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Academic year: 2021

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(1)

SW컴퓨팅산업원천기술개발

클라우드 인프라를 위한 초절전형 고집적 마이크로 서버 시스템 기술개발

Low-Power and High-Density Micro Server System Development for Cloud Infrastructure

한국전자통신연구원

정보통신기술진흥센터

(2)

제 출 문

본 보고서를 클라우드 인프라를 위한 초절전형 고집적 마이크로 서버 시스템 기 술개발”(개발기간:2015. 3. ~ 2016. 2.)과제의 연차보고서로 10부를 제출합니다.

2016.01.27.

주관기관명 ː 한국전자통신연구원 (대표자) 이상훈 (인)

참여기관명 ː 전자부품연구원 (대표자) 김경원 (인)

참여기관명 ː (주)케이티엔에프 (대표자) 이중연 (인)

참여기관명 ː 에프에이리눅스(주) (대표자) 유영창 (인)

참여기관명 ː (주)글루시스 (대표자) 박성순 (인)

참여기관명 ː 한국컴퓨팅산업협회 (대표자) 정성환 (인)

총괄책임자 : 김학영 참여기관책임자 : 박창원 참여기관책임자 : 이중연 참여기관책임자 : 장형기 참여기관책임자 : 김경훈 참여기관책임자 : 이인규

(3)

연차보고서

사업명 SW컴퓨팅산업원천기술개발사업 과제번호 B0101-15-0548

과제명

(국문) 클라우드 인프라를 위한 초절전형 고집적 마이크로 서버 시스 템 기술개발

(영문) Low-Power and High-Density Micro Server System Development for Cloud Infrastructure

주관기관 한국전자통신연구원 총괄책임자 김학영

참여기관 (책임자)

전자부품연구원(박창순), ㈜케이티엔에프(이중연), 에프에이리눅스㈜(장형기),

㈜글루시스(김경훈), 한국컴퓨팅산업협회(이인규)

총수행기간 2014. 4. 1. ~ 2018. 2. 28. (47개월) 해당연도

협약기간 2015. 3. 1. ~ 2016. 2. 28. (12개월) 총수행기간

사업비(천원)

정 부

출연금 8,000,000 민 간 부담금

현금 268,000

10,680,000 현물 2,412,000

해당연도 사업비(천원)

정 부

출연금 2,000,000 민 간 부담금

현금 67,000

2,670,000 현물 603,000

키워드

(6 ~ 10개) 초절전, 고집적, 마이크로서버, 가상화, 테라바이트 메모리

정보통신·방송연구개발 관리규정 제33조에 의거하여 연차보고서 10부를 제출합니다.

2016년 1월 27일

총괄책임자: 김학영 (인)

주관기관장: 이상훈 (직인/인감)

미래창조과학부 장관 귀하

(4)

일련

번호 개발 내용 추진 일정(개월) 달성도

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (%) 1 ATOM 기반 마이크로서버 컴퓨팅

보드 전력관리부 개발 100%

2 ATOM 기반 마이크로서버 시스템

시스템 하드웨어 통합 100%

3 ATOM 기반 마이크로서버 시스템

실험시제품 시험 100%

4 ATOM 기반 마이크로서버 시스템

HW 성능개선 및 안정화 100%

5 ARM 기반 확장형 멀티코어 지원을

위한 시스템 연결망 HW 설계 100%

6

저전력 프로세서 기반 마이크로서 버 시스템 멀티코어 CPU 가상화 및 실시간 스케쥴링 기술 개발

100%

7

저전력 프로세서 기반 마이크로서 버 시스템 메모리 자원 가상화 기 술 개발

100%

8 ATOM 기반 마이크로서버 시스템

SW 통합 및 시험 100%

9 ARM 기반 마이크로서버 소프트웨

어 구조 설계 100%

10 ATOM 기반 연결망 개발 및 가상화

솔루션 개발 100%

11 ATOM 기반의 하드웨어 컴포넌트

모듈 시제품 개발 100%

12 64bit ARM 컴퓨팅 모듈 기반기술 및

시스템 패키징 기술개발 100%

13 마이크로 서버 가상자원 통합 관리

기술 개발 100%

14

마이크로 서버 관련 협의회 운영 및 마이크로 서버 공인시험인증지

100%

Ⅰ. 해당 연도 추진 현황

Ⅰ-1. 기술개발 추진 일정

당초계획

(5)

