"데이터센터 전력 한계…SSD 아키텍처 전환이 성능 좌우"
무어의 법칙 한계 도달…아키텍처 중심 혁신 필요성 강조
[서울=뉴스핌] 이나영 기자= 데이터 중심 컴퓨팅과 인공지능(AI)의 확산으로 스토리지 구조가 한계에 직면한 가운데 파두(FADU)가 스토리지 아키텍처 혁신과 전력 반도체(PMIC) 신사업을 동시에 강화하며 차세대 데이터센터 시장 공략에 속도를 내고 있다.
파두는 4일 서울 강남구 본사에서 기술 세미나를 열고 솔리드스테이트드라이브(SSD) 컨트롤러와 PMIC를 결합한 '컴패니언 칩' 전략을 중심으로 AI 인프라 병목을 해소할 수 있는 풀스택 기술 기업으로 도약하겠다는 비전을 제시했다.
이날 남이현 파두 대표는 "글로벌 기업이 파두 기술을 인정하기까지 10년이 걸렸다. 처음엔 단지 좋은 칩을 만들면 된다고 생각했지만, 실제 양산·품질·공급망까지 모두 갖춰야 비로소 시장이 열렸다"며 "한국에도 시스템 반도체 기반의 풀스택 기업이 필요하다. 파두는 스토리지·전력반도체·데이터 경로 최적화까지 확장하며 AI 인프라 전환을 이끄는 기업이 되겠다"고 말했다.
남 대표는 전력 반도체 사업과 관련해 "PMIC는 데이터센터 전력 효율을 가장 빠르고 비용 효율적으로 높일 수 있는 부품"이라며 "이미 글로벌 고객사의 제품 인증을 통과해 양산 단계에 들어갔다"고 설명했다.
스토리지 분야에서도 파두는 AI 인프라 병목 해소를 위한 새로운 SSD 아키텍처 전략을 강조했다. 남 대표는 "무어의 법칙이 더 이상 유효하지 않은 시대에는 공정 미세화만으로 성능을 높일 수 없다"며 "AI 시대의 병목 구간은 GPU가 아니라 SSD가 될 것"이라고 말했다.
파두는 현재 데이터센터가 겪는 가장 근본적인 문제로 폭증하는 데이터량, 전력·발열 관리 비용, AI 서버 확대로 인한 TCO 부담 증가를 꼽았다. 남 대표는 "데이터센터의 전력 수요는 이미 국가 단위 수준에 도달했다"며 "GPU와 HBM 중심의 AI 인프라 확장 속도가 너무 빠르다 보니, 저장장치의 효율성과 대역폭이 전체 성능을 결정하는 구조로 바뀌고 있다"고 설명했다.
파두는 SSD가 단순 저장장치가 아니라 '컨트롤러(ASIC)와 소프트웨어'로 이뤄진 고성능 컴퓨팅 시스템이라는 점을 강조했다. 특히 최근 NVMe SSD 성능이 SATA(Serial ATA) 대비 50배 이상 향상된 반면, 전력 소모 증가 속도가 이를 따라오지 못해 구조적 문제가 발생하고 있다고 지적했다.
남 대표는 "데이터센터 고객들은 이제 'SSD에 22W를 줄 테니, 이 안에서 최고의 성능을 내라'는 식으로 요구한다"며 "낸드가 최대 성능을 내도록 하려면 컨트롤러가 쓰는 전력을 획기적으로 줄여야 한다"고 말했다. 이어 그는 "일부 컨트롤러는 전원을 켜기만 해도 15W를 소모하는 경우가 있다"며 "그렇게 되면 정작 데이터를 저장하는 낸드 플래시에 전력을 줄 수 없어 근본적 비효율이 발생한다"고 지적했다.
파두는 연산 중 빈도가 가장 높은 핵심 작업만 하드웨어 가속기로 오프로드하고, 나머지는 최소화된 소프트웨어가 처리하는 방식으로 아키텍처를 재설계했다. 남 대표는 "전체 연산의 10%도 안 되는 핵심 작업이 실행 시간의 99%를 차지한다"며 "해당 연산만 특화 하드웨어로 옮기면 성능과 전력효율을 동시에 끌어올릴 수 있다"고 설명했다.
파두에 따르면, AI 서비스 확대로 SSD의 역할은 더욱 커지고 있다. 특히 생성형 AI의 확산으로 추론(Inference) 비중이 오는 2030년 전체 AI 연산의 75%까지 확대될 것으로 전망된다.
남 대표는 "검색증강생성(RAG) 구조에서는 벡터DB 검색이 추론 속도를 좌우하는데, 데이터가 커질수록 고대역폭메모리(HBM)만으로 감당할 수 없어 SSD 접근이 폭증한다"며 "작은 단위의 랜덤 읽기 성능이 핵심이 되면서 SSD가 시스템 전체 병목 포인트로 올라왔다"고 전했다.
파두가 제시한 차세대 목표는 '512B 랜덤 읽기 1억 IOPS'다. 남 대표는 "컨트롤러가 단일 I/O를 10나노초 안에 처리하고, 디램(DRAM)이 초당 1억건의 메타데이터 접근을 소화해야 한다"며 "16개 낸드 채널에서 채널당 625만 IOPS를 달성해야 하는 수준이라 낸드 업체와의 협업이 필수"라고 설명했다.
또한 엔비디아가 추진 중인 'Storage-Next'·'SCADA'와 관련해 그는 "CPU를 거치지 않고 SSD와 GPU가 직접 데이터를 주고받는 구조가 필요해지고 있다"며 "파두도 맞춤형 데이터 경로 최적화 연구를 진행 중"이라고 덧붙였다.
nylee54@newspim.com
