NDP 가속기 프로그래밍을 위한 효율적인 모델: Proxics

CXL 같은 분산 메모리 시스템이 등장하면서, 데이터 처리 근접 컴퓨팅(Near-Data Processing, NDP)에 대한 관심이 재점화되고 있습니다. NDP는 코어를 메모리 가까이에 배치하여 CPU와 메모리 사이의 대역폭 요구를 줄이는 것이 핵심입니다.

하지만 현재 이러한 가속기 하드웨어 설계들은 프로그래밍을 위한 명확하고 이식 가능한 운영체제(OS) 추상화를 갖추지 못했습니다. 이에 본 연구는 익숙한 OS 개념인 가상 프로세서(프로세스)와 프로세스 간 통신 채널(IPC, Inter-Process Communication) 기반의 프로그래밍 모델을 제안합니다.

다만, NDP 가속기는 처리 능력이 제한적이고 메모리 대역폭 감소가 목표이므로, 일반적인 OS 개념을 그대로 적용하면 비효율적입니다. 따라서 본 논문은 컴파일러와 인터커넥트(interconnect) 프로토콜의 장점을 활용하여 이 추상화 계층들을 경량화되고 효율적으로 구현하는 방법을 제시합니다.

실제 하드웨어 플랫폼에서 메모리 접근 패턴, 인메모리 데이터베이스, 그래프 애플리케이션 등 다양한 워크로드를 통해 이를 입증했습니다. 특히, CPU와 NDP 가속기 간의 저지연 통신 채널을 효율적으로 확보하는 것이 기존 연구에서 많이 무시된 중요한 요소임을 강조합니다.