Ⅰ-2. 해당 연도 추진 실적

1. 2차년도 목표 및 연구내용

① 개발 목표 : ATOM 기반 마이크로서버 실험 시제품 및 시스템SW 2.0 개발

- 주관기관 (한국전자통신연구원) : ATOM 기반 마이크로서버 실험시제품 및 멀티 코어 지원 가상화기술 개발

- 참여기관 1 (전자부품연구원) : ATOM 기반 연결망 개발 및 가상화 솔루션 개발 - 참여기관 2 (㈜케이티엔에프) : ATOM 기반의 하드웨어 컴포넌트 모듈 시제품 개발 - 참여기관 3 (에프에이리눅스㈜) : 64bit ARM 컴퓨팅 모듈 기반기술 및 시스템

패키징 기반기술 개발

- 참여기관 4 (㈜글루시스) : 마이크로 서버 가상자원 통합 관리 기술 개발

- 참여기관 5 (한국컴퓨팅산업협회) : 마이크로 서버 관련 협의회 운영 및 마이크로 서버 공인시험인증 지원

<2차년도 개발목표>

(6)

② 개발 내용 및 범위

- 주관기관 (한국전자통신연구원) :

ATOM 기반 마이크로서버 실험시제품 및 멀티코어 지원 가상화 기술 개발

◦ ATOM 기반 마이크로서버 실험시제품 개발 및 시험

ATOM 기반 마이크로서버 컴퓨팅 보드 전력관리부 개발

ATOM 기반 마이크로서버 시스템 하드웨어 통합

ATOM 기반 마이크로서버 시스템 실험시제품 시험

ATOM 기반 마이크로서버 시스템 HW 성능개선 및 안정화

◦ 초절전형 고집적 마이크로서버 설계

ARM 기반 확장형 멀티코어 지원을 위한 시스템 연결망 HW 설계

◦ 멀티코어 지원 가상화 기술 개발

저전력 프로세서 기반 마이크로서버 시스템 멀티코어 CPU 가상 화 및 실시간 스케쥴링 기술 개발

저전력 프로세서 기반 마이크로서버 시스템 메모리 자원 가상화 기술 개발

ATOM 기반 마이크로서버 시스템SW 통합 및 시험

ARM 기반 마이크로 서버 소프트웨어 구조 설계 - 참여기관 1 (전자부품연구원) :

ATOM 기반 연결망 개발 및 가상화 솔루션 개발

◦ 마이크로 서버 연결망 Backplane Module 개발

프로토타입 기능 분석에 따른 수정 요구 반영

고속 네트워크 기반 마이크로 서버 연결망 구조 최적화

다중 접속형 마이크로 서버 연결망 Backplane Module 제작

통합형 마이크로 서버 운영에 관한 기능 및 성능 검증

◦ ATOM 아키텍처에 최적화된 QEMU-KVM 기반 가상화 솔루션 포팅

커널 레벨의 가상화를 위한 핵심 코어 포팅

개발 시스템의 시스템 연결망 구조에 최적화된 QEMU-KVM 개발 - 참여기관 2 (㈜케이티엔에프) :

ATOM 기반의 하드웨어 컴포넌트 모듈 시제품 개발

◦ 컴퓨팅 모듈 개발

(7)

회로 수정 및 PCB Layout 수정 사항 적용

바이오스 및 펌웨어 수정 사항 적용

시제품 제작 및 성능 검증

◦ 시스템 패키징 Enclosure 개발

・ 프로토타입에 대한 문제점 분석

기구 수정 사항 적용 및 설계 변경

시제품 제작 및 검토 - 참여기관 3 (에프에이리눅스㈜) :

64bit ARM 컴퓨팅 모듈 기반기술 및 시스템 패키징 기반기술 개발

◦ 64bit ARM 기반의 서버 하드웨어 보드 개발

ARM 프로세서 기반 서버 하드웨어 보드 개발

회로 설계 및 회로의 적정성 검증

Artwork 설계 및 PCB 제작

프로토타입 제작을 위한 보드 제작 및 기능 검증

◦ 64bit ARM 기반 시스템을 위한 소프트웨어 요소 기술 개발

64bit ARM 기반 시스템 부트로더 개발

64bit ARM 기반 시스템 커널 및 드라이버 개발

64bit ARM 기반 시스템 Linux OS 탑재 - 참여기관 4 (㈜글루시스) :

