손실성 WAN 환경에서의 에러 수정 부호화(EC) 기반 RDMA를 위한 FPGA 상의 확장 가능한 패킷 추적

현대의 AI 워크로드는 개별 사이트의 전력 및 냉각 제약을 극복하고 여러 데이터센터를 연결하여 단일한 'AI 공장'을 형성하는 아키텍처 전반에 걸쳐 규모 확장을 점점 더 많이 의존하고 있습니다. 하지만 광역 네트워크(WAN)를 통해 원격 직접 메모리 접근(RDMA)을 확장하는 것은 근본적인 과제를 야기합니다: 다중 경로 패킷 재정렬, 높은 지연 시간, 그리고 성능을 심각하게 저하시키는 패킷 손실입니다. 에러 수정 부호화(EC)가 손실 복구를 위한 유망한 메커니즘으로 등장했지만, 그 효과는 하드웨어에서 구현된 효율적인 패킷 도착 추적에 결정적으로 달려 있습니다. 우리는 다중 경로 RDMA를 손실성 WAN을 통해 전송하기 위해 FPGA 기반 네트워크 인터페이스 카드(NIC)에 구현된 최초의 완전한 하드웨어 오프로딩 패킷 도착 추적 설계인 COmpact Multi-path Erasure-coded Tracking (COMET)을 제시합니다. COMET은 높은 링크 속도에서 작동하는 것을 지원하는 확장 가능한 캐시 기반 아키텍처를 사용합니다. 우리의 평가는 COMET이 400 Gbps 이상에서도 라인 레이트(line rate) 작동을 유지함을 보여줍니다. 결정적으로, COMET은 온칩 메모리 공간을 링크 대역폭-지연 곱(Bandwidth-Delay Product, BDP)과 분리하며, 그 캐시 기반 아키텍처(COMET Cache)는 최첨단(SOTA) SoC 기반 설계보다 6배 더 많은 동시 연결을 지원할 수 있게 합니다. 이러한 결과들은 확장 가능한 완전 하드웨어 오프로딩 패킷 도착 추적이 현재 데이터 속도에서 FPGA 기반 NIC에 실용적임을 입증하며, 그 아키텍처적 확장성은 등장하는 1.6 Tbps NIC 및 그 이상까지 확장됨을 보여줍니다.