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StorageReview가 314조 자리의 파이를 계산하여 이전 세계 기록을 경신하며 권위 있는 컴퓨팅 왕좌를 되찾았습니다. 파이 정밀도에 대한 현대적인 경쟁은 초기 클라우드 실험에서 인프라 역량과 엔지니어링 독창성을 보여주는 본격적인 쇼케이스로 발전했습니다.
2022년 Google Cloud는 100조 자리의 파이를 계산하여 헤드라인을 장식했습니다. y-cruncher 프로그램을 실행하기 위해 대규모 클라우드 인스턴스 플릿을 활용한 이 프로젝트는 수십 페타바이트의 I/O 데이터를 소비했습니다. 당시 이 이정표는 기존 인프라가 달성할 수 있는 것의 상한선에 대한 확실한 벤치마크였습니다.
그 후 초점은 온프레미스 실험실 환경으로 옮겨졌습니다. 2024년 초, 우리는 거의 1페타바이트의 Solidigm QLC SSD 지원을 받아 105조 자리의 새로운 기록을 세우기 위해 시스템을 업그레이드했습니다. 이 성과는 단일 온프레미스 머신이 뛰어난 효율성을 제공할 수 있음을 입증하며 새로운 규모의 벤치마크를 확립했습니다. 불과 몇 달 후, 우리는 202조 자리까지 한계를 넓혔습니다. 이 돌파구는 고밀도 플래시 스토리지와 세심한 시스템 튜닝이 결합되어 이 매우 까다로운 특정 워크로드에 대해 하이퍼스케일 클라우드 인프라를 능가할 수 있음을 입증했습니다.
자연스럽게 모든 기록은 도전을 불러옵니다. Linus Media Group과 KIOXIA는 이후 300조 자리의 파이를 계산하여 타이틀을 획득했습니다. 그들의 설정은 2PB의 플래시 스토리지가 장착된 대규모 Weka 공유 스토리지 클러스터에 의존했습니다. 이는 스토리지 집약적인 기존 인프라의 잠재력을 보여주었지만, 전체 랙 하드웨어, 상당한 전력 소비 및 복잡한 냉각 요구 사항과 같은 상당한 절충점이 있었습니다. 우리는 이 기록이 도전받지 않도록 내버려 두지 않기로 결심했습니다.
오늘 StorageReview는 새로운 승리를 발표하게 된 것을 자랑스럽게 생각합니다. 314조 자리의 파이 계산입니다. 이 위업은 듀얼 AMD EPYC 192코어 CPU와 40개의 61.44TB Micron 6550 Ion SSD가 장착된 단일 2U Dell PowerEdge R7725 서버를 사용하여 달성되었습니다. 우리는 7월에 시스템 구축 및 튜닝을 완료하고 2025년 7월 31일에 계산 실행을 시작했습니다. 우연히 이 실행은 SC25 둘째 날에 종료되어 이 새로운 고성능 컴퓨팅(HPC) 기록이 더욱 시기적절하게 되었습니다.
y-cruncher를 314조 자리까지 확장
계산 규모가 수십조 자리를 초과하면 y-cruncher는 전통적인 벤치마크에서 혹독한 장거리 인프라 스트레스 테스트로 변모합니다. 프로그램의 핵심 논리는 간단하지만 이 규모에서 하드웨어와의 상호 작용이 결정적인 요소가 됩니다. 전체 작업은 수천 개의 다중 정밀도 연산을 중단 없이 실행하고 CPU를 과부하시키거나 스토리지 계층을 압도하지 않는 시스템의 능력에 달려 있습니다. 실제로 이 새로운 기록은 스토리지 계층에서 진정으로 획득되었습니다.
우리는 40개의 Micron 6550 Ion Gen5 NVMe SSD를 배포했으며, 그 중 34개는 y-cruncher 실행 전용으로 할당되었습니다. 이 SSD 풀은 약 2.1 페타바이트의 사용 가능한 공간을 제공하여 y-cruncher가 314조 자리의 파이를 계산하고 처리하는 데 필요한 충분한 스토리지를 제공합니다. 나머지 6개의 SSD는 소프트웨어 RAID10 볼륨으로 구성되어 314조 자리의 최종 결과를 저장하는 데 특별히 사용됩니다.
