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오늘, 저희는 클라우드 네이티브 워크로드를 위해 설계된 차세대 Arm 기반 CPU인 Azure Cobalt 200을 발표하게 되어 매우 기쁩니다.

Cobalt 200은 실리콘부터 소프트웨어까지 클라우드 스택의 모든 계층을 최적화하려는 저희의 지속적인 접근 방식에 있어 중요한 이정표입니다. 저희의 설계 목표는 기존 Azure Cobalt CPU를 사용하는 워크로드에 대한 완벽한 호환성을 제공하고, Cobalt 100 대비 최대 50% 향상된 성능을 제공하며, 최신 Microsoft 보안, 네트워킹 및 스토리지 기술과 통합하는 것이었습니다.

전작과 마찬가지로 Cobalt 200은 일반적인 고객 워크로드에 최적화되어 있으며, 저희 Microsoft 클라우드 제품을 위한 고유한 기능도 제공합니다. 최초의 상용 Cobalt 200 서버는 현재 데이터 센터에서 운영 중이며, 2026년에 더 광범위한 출시와 고객 가용성이 예정되어 있습니다.

💻 Azure Cobalt 200 SoC 및 플랫폼: 최고의 가격 대비 성능을 이끈 Cobalt 100의 발전

저희의 Azure Cobalt 여정은 클라우드 네이티브 워크로드를 위해 맞춤 제작된 최초의 프로세서인 Cobalt 100과 함께 시작되었습니다. Cobalt 100 VM은 2024년 10월부터 일반적으로 사용 가능(GA)하게 되었으며, 전 세계 32개 Azure 데이터 센터 지역으로 가용성이 빠르게 확장되었습니다.

단 1년 만에 고객들이 새로운 플랫폼을 채택하고, 성능, 효율성 및 가격 대비 성능 이점을 위해 가장 중요한 워크로드를 Cobalt 100으로 마이그레이션하는 속도에 저희는 깜짝 놀랐습니다.

Databricks 및 Snowflake와 같은 클라우드 분석 분야의 선두 주자들은 클라우드 풋프린트를 최적화하기 위해 Cobalt 100을 채택하고 있습니다. Cobalt 100 기반 가상 머신 및 컨테이너의 컴퓨팅 성능과 에너지 효율성의 균형은 대규모 데이터 처리 워크로드에 이상적임이 입증되었습니다.

Microsoft 자체 클라우드 서비스 역시 유사한 이점을 위해 Azure Cobalt를 빠르게 채택했습니다. Microsoft Teams는 이전 컴퓨팅 플랫폼보다 Cobalt 100을 사용하여 최대 45% 더 나은 성능을 달성했습니다. 이러한 성능 향상은 동일한 작업을 수행하는 데 필요한 서버 수가 줄어든다는 것을 의미하며, 예를 들어 Microsoft Teams 미디어 처리는 Cobalt 100을 사용하여 35% 더 적은 컴퓨팅 코어를 사용합니다.

🛠️ 실제 워크로드를 위한 컴퓨팅 인프라 설계

이러한 견고한 기반 위에, 저희는 가치 있는 후속작인 Cobalt 200을 설계하기 시작했습니다.

저희는 한 가지 주요 과제에 직면했습니다. 전통적인 컴퓨팅 벤치마크는 고객 워크로드의 다양성을 제대로 나타내지 못한다는 것입니다. Azure에서 실행되는 광범위한 워크로드(작은 마이크로서비스부터 전 세계적으로 사용 가능한 SaaS 제품까지)에서 얻은 저희의 원격 측정 데이터는 일반적인 하드웨어 성능 벤치마크와 일치하지 않았습니다. 기존 벤치마크는 CPU 코어 중심의 컴퓨팅 패턴으로 치우치는 경향이 있어, 네트워크 및 스토리지 리소스를 사용할 때 실제 클라우드 애플리케이션이 대규모로 작동하는 방식에는 차이가 있었습니다. 고객 워크로드를 위해 Azure Cobalt를 최적화하려면 Azure에서 고객 워크로드의 다양성을 진정으로 이해하고 모델링하기 위해 이러한 CPU 코어 벤치마크를 넘어서 확장해야 했습니다.

그 결과, 저희는 데이터베이스, 웹 서버, 스토리지 캐시, 네트워크 트랜잭션 및 데이터 분석을 포함하여 Azure에서 확인된 사용 패턴을 직접 활용한 벤치마크 포트폴리오를 만들었습니다. 각 벤치마크 워크로드에는 고객이 기본 데이터베이스, 스토리지 또는 웹 서비스 기술을 사용할 수 있는 방식에 따라 성능 평가를 위한 여러 변형이 포함됩니다. 종합적으로, 저희는 내부 평가 스위트의 일부로 총 140개 이상의 개별 벤치마크 변형을 구축하고 개선했습니다.

소프트웨어 팀의 도움을 받아, 저희는 실리콘부터 완전한 디지털 트윈 시뮬레이션을 만들었습니다. Cobalt 200의 CPU 코어 마이크로아키텍처, 패브릭 및 메모리 IP 블록부터 시작하여 서버 설계 및 랙 토폴로지에 이르기까지 모든 것을 포괄했습니다. 그런 다음 AI, 통계 모델링 및 Azure의 성능을 사용하여 코어 수, 캐시 크기, 메모리 속도, 서버 토폴로지, SoC 전력 및 랙 구성을 포함하는 2,800가지 SoC 및 시스템 설계 매개변수 조합에 대해 140개 벤치마크의 성능 및 전력 소비를 모델링했습니다.

