폭과 네트워크 유연성이 필요합니다. 800G 트랜시버는 구성 가능한 다중화 솔루션을 지원하여, 데이터 센터가 전체 네트워크 인프라를 교체하지 않고도 다양한 애플리케이션에 맞게 필요에 따라 대역폭을 늘리거나 줄일 수 있는 유연성을 제공하며, 이는 장기 투자 비용을 어느 정도 절감합니다.

2024년 800G 제품의 부상을 확인하세요

앞으로 2024년은 800G 트랜시버 솔루션의 부상과 대중화를 목격하게 되면서 광 모듈 시장의 중요한 전환점이 될 것입니다. 2019년에 업계가 100G 광 모듈로의 전환을 중요한 단계로 일반적으로 인식했을 때, 두 가지 주요 업그레이드 경로인 200G 및 400G 광 모듈이 등장했습니다. 그러나 차세대 고속 광통신 기술의 추세는 800G 트랜시버 모듈의 심층적인 개발과 폭넓은 적용을 명확히 가리키고 있습니다.

인공지능(AI) 기술과 일반화 합성곱(GC) 네트워크가 컴퓨팅 성능의 지속적인 혁신을 이끌고 시장 경쟁을 심화함에 따라, 2024년까지 북미와 전 세계의 주요 클라우드 서비스 제공업체 및 기술 대기업들이 데이터 전송 수요 증가에 대응하고 데이터 센터 인프라를 최적화하기 위해 800G 트랜시버를 대량으로 조달하고 배포할 것으로 예상됩니다.

결론

800G 광 모듈 수요의 급증은 AI 기반 애플리케이션에 대한 필요성이 높아지고 있음을 직접적으로 반영합니다. 디지털 환경이 계속 발전함에 따라 더 빠르고 효율적인 데이터 전송이 필수적입니다. 800G 트랜시버의 배포와 2계층 스파인-리프 아키텍처로의 전환은 현대 컴퓨팅 요구 사항을 충족하기 위한 전략적 이니셔티브를 반영합니다.