Dell PowerEdge 서버의 16세대와 17세대 간의 설계 개선도 이 314조 자리 기록 실행의 성능 향상에 중요한 역할을 했습니다. 이전의 202조 자리 시도에서는 드라이브 밀도를 성능 향상과 맞바꾼 PCIe 스위치가 있는 24베이 Dell PowerEdge R760을 사용했습니다. 대조적으로 Intel 기반 R770 및 AMD 기반 R7725와 같은 17세대 PowerEdge 서버는 베이당 2개 또는 4개의 PCIe 레인을 제공하는 직접 연결 전용 설계를 갖춘 백플레인을 특징으로 합니다.
40베이 Gen5 E3.S 백플레인을 갖춘 PowerEdge R7725는 SSD 슬롯당 2개의 PCIe 레인을 제공합니다. 이는 이론적으로 잠재적인 성능 절충처럼 보일 수 있지만, 이 플랫폼은 40개 베이가 모두 완전히 활용될 때 최대 280GB/s의 동시 읽기 및 쓰기 성능을 제공하는 인상적인 속도를 제공할 수 있습니다.
내부 y-cruncher 스토리지 벤치마크를 사용하여 각 플랫폼의 스토리지 성능을 해당 구성에서 측정했습니다. 모든 워크로드에서 72%에서 383%에 이르는 스토리지 성능 향상을 관찰했으며, 읽기 및 쓰기 메트릭이 잘 균형을 이루어 고규모 스토리지 집약적 컴퓨팅에 대한 17세대 PowerEdge 서버의 우수성을 확고히 했습니다.
| 측정 항목 | 202T 시스템 (이전 기록) | 314T 시스템 (새 기록) | 백분율 차이 (314T 대 202T) |
|---|---|---|---|
| 순차 쓰기 | 47.0 GiB/s | 107 GiB/s | +127.7% |
| 순차 읽기 | 56.7 GiB/s | 127 GiB/s | +124.0% |
| 임계값 스트라이드 쓰기 | 62.2 GiB/s | 107 GiB/s | +72.0% |
| 임계값 스트라이드 읽기 | 20.9 GiB/s | 101 GiB/s | +383.3% |
Dell PowerEdge R7725는 단순한 스토리지 파워하우스 이상입니다. 듀얼 소켓 AMD Turin 플랫폼으로서 뛰어난 컴퓨팅 잠재력을 발휘합니다. 192코어 AMD EPYC 9965 프로세서를 장착하여 총 384개의 코어를 제공했습니다. 이 성능을 활용하기 위해 기본 공랭식 솔루션을 액체 냉각식 CoolIT SP5 콜드 플레이트로 업그레이드했으며, CoolIT AHx10 액체-공기 CDU(냉각수 분배 장치)로 냉각했습니다.
이 전략적인 냉각 업그레이드는 세 가지 주요 이점을 제공했습니다. CPU가 지속적으로 높은 클럭 속도를 유지하고 서버 섀시 팬이 놀랍도록 낮은 30% PWM(펄스 폭 변조)으로 작동하도록 했으며, 시스템의 평균 전력 소비가 약 1,600W을 나타냅니다.
소프트웨어 및 시스템 최적화
소프트웨어 계층에서는 이전 관행에서 벗어나 Windows Server 대신 Ubuntu 24.04.2 LTS Server를 선택했습니다. 이 결정은 시스템 안정성을 극대화하고 워크로드 성능에서 상당한 이득을 얻는 데 중요한 역할을 했습니다.
기록 실행을 시작하기 전에 엄격한 테스트 반복을 수행하고 구성을 미세 조정했습니다. 중요한 단계는 384개의 사용 가능한 코어 중 4개를 중요한 백그라운드 시스템 작업을 위해 예약하여 메인 계산 스레드가 방해받지 않도록 하는 것이었습니다. 결과는? 이전 파이 기록을 경신한 것 이상입니다. 모든 측정 가능한 지표에서 압도했습니다. 우리의 실행은 성능, 전력 효율성, 그리고 가장 인상적인 것은 완벽한 안정성에서 타의 추종을 불허합니다. 우리는 다운타임 없이 완료된 유일한 대규모 파이 세계 기록 시도라는 영예를 안게 된 것을 특별히 자랑스럽게 생각합니다. 계산은 재시작할 필요 없이 처음부터 끝까지 원활하게 실행되었습니다.
