데이터는 인공 지능(AI)에 필수적이며 AI 모델을 훈련, 유지 관리 및 검증하는 데 사용됩니다. 따라서 AI가 전 세계 산업 전반에 걸쳐 널리 보급됨에 따라 더 큰 데이터 스토리지의 필요성이 빠르게 증가하고 있습니다. 2025년에는 약 181제타바이트(ZB)의 데이터가 생성될 것으로 예상되며, 예측 범위는 175ZB에서 200ZB 사이입니다. 그런데 1ZB는 1,000엑사바이트(EB), 10억 테라바이트(TB) 또는 1조 기가바이트(GB)에 해당합니다. 정말 많은 데이터입니다. 사실, 우리가 저장할 수 있는 것보다 훨씬 더 많은 데이터가 있습니다. 글로벌 데이터 저장 용량은 내년에 약 16ZB에 불과할 것으로 예상됩니다.
대용량 데이터 스토리지 솔루션의 선두 기업인 Seagate Technology는 증가하는 수요를 지속적으로 충족하기 위해 Ansys 시뮬레이션과 NVIDIA 기술을 활용하여 차세대 Mozaic 하드 드라이브 기술을 개발하고 있습니다. 현재 플랫폼인 Mozaic 3+는 플래터당 3TB라는 독보적인 면 밀도로 대용량 스토리지를 제공합니다. 예상 모델인 Mozaic 4+ 및 Mozaic 5+는 각각 플래터당 4TB 및 5TB의 데이터를 저장할 것입니다. Mozaic 3+ 플랫폼은 현재 최대 32TB의 용량을 자랑하는 Seagate의 Exos 하드 드라이브를 지원합니다.
Seagate는 Ansys 및 NVIDIA의 지원으로 Mozaic 기술을 통해 전력 소비를 늘리지 않고도 이전에는 달성할 수 없었던 수준으로 데이터를 저장할 수 있습니다. Seagate는 Ansys Fluent 유체 시뮬레이션 소프트웨어와 NVIDIA의 가속화된 컴퓨팅 성능을 통합함으로써 설계를 최대 50배 더 빠르게 최적화 및 가속화하고 효율성을 높이며 비용을 절감하여 새로운 AI 관련 데이터 요구 사항에 맞는 더 큰 대용량 데이터 스토리지 솔루션을 지원합니다.
Exos Mozaic 3+ 하드 드라이브는 최대 32테라바이트(TB)의 데이터를 저장할 수 있습니다.
Ansys Fluent 플랫폼에서 하드 드라이브의 내부 유동 속도에 대한 전산 유체 역학(CFD) 시뮬레이션 이미지: Seagate Technology
GPU 컴퓨팅 성능으로 CFD 최적화
Seagate는 45년 전 창립 이래 40억 TB가 넘는 데이터 용량을 생산했으며 현재 스토리지 장치, 시스템 및 서비스의 전체 포트폴리오를 제공하고 있습니다. Seagate는 AI 기술 확장에 직면한 오늘날의 스토리지 수요를 인식하고 시뮬레이션과 가속화된 컴퓨팅 성능을 사용하여 설계 및 개발을 강화합니다.
특히 Fluent 소프트웨어 전산 유체 역학(CFD) 시뮬레이션과 NVIDIA DGX 시스템을 결합함으로써 Seagate는 모델 계산 시간을 획기적으로 단축하여 설계 최적화를 크게 향상하고 생산성을 증대합니다.
Fluent 소프트웨어 시뮬레이션은 가속화된 컴퓨팅으로 CFD 시뮬레이션의 속도를 높이려는 엔지니어에게 기본 다중 그래픽 처리 장치(GPU) 솔버라는 혁신적인 기능을 제공합니다. 기본 구현은 여러 GPU에 상주하는 솔버 코드를 실행하여 CFD를 위한 NVIDIA 가속 컴퓨팅의 잠재력을 최대한 활용합니다. 이 기능을 통해 Fluent CFD 소프트웨어는 기존 중앙 처리 장치(CPU) 기반 솔버에 비해 시뮬레이션 시간, 하드웨어 비용 및 전력 소비를 크게 절감합니다. (Fluent 소프트웨어 GPU 솔버에 관해 자세히 알아보십시오.)
Ansys 및 NVIDIA 기술을 채택하기 전에는 Seagate의 하드웨어에 40개의 코어 CPU로 구성된 워크스테이션이 포함되어 있었기 때문에 시간이 오래 걸리고 번거로운 워크플로가 필요했습니다. Seagate의 CPU 기반 워크스테이션 런타임은 메시 크기가 약 5천만 셀인 섀시 공기 음향 모델의 경우 약 1개월이었지만, 최대 1억 개의 셀을 포함하는 더 미세한 고품질 메시의 경우 훨씬 더 오래 걸렸습니다.
현재 이 기업은 NVIDIA DGX 시스템에서 Fluent 소프트웨어 모델을 실행하고 있습니다.
Seagate의 Advanced Mechanical Development 담당 수석 이사인 Kent Forbord는 "NVIDIA DGX와 Ansys Fluent 소프트웨어를 사용하여 내부 드라이브 유동 모델의 런타임을 몇 시간에서 몇 분으로 줄여 약 50배 개선할 수 있었습니다."라며 "NVIDIA DGX와 Ansys Fluent 소프트웨어를 사용하여 외부 공기 음향 모델 런타임을 한 달에서 하루 미만으로 줄일 수 있었습니다. 계산 시간 단축의 최종 이점은 더 짧은 시간에 더 많은 설계를 평가하여 궁극적으로 더 최적의 설계를 달성할 수 있다는 것입니다."라고 말합니다.
