(인프라 6) 오버클럭 서버
HFT를 위한 오버클럭 서버가 무엇인지, 왜 필요한지, 주요 업체는 어디인지 알아봅니다. Xenon, Blackcore, Aravision 제품과 일반 워크스테이션 CPU와의 차이를 비교합니다.
이전 글: Kernel Bypass
이 글은 매매 시스템 - 인프라 시리즈의 여섯 번째 글입니다.
지난 글에서 kernel bypass로 네트워크 스택의 지연을 줄이는 방법을 다뤘습니다. 이번에는 CPU 자체의 성능을 향상시키는 오버클럭에 대해 알아보겠습니다.
오버클럭 서버란
오버클럭(Overclocking)은 CPU를 제조사가 지정한 기본 클럭보다 높게 동작시키는 것입니다. 기본 3.5GHz인 CPU를 4.5GHz로 돌리는 식입니다.
HFT에서 말하는 “오버클럭 서버”는 단순히 클럭만 올리는 것이 아닙니다. 다음을 모두 포함합니다:
- 주파수 상승: 더 빠른 연산
- 주파수 고정: Turbo Boost로 인한 변동 제거
- 절전 기능 비활성화: C-state/P-state 전환 지연 제거
- 좋은 칩 선별: 동일 모델 중에서도 오버클럭이 잘 되는 칩을 골라 사용
칩 선별이 필요한 이유
같은 모델이라도 성능이 다릅니다. 반도체 공정의 특성상 같은 웨이퍼에서 나온 칩도 품질이 균일하지 않습니다. 트랜지스터 간 연결 품질, 누설 전류, 발열 특성이 조금씩 다르기 때문입니다.
제조사는 완성된 칩을 테스트해서 등급별로 분류하는데, 이를 비닝(binning)이라고 합니다. AMD의 경우 CCD(Core Complex Die) 단위로 비닝해서 8코어 모두 양품이면 Ryzen 9, 일부 코어에 결함이 있으면 비활성화해서 Ryzen 7이나 5로 출하합니다.
기본 라인업 스펙이 범위로 표기되는 이유도 여기에 있습니다. 예를 들어 “최대 5.8GHz”라는 스펙은 모든 개체가 5.8GHz에 도달한다는 보장이 아닙니다. 같은 등급 기준을 통과한 칩들 중 가장 좋은 개체의 성능입니다. 실제로는 칩마다 도달 가능한 최대 주파수가 다르고, 베이스 클럭과 부스트 클럭 사이 어딘가에서 동작합니다. 이것이 “silicon lottery”입니다.
오버클럭 서버 업체들은 이 편차를 활용합니다. 칩을 대량 구매해서 하나씩 테스트한 뒤, 스펙 상한에 가깝거나 넘어서는 성능을 보이는 칩(“golden sample”)만 골라 사용합니다.
HFT에서 필요한 이유
절대 속도 향상
CPU 주파수가 높을수록 명령어를 빠르게 처리합니다. 4.0GHz에서 5.0GHz로 올리면 단순 계산상 25% 빠른 처리가 가능합니다. 마이크로초 단위로 경쟁하는 HFT에서는 이 차이가 의미 있습니다.
Jitter 감소
Jitter는 지연시간의 변동성입니다. 평균 10μs여도 가끔 50μs가 걸린다면 문제입니다. 항상 8μs가 걸리는 시스템이 더 낫죠.
일반 CPU는 부하에 따라 주파수가 변합니다. 유휴 상태에서는 절전 모드(C-state)에 들어갔다가, 부하가 높아지면 깨어납니다. 이 전환 과정에서 수백 마이크로초가 걸릴 수 있습니다.
오버클럭 서버는 C-state를 비활성화하고 주파수를 고정해서 이런 변동을 없앱니다.
주요 업체
Xenon (호주)
Xenon은 호주 멜버른에 본사를 둔 업체입니다. eXtreme HFT Server 라인업으로 한때 시장을 주름잡았습니다.
- Intel Sapphire Rapids 기반 56코어 4.9GHz
- AMD Threadripper 7960X 기반 24코어 5.4GHz
- 자체 수냉 시스템과 커스텀 BIOS
전 세계 주요 거래소(CME, NYSE, JPX, SGX, HKEX 등) 인근에 서버를 배치한 이력이 있습니다. 다만 최근에는 신제품 업데이트가 뜸한 편입니다.
Blackcore (영국)
Blackcore는 현재 업계에서 가장 많이 언급되는 업체입니다.
최근 출시된 ACE-3100 TS+는:
- AMD 32코어, all core 5.1GHz 고정
- TDP 2000W
이 제품은 다음 제품의 오버클럭 서버입니다.
- AMD 32코어, Base 4.0GHz, Boost 5.4GHz (all core 비공개)
- TDP 350W
오버클럭 서버는 일반적으로 베이스 클럭으로 들어가지 않습니다. ACE-3100 TS+의 경우 항시 5.1GHz로 동작합니다. 그래서 전력을 엄청나게 소모합니다 (350W -> 2000W). 저렇게 전력을 주입할 수 있는 것도 기술력 중 하나입니다.
국내 유통업체로는 아이메코가 있습니다.
Aravision (대만)
Aravision은 대만 업체로, 국내 유통업체로는 SP정보기술이 있습니다.
제품 라인업이 넓습니다. 홈페이지에 없는 사양도 커스터마이징이 가능합니다.
정리
오버클럭 서버는 단순히 빠른 CPU가 아닙니다. 주파수 고정, 절전 기능 비활성화, 칩 선별, 쿨링 최적화까지 포함된 복합 솔루션입니다.
현재 Blackcore가 가장 많이 선택되고, 최근 Aravision이 떠오르고 있습니다. 라인업이 다양하고 커스터마이징이 가능해서 주목할 만합니다.