기록적인 전력 효율성
StorageReview의 각 파이 기록 시도 뒤에 있는 핵심 원칙은 시스템 복잡성을 최소화하고 에너지 효율성을 최적화하는 것입니다. 이전 300T 기록은 고속 네트워킹을 갖춘 분산 스토리지 클러스터에 의존했으며, 이는 본질적으로 더 큰 전력 및 냉각 예산을 요구했습니다.
우리는 근본적으로 다른 접근 방식을 취했습니다. 극도의 스토리지 밀도에 집중함으로써 스왑 공간과 영구 출력 스토리지를 단일 2U 서버에 통합했습니다. 이 아키텍처 선택은 전반적인 전력 및 냉각 발자국을 크게 줄이는 데 결정적이었습니다.
전체 314조 자리 계산 과정에서 Dell PowerEdge R7725는 총 4,304.662 kWh를 소비했습니다. 이는 놀라운 트리리언 자리당 13.70 kWh에 해당하며, 이는 수행된 가장 에너지 효율적인 대규모 파이 계산 중 하나에 우리 솔루션을 포함시킵니다. 효율적인 단일 서버 접근 방식과 전력 소모가 많은 분산 클러스터 방법 간의 명확한 대조는 아래 비교 표에서 강조 표시된 대로 즉시 명확합니다.
| 실행 | 총 kWh | 비용 @ $0.12/kWh | 비용 @ $0.20/kWh |
|---|---|---|---|
| 300T Weka 클러스터 실행 | 33,600 kWh (추정) | $4,032 | $6,720 |
| 314T 단일 서버 실행 | 4,304.662 kWh | $517 | $861 |
314조 자리 계산 중에 JBOD(Just a Bunch of Disks) 구성으로 SSD를 사용했으며, 여기에는 내장 데이터 복원력이 포함되지 않는다는 점을 강조하는 것이 중요합니다. 이 결정은 전력 소비를 최적화하고 전반적인 시스템 성능을 극대화하는 두 가지 핵심 우선 순위에 의해 주도되었습니다. 그러나 이는 또한 현재 워크로드의 특정 요구 사항에 맞게 스토리지 솔루션을 조정하는 것에 대한 중요한 대화를 촉발했습니다. 모든 워크로드는 고유합니다. 일부는 운영에 미치는 영향을 최소화하면서 다시 시작할 수 있으므로 미션 크리티컬 작업과 동일한 수준의 내결함성이 필요하지 않습니다. 우리의 경우, 시스템 효율성을 손상시키지 않으면서 기록적인 파이 자릿수의 무결성을 보장하는 전통적인 소프트웨어 RAID 설정을 통해 최종 데이터 출력 보호에 중점을 두었습니다.
110일간의 중단 없는 실행 시간
이전의 파이 기록 시도보다 더 많은 자릿수를 계산했음에도 불구하고, 우리의 벽시계 실행 시간은 이전 벤치마크보다 훨씬 짧았습니다. 이전 300조 자리 기록은 완료하는 데 약 225일이 걸렸으며, 다운타임을 제외하면 실제 계산 일수는 175일이었습니다. 이와 대조적으로 우리의 314조 자리 실행은 110일간의 중단 없는 작업을 달성했습니다. 이 뛰어난 안정성은 네 가지 주요 요인에 기인합니다. 강력하고 안정적인 운영 체제, 리소스 경합을 피하기 위한 백그라운드 작업량 최소화, 최적의 CPU-메모리 통신을 위한 균형 잡힌 NUMA(비균일 메모리 액세스) 토폴로지, 그리고 이 전례 없는 규모에서 y-cruncher가 생성하는 고유한 데이터 액세스 패턴을 처리하도록 특별히 설계된 스크래치 배열입니다.