마이크로 서버 가상자원 통합 관리 기술 개발

◦ 관리 대상 가상 자원의 도출 및 관리 기술 연구

가상 자원 모니터링 및 실시간 자원 구성 기술 개발

가상 머신 관리 인터페이스 정의

가상 자원 통합 관리 기술 개발

물리 및 가상 자원 통합 관리 프레임워크 구조 연구 - 참여기관 5 (한국컴퓨팅산업협회) :

마이크로 서버 관련 협의회 운영 및 마이크로서버 공인시험인증 지원

◦ 마이크로 서버 관련 협의회 구성 및 운영

ATOM 서버 연구시제품을 위한 협의회 구성 및 운영

주관기관, 참여기관 간 기술 및 시장 활성화를 위한 협의회 구성 및 운영

◦ 마이크로 서버 공인시험인증 지원

ATOM 마이크로서버 전력 및 성능측정 공인시험인증 지원

(8)

계획 연구내용 요약 달성도 1. 마이크로 서버 하드웨어 기술

개발

o 사시 & 백플레인 개발 (완료)

- 샤시 제작, 베이스 보드, 파워 백플레인

- 스토리지 백플레인, 전면패널

o 컴퓨트 카드개발 (완료)

- ATOM 컴퓨트 카드, ARM 컴퓨트 카드

o 연결망 모듈 개발 (완료)

- 스위치 모듈, 시스템연결망 모듈

o 관리 모듈 개발 (완료)

100%

2. 목표 대비 실적

€ 목표대비 실적 요약

(9)

* 마이크로 서버 하드웨어 상세설계서 등록

2. 마이크로 서버 소프트웨어 기술 개발

o ATOM 기반 SW 개발 (완료) - QEMU-KVM 이식

o ARM 기반 SW 개발 (완료)

- 소프트웨어 개발환경, 부트로더, 커널 및 루트 파일시스템

- 가상화 관리도구, 블록디바이스 관리, 네트워크 가상화 관리

o 가상자원 통합관리 개발 (완료)

100%

(10)

* 마이크로 서버 소프트웨어 상세설계서 등록

3. 마이크로 서버 실험시제품 개발

o 통합시험 (완료) - 시제품 개발

- 마이크로서버 시험계획서/절차서 및 결과서 등록

o 마이크로 서버 관련 협의회 운영 및 마이크로 서버 공인 시험 인증 지원

100%

(11)

항목 계획 실적 달성도

1. 샤시 및 백플레인

1. ATOM 기반 마이크로서 버 컴퓨팅 보드 전력관리 부 개발

2. ATOM 기반 마이크로서 버 시스템 시스템 하드웨 어 통합

3. ATOM 기반 마이크로서 버 시스템 실험시제품 시

4. ATOM 기반 마이크로서 버 시스템 HW 성능개선 및 안정화

5. ARM 기반 확장형 멀티 코어 지원을 위한 시스템 연결망 HW 설계

10. ATOM 기반 연결망 개

11. ATOM 기반의 하드웨어 컴포넌트 모듈 시제품 개

12. 64bit ARM 컴퓨팅 모듈 기반기술 및 시스템 패키 징 기술개발

o 샤시 설계 및 제작 - 샤시 구조 정의

ㆍ마이크로서버의 모듈 장착 방법 및 형태를 정의하고, 이를 수용할 수 있는 내/외부 샤시 기능 및 구조를 샤시 설계서와 및 샤시 규격서에 명시함

[샤시 상세 설계서]

- 샤시 설계

ㆍ샤시 내에 장착할 각 모듈을 컴퓨트 카드, 스토리지, 베이스 보드, 연결망 모듈, 스위치 모듈, 관리 모듈, 팬, 파워 백프레인, 스토리지 백프레인, 전면 패널 등으로 구별하고, 이들을 장착할 수 있는 구조 및 필요 부품을 설계함

[마이크로 서버 샤시 CAD 설계 도면]

- 주요 샤시 요약

ㆍ5U 19“ 표준 랙 서버 폼팩터

ㆍ스토리지 장착을 위한 스토리지 트레이 ㆍ스토리지 이층 배열을 위한 프레임 샤시 ㆍ파워 모듈 고정 및 배열을 위한 샤시

ㆍ컴퓨트 카드 및 리어 카드(연결망, 스위치, 관리 모듈) 장탈착을 위한 가이드 레일 및 이젝터 ㆍ팬 장착을 위한 팬 샤시

100%

① 마이크로 서버 하드웨어 기술 개발

(12)

