RDMA 기술로 CPU 개입 없는 데이터 전송 구현…기존 GigE Vision 1.x·2.x와 하위 호환 유지

A3(Association for Advancing Automation)가 새로운 GigE Vision 3.0 표준을 최근 공개했다. 이번 표준은 주요 네트워크 인터페이스 카드(NIC)에 탑재된 RoCEv2(Remote Direct Memory Access over Converged Ethernet) 기술을 활용해 400G 이상까지 효율적인 이미지 스트리밍을 지원하는 GigE Vision 표준의 주요 확장이다.

A3에 따르면, 새로운 GigE Vision 3.0 표준은 머신비전 애플리케이션을 위해 RDMA over Converged Ethernet(RoCE) 기술을 활용한다. 데이터 집약적이고 고속 처리가 필요한 환경을 위해 설계된 RDMA 기술은 시스템에서 CPU 개입 없이 장치가 데이터를 전송할 수 있도록 한다.

 

 

GigE Vision에서 RDMA를 구현한 방식은 GVRSP(GigE Vision RDMA Streaming Protocol)로 불린다. GigE Vision 3.0에 구현된 구체적인 RDMA 프로토콜은 RoCEv2다.

 

밥 맥커런치(Bob McCurrach) A3 비전 및 이미징 표준 담당 이사는 “GigE Vision 3.0은 실시간 처리와 의사결정을 위해 시스템 리소스를 해방함으로써 데이터 전송을 그 어느 때보다 빠르게 만들 것”이라며 “이는 오늘날 머신비전 환경에서 매우 중요하다”고 말했다.

 

그는 이어 “카메라 속도가 계속 증가하고 멀티 카메라 집계가 결합되면서, GigE Vision 3.0은 오늘날 시스템이 쉽게 구할 수 있고 합리적인 가격의 RoCEv2 NIC를 통해 400G 이상 대역폭에 도달할 수 있도록 해 완전히 새로운 머신비전 및 이미징 솔루션을 열 것”이라고 밝혔다.

 

GigE Vision 3.0은 GigE Vision 2를 대체하는 것이 아니라 GVRSP를 추가하는 보완 표준으로 설계됐다.

 

GigE Vision 3.0의 RDMA 활용은 장치가 CPU를 거치지 않고 데이터를 전송할 수 있게 한다. 또한 오류 감지와 복구 작업을 전용 하드웨어에 위임하며, 제로 카피 이미지 전송을 활용해 지연 시간을 낮추고 연결 안정성을 높이며 이미지 처리를 위한 리소스를 확보한다. GVRSP는 기존 GVSP를 대체하는 것이 아니라 보완하는 방식으로, GigE Vision 1.x 및 2.x와의 하위 호환성도 제공한다.

 

RDMA는 시스템에서 CPU 개입 없이 데이터를 전송할 수 있게 하는 기술이다. RDMA를 사용하는 기존 프로토콜은 여러 가지가 있으며, RoCEv2(RDMA over Converged Ethernet versions 2)는 UDP 사용을 통합한 널리 사용되는 특정 RDMA 프로토콜이다.

 

기존 GigE Vision 1.x 및 2.x 카메라도 표준에서 계속 지원된다. GigE Vision 3.0은 하위 호환성을 유지하면서 새로운 선택 기능을 도입한다. GVSP(GigE Vision Streaming Protocol)는 GigE Vision에서 이미지 데이터 전송을 위한 원래 프로토콜이다.

 

GigE Vision 3.0 카메라는 GigE Vision 2.x 카메라와의 호환성을 위한 GVSP v2와 새로운 GVRSP 프로토콜을 모두 지원한다. 기존 GigE Vision 1.x 및 2.x 카메라는 여러 GigE Vision 버전을 지원하도록 설계된 시스템에서 계속 작동한다.

 

다만 GigE Vision 3.0은 레거시 GVSP v1 프로토콜을 지원하지 않는다. 그러나 표준이 하위 호환성을 갖고 있기 때문에 필요한 경우 애플리케이션은 GVSP v1을 독립적으로 지원하도록 설계될 수 있다.

 

GigE Vision 3.0 RDMA 카메라의 성능은 이더넷 물리 계층 정의와 호스트 NIC의 성능에 의해 결정된다. RDMA는 네트워크에 따라 10G, 25G, 50G, 100G 및 그 이상의 속도에서 이더넷을 통해 작동한다. 현재 이 이더넷 NIC의 상한 범위는 800G다.

 

GigE Vision 3.0 RDMA 카메라는 GigE Vision 3.0의 요구 사항을 충족하고 GVRSP 프로토콜도 구현한 카메라를 의미한다.

 

RDMA를 지원하는 NIC를 찾을 때는 RoCEv2(RDMA over Converged Ethernet version 2)를 지원하는 제품을 확인해야 한다. RoCEv2를 지원하는 NIC 공급업체에는 고속 RDMA 작업을 위한 적절한 Ethernet PHY 사양을 갖춘 Mellanox, Broadcom, Intel 어댑터가 포함된다. 이는 특정 NIC의 운영체제 지원을 위한 특정 공급업체를 의미한다.

 

RDMA 기능이 있는 GigE Vision 카메라는 RDMA 지원을 나타내는 특정 GigE Vision 로고를 표시할 예정이다. 이 로고는 올해 말 제공될 예정이며, RDMA 지원 카메라와 표준 GigE Vision GVSP 카메라를 구분해 고속 RDMA 애플리케이션에 호환되는 장치를 쉽게 식별할 수 있게 한다. 카메라는 GigE Vision 3.0 지원과 GVRSP 지원을 명시해야 한다.

 

모든 GigE Vision 3.0 카메라가 RDMA를 지원하는 것은 아니다. GigE Vision 3.0은 선택 기능을 도입하며, 일부 카메라는 RDMA 스트리밍을 위한 GVRSP 프로토콜을 구현하지만 다른 카메라는 기존 GVSP 프로토콜만 지원할 수 있다.

 

GigE Vision 3.0 RDMA 카메라를 사용하기 위해서는 RDMA 기능을 지원하는 NIC가 필요하다. RDMA 지원 NIC에는 RDMA 기능 사용에 필요한 모든 지원을 포함한 드라이버가 포함된다. 또한 GigE Vision 3.0 카메라의 RDMA 기능을 활용하려면 GigE Vision 3.0 GVRSP 프로토콜을 지원하는 호환 소프트웨어 라이브러리가 필요하다. 이 라이브러리는 올해 말 제공될 GigE Vision RDMA 로고를 확인하거나 공급업체 사양을 확인해 찾을 수 있다. 추가로 호환되는 RDMA 지원 NIC도 필요하다.

 

케이블 길이는 사용하는 이더넷 물리 계층에 따라 달라진다. 100m를 초과하는 옵션도 제공된다.

 

헬로티 김진희 기자 |