InfiniBand EDR과 100Gb Ethernet의 차이점 살펴보기
작성자 Moore
날짜 04/30/2025
고성능 컴퓨팅 및 인공지능 시나리오가 지속적으로 확대됨에 따라 데이터 센터의 네트워크 대역폭, 지연 시간, 효율성에 대한 요구 사항도 계속 높아지고 있습니다. 100G InfiniBand와 100G Ethernet은 두 가지 주류 기술로서 성능 및 아키텍처 개념에서 뚜렷한 차이를 보이며, 네트워크를 구축할 때 많은 기업이 어려운 선택을 해야 하는 핵심 대상이 되어 왔습니다. 여기서는 이 두 솔루션의 기술적 특성, RDMA 구현, 성능 및 적용 시나리오를 분석하여 생각을 정리하고 비즈니스에 적합한 기술 선택을 할 수 있도록 도와드리겠습니다.
InfiniBand와 Ethernet의 인프라 및 설계 개념
InfiniBand EDR이란 무엇인가요?
InfiniBand EDR(Enhanced Data Rate)은 고성능 컴퓨팅 환경을 위해 설계된 네트워크 상호 연결 기술입니다. 가장 중요한 특징은 고도로 사용자 지정 가능한 아키텍처로, 하드웨어 수준의 제로 카피 데이터 전송, 커널 우회 통신, 엔드투엔드 흐름 제어 메커니즘을 지원하여 마이크로초 또는 심지어 서브마이크로초 수준의 지연 시간 성능과 매우 높은 대역폭 활용률을 제공합니다.
InfiniBand의 네트워크 아키텍처는 호스트 채널 어댑터(HCA)와 연동하는 전용 스위칭 칩을 채택하며, 무손실 전송 메커니즘과 적응형 라우팅 기능을 갖추고 있어 슈퍼컴퓨팅 클러스터에 이상적입니다. InfiniBand의 네트워크 아키텍처는 무손실 전송 메커니즘과 적응형 라우팅을 갖춘 호스트 채널 어댑터(HCA)와 함께 작동하는 전용 스위칭 칩을 활용하므로, 슈퍼컴퓨팅 클러스터, AI 학습 노드 및 성능 요구 사항이 매우 민감한 기타 환경에 이상적입니다.
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반면에, 100G Ethernet 보다 표준적인 네트워크 설계를 사용하며, 잘 알려진 Ethernet 표준에 의존하고 다양한 프로토콜을 갖추어 호환성이 뛰어나고 사용하기 쉬우며 저렴합니다. 장점은 기존 기업 및 클라우드 컴퓨팅 인프라에 빠르게 통합될 수 있고, 대규모 분산 배포와 멀티 테넌트 시나리오를 지원하여 데이터 센터와 상업용 네트워크에서 가장 널리 사용되는 솔루션 중 하나가 된다는 점입니다.
InfiniBand EDR과 100G Ethernet 간 RDMA Protocol 구현 비교
Remote Direct Memory Access (RDMA) 기술은 커널 처리를 우회하고 지연 시간을 줄이며 CPU 부담을 완화하여 효율적인 데이터 전송을 가능하게 하는 핵심 요소입니다. 이와 관련하여 InfiniBand와 Ethernet은 서로 다른 기술 경로를 취합니다.
InfiniBand는 RDMA를 기본적으로 지원하며 이 기술을 중심으로 설계되어 제로 카피, 커널 바이패스, 하드웨어 수준의 흐름 제어와 가상 채널을 통한 무손실 전송 등의 메커니즘을 지원합니다. 해당 HCA(호스트 채널 어댑터)와 스위칭 칩은 이러한 유형의 고성능 전송에 최적화되어 폐쇄적이지만 효율적인 기술 시스템을 형성합니다.