이러한 과정을 통해 설계 프로세스의 일부로 350,000개 이상의 Cobalt 200 시스템 구성 후보를 평가했습니다. 이 광범위한 모델링 및 시뮬레이션을 통해 Cobalt 200의 최적 설계 지점을 빠르게 반복하여 찾을 수 있었고, Cobalt 100 대비 50% 이상의 성능 향상을 달성하는 동시에 Azure에서 가장 전력 효율적인 플랫폼을 계속 제공할 수 있었습니다.

🚀 Cobalt 200: 성능과 효율성 제공

모든 Cobalt 200 서버의 핵심에는 Azure에서 가장 진보된 컴퓨팅 실리콘인 **Cobalt 200 System-on-Chip (SoC)**이 있습니다. Cobalt 200 SoC는 Arm의 최신 성능 최적화 코어 및 패브릭인 **Arm Neoverse Compute Subsystems V3 (CSS V3)**를 중심으로 구축되었습니다. 각 Cobalt 200 SoC에는 고객 워크로드에 탁월한 성능을 제공하기 위해 132개의 활성 코어와 코어당 3MB의 L2 캐시, 192MB의 L3 시스템 캐시가 포함되어 있습니다.

전력 효율성은 순수한 성능만큼이나 중요합니다. 에너지 소비는 클라우드 서버의 평생 운영 비용 중 상당 부분을 차지합니다. 저희 Azure Cobalt CPU의 고유한 혁신 중 하나는 **개별 코어당 동적 전압 및 주파수 스케일링 (DVFS)**입니다. Cobalt 200에서는 이를 통해 132개의 코어 각각이 다른 성능 수준에서 실행될 수 있어 워크로드에 관계없이 최적의 전력 소비를 제공합니다. 또한 최신 TSMC 3nm 공정을 활용하여 전력 효율성을 더욱 개선하고 있습니다.

보안은 모든 고객의 최우선 과제이며, Cobalt 200의 고유한 혁신의 핵심 부분입니다. 저희는 Cobalt 200을 위한 맞춤형 메모리 컨트롤러를 설계하고 구축하여, 무시할 만한 성능 영향으로 메모리 암호화가 기본적으로 켜지도록 했습니다. Cobalt 200은 또한 하이퍼바이저 및 호스트 OS로부터 VM 메모리의 하드웨어 기반 격리를 지원하는 **Arm의 기밀 컴퓨팅 아키텍처 (CCA)**를 구현합니다.

Cobalt 200을 설계할 때, 저희의 벤치마크 워크로드 및 설계 시뮬레이션은 흥미로운 경향을 보여주었습니다. 바로 몇 가지 **보편적인 컴퓨팅 패턴(압축, 압축 해제 및 암호화)**이 나타났다는 것입니다. 클라우드 워크로드의 30% 이상이 이러한 일반적인 작업 중 하나를 상당히 많이 사용했습니다.

이러한 일반적인 작업을 위해 최적화하는 것은 단순히 캐시 크기 조정 및 CPU 코어 선택과는 다른 접근 방식이 필요했습니다. 저희는 이러한 작업을 CPU 주기를 희생하지 않고 가속화하기 위한 목적으로만, 각 Cobalt 200 SoC에 전용 실리콘 블록인 맞춤형 압축 및 암호화 가속기를 설계했습니다. 이러한 가속기는 워크로드 CPU 소비와 전반적인 비용을 절감하는 데 도움이 됩니다. 예를 들어, Azure SQL은 압축 및 암호화 작업을 Cobalt 200 가속기로 오프로드함으로써 핵심 컴퓨팅 리소스의 사용을 줄이고 고객 워크로드에 우선순위를 부여할 수 있습니다.

🌐 Cobalt 200으로 선도적인 인프라 혁신

Azure Cobalt는 단순히 SoC 이상이며, 저희는 인프라의 모든 계층을 지속적으로 최적화하고 가속화하고 있습니다.

최신 Azure Boost 기능은 새로운 Cobalt 200 시스템에 내장되어 네트워킹 및 원격 스토리지 성능을 크게 향상시킵니다. Azure Boost는 네트워크 대역폭을 증가시키고, 원격 스토리지 및 네트워킹 작업을 맞춤형 하드웨어로 오프로드하여 전반적인 워크로드 성능을 개선하고 지연 시간을 줄입니다.

Cobalt 200 시스템에는 **Azure Integrated HSM (하드웨어 보안 모듈)**도 내장되어 있어, 고객에게 Azure 인프라 내에서 최고 수준의 암호화 키 보호를 제공하고 민감한 데이터의 보안을 보장합니다. Azure Integrated HSM은 Azure Key Vault와 함께 작동하여 암호화 키 관리를 단순화하고, 높은 가용성 및 확장성을 제공하며 FIPS 140-3 Level 3 규정 준수를 충족합니다.

🗓️ 2026년을 기대하며

저희는 Cobalt 200에 담긴 혁신과 첨단 기술에 대해 기대가 크며, 고객들이 이를 통해 획기적인 제품과 서비스를 어떻게 만들어낼지 기대하고 있습니다. 저희는 전 세계적으로 Cobalt 200 서버를 랙에 설치하고 스택을 쌓는 작업에 분주하며, 내년에 더 광범위한 가용성에 가까워지면서 더 많은 내용을 공유할 수 있기를 고대하고 있습니다.