차세대 하드 드라이브 구축
Seagate는 면 밀도 측면에서 탁월하고 회사 고유의 HAMR(Heat Assisted Magnetic Recording) 구현을 통합한 차세대 Mozaic 하드 드라이브를 개발하고 있습니다. 면적 또는 표면 밀도라고도 하는 면 밀도는 본질적으로 개체 표면의 평방 인치당 저장 용량을 측정한 것입니다.
Seagate에 따르면 하드 드라이브에 디스크를 더 추가하면 용량이 증가할 수 있지만, 효율적이지 않습니다. 우선 첫째로 하드 드라이브의 각 디스크에는 많은 재료가 필요합니다. 이로 인해 전체적인 재료 사용량이 증가할 뿐만 아니라 전력 소비도 증가합니다. 반면에 면 밀도를 높이면 더 많은 재료나 디스크를 사용하지 않고도 각 디스크에 더 많은 데이터를 저장할 수 있으므로 더 효율적인 접근 방식을 제공합니다. 기본적으로 양이 아니라 저장 품질에 관한 것입니다.
곧 출시될 Seagate 하드 드라이브 모델 Mozaic 4+ 및 Mozaic 5+는 각각 디스크당 4TB 및 5TB의 데이터를 저장할 수 있습니다.
트랙은 데이터를 저장하는 하드 디스크의 원형 링 또는 밴드입니다. 더 높은 트랙 밀도의 달성은 Seagate가 곧 출시할 HAMR 지원 플랫폼인 Mozaic 4+(개발 중) 및 Mozaic 5+(실험실 테스트에서 시연 중)의 중요한 목표입니다.
트랙 밀도를 높이기 위해 Seagate 엔지니어는 Fluent 소프트웨어 시뮬레이션을 사용하여 입자 전달, 공기 마찰 항력, 구조 여기와 같은 드라이브의 주요 기류 메트릭을 평가하고 최적화합니다.
시스템 수준에서 드라이브 외부의 동적 여기, 온도 및 압력 강하를 모델링하여 시스템 전체의 냉각 유동을 평가합니다. 효율적이고 안전한 하드 드라이브를 설계하는 데에는 열 분석이 중요합니다. 또한 팀은 흐르는 유체에서 생성되는 소리를 모델링하는 공기 음향 시뮬레이션을 수행하여 시스템 섀시와 팬 설계를 개선합니다.
Mozaic 드라이브를 사용하면 데이터 센터에서 동일한 공간에 더 많은 데이터를 저장할 수 있으므로 더 작은 설치 공간으로 더 많은 컴퓨팅 성능을 제공하고 고객의 총소유비용(TCO)을 절감할 수 있습니다. 컴팩트한 크기를 유지하는 이 드라이브는 Seagate의 이전 하드 드라이브와 동일한 3.5인치 형상 계수를 지니며 나노 스케일에서 자기 불안정성을 방지하는 초격자 백금 합금 매질을 포함한 최첨단 소재를 사용합니다.
또한 GPU 기반 시뮬레이션 워크플로는 재료 및 전력 사용량을 줄이는 동시에 설계 속도를 높입니다.
Forbord는 "Seagate 엔지니어들은 더욱 선행적인 모델링과 설계 최적화를 통해 프로토타입 제작과 물리적 테스트를 줄였습니다."라며 "이를 통해 설계 주기를 단축하려는 궁극적인 목표를 달성할 수 있습니다."라고 말합니다.
최첨단 소재와 구조로 설계된 Seagate의 Mozaic 드라이브를 사용하면 데이터 센터에서 더 적은 공간에 더 많은 데이터를 더 효율적으로 저장할 수 있습니다.
AI 확산에 따라 데이터 스토리지 속도 향상
Mozaic 지원 드라이브는 업계에 상당한 변화를 불러오고 있습니다. 면 밀도가 높을수록 하드 드라이브는 동일한 공간에 더 많은 데이터를 저장하며, 업그레이드된 워크플로를 통해 Seagate는 더 빠른 속도로 더 많은 드라이브를 생산합니다.
Forbord는 "모델이 한 달 정도 실행되었기 때문에 설계 툴로 사용할 수 없게 되었습니다."라며 "Ansys와 NVIDIA 기술의 통합을 통해 우리 팀은 혁신 프로세스를 간소화하고 시장 출시 시간을 유의미하게 단축할 수 있습니다."라고 말합니다.
AI 관련 데이터 폭발에 대해 Seagate는 준비되어 있습니다.
Forbord는 "클라우드 데이터 센터의 90%를 차지하는 하드 드라이브는 현재의 데이터 경제를 촉진할 대량의 사전 및 사후 AI 분석 데이터를 저장하는 데 핵심이 될 것입니다."라며 "Mozaic 플랫폼과 같은 Seagate 면 밀도 혁신은 스토리지의 TCO를 지속적으로 낮춤으로써 AI 모델이 사전 및 사후 분석을 사용할 수 있도록 더 많은 데이터를 저장할 수 있게 해줍니다."라고 덧붙입니다.
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"NVIDIA DGX와 Ansys Fluent 소프트웨어를 사용하여 내부 드라이브 유동 모델의 런타임을 몇 시간에서 몇 분으로 줄여 약 50배 개선할 수 있었습니다."
- Kent Forbord, Seagate의 Advanced Mechanical Development 담당 수석 이사
