2025년 6월 28일
울트라 이더넷 (Ultra Ethernet)
1. 울트라 이더넷 (Ultra Ethernet)의 개요
(1) 울트라 이더넷의 등장 배경 및 필요성
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(2) 울트라 이더넷의 개념 및 특징
| 개념 | AI, HPC 트래픽의 효과적인 전송을 위해 RDMA, UET, 혼잡제어 메커니즘 기반 초고속, 초저지연을 제공하는 차세대 이더넷 기술 | |
|---|---|---|
| 특징 | RDMA 지원 | CPU를 거치지 않고 메모리 간 직접 데이터 전송 |
| UET (Ultra Ethernet Transport) | Semantics, PDS, TSS 모듈 포함 새로운 전송 프로토콜 | |
| 혼잡제어 메커니즘 | 네트워크 상황에 따라 데이터 전송 속도를 제어 | |
- AI와 HPC 시장을 주도한 인피니밴드 기술에 대항하여 Cisco, Arista, HPE, Intel 등 네트워크 벤더가 모여 2023년 결성한 UEC(Ultra Ethernet Consortium)에서 2025년 6월 UEC 1.0 공식 규격 배포
2. 울트라 이더넷의 네트워크 구성도 및 계층
(1) 울트라 이더넷의 네트워크 구성도
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| Frontend Network | – 인터넷 등 외부망 연결 접점으로 장거리 링크 TCP, QUIC 등 지원 – 스위치와 NIC는 필터링, 폴리싱, 캡슐화, 보안 등 지원 |
| Backend Scale-out Network | – 범위가 제한된 특수 고성능 내부 네트워크로 클러스터 수준 배포 – MPI, AI 학습 트래픽 등 집합 연산에 대해 특수 목적 최적화 |
| Scale-up Network | – 매우 특수화된 단거리 상호 연결, I/O 일관성 지원 – PCI Express, RDMA 같은 초저지연 네트워크에 사용 |
(2) 울트라 이더넷의 계층과 핵심 기술
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| 계층 | 핵심 기술 | 역할 |
|---|---|---|
| Software Layer | libfabric mapping | – RDMA 기반 패브릭을 통해 다양한 워크로드 지원 |
| Transport Layer | Semantics | – libfabric 매핑을 통해 AI 프레임워크와 HPC 라이브러리에 통합 |
| PDS (Packet Delivery Sublayer) | – 애플리케이션 요구사항에 따라 적절한 UET 패킷 전송 서비스 선택 | |
| CMS (Congestion Management Sublayer) | – 다중 경로 패킷 스프레잉, 혼잡 신호 핫스팟 방지, 지연 시간 단축 | |
| TSS (Transport Security Sublayer) | – AI 학습, 추론 작업에서 전송되는 트래픽을 암호화하고 인증 | |
| Network Layer | Packet Trimming | – 경합 패킷 제어, DSCP 필드 수정, 혼잡 신호로 목적지로 전달 |
| Link Layer | LLR (Link Layer Retry) | – 패킷 손실 해결 위해 링크 계층에서 로컬 오류 처리로 지연 시간 최소화 |
| CBFC (Credit-Based Flow Control) | – 워크로드에 대한 선택적 개선을 통해 크레딧 기반 링크를 지원(Optional) | |
| UE Link Negotiation | – 가속기 간 통신을 위해 LLDP 등 전용 백엔드 네트워크에서 검색 및 기능 협상 | |
| Physical Layer | IEEE 802.3 100G Per-Lane Signaling | – UE 범위에 포함되는 100 Gbps 이상의 IEEE 802.3 표준 준수 |
| Channel Quality Assumption | – IEEE 표준으로 충분하나 UE 제품은 더 견고한 채널 구축을 권장 | |
| FEC Statistics for Prediction of Link Quality | – 순방향 오류 정정(FEC)으로 보호되는 여러 개의 고성능 링크로 구성 |
3. 기존 RDMA 기반 네트워크와 울트라 이더넷 비교
| 비교 항목 | 기존 RDMA 기반 네트워크 | 울트라 이더넷 |
|---|---|---|
| 패킷 전송 순서 | 패킷 전송 순서 필수, Go-Back-N으로 보완 | 패킷 전송 순서 무관, 순차 메시지 완성 |
| 보안 기능 | 자체 보안 기능 없음 | 고사양 보안 기능 내장 |
| 다중 경로 | 흐름 수준의 다중 경로 | 패킷 수준의 다중 경로 |
| 혼잡 제어 | DC-QCN, DCTCP, Swift | 송신/수신자 기반 혼잡 제어 |
| 최적화 수준 | 아키텍처 수준 네트워크 튜닝 | 의도에 따른 워크로드 튜닝 |
| 엔드포인트 | 수만 개의 낮은 동시 확장 | 수백만 개 규모 동시 확장 |
- 울트라 이더넷은 개방성과 범용성을 기반으로 AI, HPC 네트워크에 기존 이더넷, 인피니밴드의 대안으로 자리잡을 가능성이 크며, 네트워크 자동화, 보안 강화 등 지속적으로 개선될 것으로 전망
[참고]
- Ultra Ethernet Consortium, Ultra Ethernet Specification v1.0, 2025.6
- Ultra Ethernet Consortium, UEC 1.0: NEW HIGH-PERFORMANCE STANDARD FOR SCALING HPC-AI, 2025.6
- IT Wolrd, UEC, 울트라 이더넷 사양 1.0 발표… HPC·AI 환경 본격 대응, 2025.6
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