기술 하이라이트
- 계산된 총 자릿수: 314,000,000,000,000
- 사용된 하드웨어: 2x AMD EPYC 9965 CPU, 1.5TB DDR5 DRAM, 40x Micron 61.44TB 6550 Ion이 장착된 Dell PowerEdge R7725
- 소프트웨어 및 알고리즘: y-cruncher v0.8.6.9545, Chudnovsky
- SMART당 SSD 마모: 드라이브당 7.3PB 쓰기 또는 스왑에 사용된 34개 SSD에 걸쳐 249.11PB
- 논리적 최대 체크포인트: 850,538,385,064,992 (774 TiB)
- 논리적 최대 디스크 사용량: 1,605,960,520,636,440 (1.43 PiB)
- 논리적 디스크 읽기 바이트: 148,356,635,606,263,504 (132 PiB)
- 논리적 디스크 쓰기 바이트: 126,658,805,195,776,600 (112 PiB)
- 시작 날짜: 2025년 7월 31일 목요일 17:16:41
- 종료 날짜: 2025년 11월 18일 화요일 05:57:08
- 파이: 8793223.144초, 101.773일
- 총 계산 시간: 9274878.580초
- 시작부터 종료까지 벽시계 시간: 9463226.454초
마무리 생각
수십 년 동안 극단적인 파이 계산은 컴퓨팅 성능을 보여주는 쇼케이스 역할을 해왔으며, 각 시대의 "빅 아이언"이 중심 무대를 차지했습니다. 초기 기록은 고성능 데스크톱과 외부 스토리지 어레이에 의존했으며, 그 후 초점은 온프레미스 엔터프라이즈 장비로 옮겨졌습니다. 최근에는 Google의 100조 자리 실행과 같은 이니셔티브가 수천 개의 인스턴스와 막대한 I/O 처리량을 갖춘 무차별 대입이 기록을 확보할 수 있음을 보여준 클라우드로 경쟁이 이전되었습니다. 그런 다음 우리는 대규모 공유 스토리지 클러스터의 출현을 보았는데, 이는 단순성보다 원시 병렬 처리를 우선시했지만 상당한 전력 소비와 복잡한 냉각 요구 사항을 희생했습니다.
우리의 여정은 반대 경로를 택했습니다. 연속적인 기록 경신 실행을 통해 우리는 y-cruncher 워크로드를 일회성 스턴트가 아닌 중요한 장거리 HPC 작업으로 취급했습니다. 105T 및 202T 캠페인은 핵심 병목 현상을 식별하는 데 중요했습니다. 스크래치 스토리지 용량 최적화, I/O 계층을 압도하지 않고 안정적인 CPU 워크로드 보장, 몇 달 동안 안정적인 성능을 제공하기 위해 시스템 강화. 314T 실행은 그러한 어렵게 얻은 전문 지식의 정점입니다. 이것은 단순히 더 큰 숫자가 아닙니다. 그것은 더 성숙하고 프로덕션 등급의 디자인을 나타냅니다.
데이터가 스스로 말해줍니다. 우리는 40개의 Micron 6550 Ion SSD와 듀얼 192코어 AMD EPYC CPU를 갖춘 단일 2U Dell PowerEdge R7725에서 300조 자리 장벽을 돌파했습니다. 시스템은 110일 동안 중단 없이 완벽하게 실행되어 단 한 번의 중단이나 재시작 없이 계산을 완료했습니다. 스토리지 처리량은 202T 플랫폼에 비해 두 배 이상 증가했지만, 서버는 1,600W의 적당한 평균 전력 소비와 총 4,305kWh의 에너지 소비를 유지했습니다. 이는 트리리언 자리당 13.70kWh라는 놀랍도록 효율적인 수치로, 이전 300T 클러스터에서 사용된 것으로 추정되는 전력의 일부입니다. 요컨대, 우리는 더 적은 노드, 더 적은 복잡성, 더 낮은 에너지 비용으로 더 많은 작업을 달성했습니다.
이 기록의 중요성은 자랑할 권리 이상으로 확장됩니다. 단일 상용 2U 서버가 이러한 규모의 워크로드를 이러한 안정성과 효율성으로 지속할 수 있다면, 동일한 아키텍처 원칙이 실제 과학 컴퓨팅에 직접 적용됩니다. 장기 기후 모델, 고정밀 물리학 시뮬레이션, 유전체학 파이프라인 및 대규모 AI 학습 작업은 모두 동일한 기본 요소에 의존합니다. 균형 잡힌 I/O 성능, 예측 가능한 열 관리, 안정적인 펌웨어 및 몇 달 동안 지속적으로 작동하도록 구축된 아키텍처입니다. 우리 플랫폼은 이제 가장 까다로운 조건에서 이러한 기본 사항을 제공할 수 있음을 입증했습니다.
베이징 첸싱 지에통 기술 유한 회사
Sandy Yang/글로벌 전략 이사
WhatsApp / WeChat: +86 13426366826
이메일: yangyd@qianxingdata.com
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