반면 Ethernet은 RDMA 기능을 구현하기 위해 RoCE(RDMA over Converged Ethernet)와 iWARP를 활용합니다. 주류 솔루션인 RoCEv2는 UDP 계층 위에서 동작하여 이전 버전의 대규모 배포에서 확장성이 부족했던 문제를 해결하지만, Priority Flow Control(PFC)과 같은 메커니즘을 활성화해야 하는 등 기반 네트워크에 더 높은 무손실성을 요구합니다. 반면 iWARP는 TCP 스택에 더 많이 의존하므로 네트워크 구조에 대한 요구는 낮지만, 더 높은 지연 시간과 CPU 오버헤드를 초래합니다.
InfiniBand EDR과 100G Ethernet 간의 성능 비교
공개된 벤치마크 데이터에 따르면, 두 네트워크 솔루션 간의 지연 시간 및 대역폭 성능 차이도 더 분명합니다. OpenMPI 및 OSU Micro-Benchmarks 도구를 사용한 테스트에서, InfiniBand EDR RoCEv2보다 약 10% 더 빠르게 소형 패킷을 전달하며, 평균 지연 시간은 마이크로초 단위이거나 그보다 낮습니다. 표준 Ethernet 지연 시간은 소프트웨어 스택과 버퍼링 메커니즘의 제한으로 인해 일반적으로 10마이크로초보다 높습니다.
대역폭 측면에서 InfiniBand는 적응형 라우팅 및 혼잡 제어 메커니즘 덕분에 거의 최대 부하에서도 99%의 링크 활용률을 달성합니다. RoCEv2의 성능도 약 90-95%에 도달할 수 있지만, 이는 네트워크 환경이 심층적인 흐름 제어에 맞게 최적화된 경우에만 가능하며, 그렇지 않으면 패킷 손실로 인해 성능 변동이 발생하기 쉽습니다.
InfiniBand EDR vs. 100G Ethernet의 애플리케이션 시나리오 차이점
고성능 컴퓨팅(HPC)에서 InfiniBand는 주류 선택지이며, 특히 MPI 통신이 필요한 작업에서 낮은 지연 시간과 안정적인 대역폭은 대체할 수 없는 장점입니다. 인공 지능 시나리오, 특히 대규모 분산 학습도 노드 간 동기화에서의 극도의 효율성에 크게 의존합니다.
클라우드 데이터 센터, 엔터프라이즈 스토리지 및 가상화 시나리오에서 RoCEv2의 장점이 점차 드러나고 있습니다. 기존 이더넷 아키텍처와 호환되고, SDN 및 NFV 프레임워크에 적응하며, 추가 하드웨어 비용 없이 InfiniBand에 가까운 RDMA 기능을 제공할 수 있습니다. 또한 iSER(RDMA 기반 iSCSI 확장) 지원을 통해 기업은 InfiniBand 아키텍처로 완전히 마이그레이션하지 않고도 효율적인 NAS/SAN 시스템을 구축할 수 있습니다.
금융 업계의 고주파 거래 시스템은 나노초 지연 시간을 보장하기 위해 여전히 InfiniBand를 사용하는 경향이 있는 반면, AI 추론이 일반 데이터 분석과 공존하는 가상화 클러스터와 같은 혼합 부하 환경에서는 RoCE와 iWARP가 더 비용 효율적인 옵션을 제공합니다.
결론
극한의 성능이 요구되고 예산이 빠듯할 때 InfiniBand는 여전히 확고한 선택지입니다. 그러나 확장성과 배포 유연성이 요구되는 더 많은 엔터프라이즈 시나리오에서는 RDMA 기술을 갖춘 100G Ethernet이 가치 있는 절충안을 제공합니다. 최종 결정은 기술 사양뿐만 아니라 현재 네트워크 아키텍처의 진화 방향과 비즈니스 부하 특성에도 달려 있습니다.
어떤 경로를 선택하든 신뢰할 수 있는 광 모듈은 똑같이 중요합니다. QSFPTEK에서 제공하는 것과 같은 100G 모듈은 강력한 호환성과 현장 검증을 바탕으로 네트워크 업그레이드를 쉽게 완료하고 다양한 기술 시스템에서 안정적이고 효율적인 전송 용량을 보장하는 데 도움을 줄 수 있습니다.
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