ㆍ각종 손잡이 및 사이드 레일 ㆍ후면 부 샤시

[마이크로 서버 샤시 전면 및 후면, 측면]

o 베이스보드

- 베이스보드 구조 정의

ㆍ파워 백플레인 PMBUS, 전원 I/F 정의 ㆍ연결망 모듈 PCIe x16 I/F 정의 ㆍ스위치 모듈 기가비트 이더넷 I/F 정의 ㆍ관리모듈-컴퓨트카드 I/F 정의

ㆍ새시,팬 I/F 정의

100%

(13)

[마이크로 서버 베이스보드 I/F 구조]

- 베이스보드 회로도작성 ㆍ베이스보드 핀맵정의 ㆍ베이스보드 회로서 설계

[마이크로 서버 베이스보드 회로도]

- 베이스보드 아트웍 / 제작 ㆍ베이스보드 아트웍 / 제작

[마이크로 서버 베이스보드]

- 베이스보드 테스트

ㆍ베이스보드 기가비트 이더넷 채널 테스트 ㆍ베이스보드 PCIe Gen2 채널 테스트

(14)

[마이크로 서버 베이스보드 채널 테스트]

o 파워 백플레인

- 파워 백플레인 상세 구조 설계

ㆍ설계요구 규격에 따른 세부 구조 설계진행 ㆍ4채널 PSU 전원입력 신호정의

ㆍ16Node 컴퓨트 카드 대응 인터페이스 커넥터 적용 ㆍ스토리지 백플레인 전원공급용 전면 커넥터 적용 ㆍ베이스보드와 제어보드 전용공급 및 제어신호

인터페이스 반영

ㆍPower on/off Sequence 설계 반영의 PSU 전원제어 회로

[파워 백플레인 구조도]

- 파워 백플레인 설계 및 시제품 제작 ㆍ파워 백플레인 세부 회로 설계 ㆍArtwork 설계 및 PCB 제작

ㆍ설계 규격변경에 따른 상세 설계서 업데이트 ㆍ부품 Install을 통한 시제품 제작

100%

(15)

[파워 백플레인 기구도]

- 단일 시제품 기반 기능시험 (단위 테스트) ㆍPower on/off Sequence에 관한 CPLD RTL

Download

ㆍPSU 1Set 연동을 통한 Power on 12V, Standby AUX 12V 출력 전원 확인

[파워 백플레인 DC 전원 제어 및 출력시험]

o 스토리지 백플레인 - 인터페이스 구조

ㆍHDD , 전면패널, 파워백플레인 간의 인터페이스 구조 설계 및 협의, 상세 설계서에 명시함

100%

(16)

[ 스토리지 백플레인 인터페이스 구조]

- 전원 구조 설계

ㆍ파워 백플레인에서 공급되는 12V 전원을 이용해 내부적으로 SATA 공급용, 회로 구동용으로 재 분할 됨.

ㆍHDD 64개 공급용 80A 전원 회로 설계

[ 스토리지 백플레인 전원 구성도]

- 회로 설계

ㆍHDD 디텍트 로직 구성 및 회로 설계 ㆍ전원 회로 설계

ㆍ인터페이스 회로 설계

[ 스토리지 백플레인 회로도 ] - PCB 아트워크

[ 스토리지 백플레인 아트워크 ] - PCB 제작

ㆍPCB 사양

12 Layer , 2.0T , FR-4 , 무전해 금도금 ㆍPCB 스택

기준 임피던스 :100 옴

(17)

- 스토리지 백플레인 제작

[ 스토리지 백플레인 ] - 동작 테스트

ㆍHDD 디스크 인식 테스트, HDD 디텍트 , Status LED 출력 테스트

[ 스토리지 백플레인 동작 테스트 ] o 전면패널

- 전면패널 상세설계

ㆍ전면패널과 스토리지 백플레인간 인터페이스 인터페이스 신호 정의 및 요약

ㆍ관리모듈간 시리얼통신 프로토콜 정의 ㆍ전면패널 회로설계

ㆍ전면패널 PCB Layout 설계

[전면패널 상세설계서]

- 전면패널 시제품 제작 ㆍBare PCB 및 PCBA ㆍCPLD F/W 개발

100%

(18)

ㆍ마이컴 F/W 개발 ㆍ시제품 테스트

[전면 패널 시제품]

2. 컴퓨팅 모듈

o ATOM 컴퓨트 카드 - 컴퓨터카드 상세설계

ㆍ컴퓨터카드와 베이스보드 및 파워 백플레인간 인터페이스 신호 정의 및 요약

ㆍ컴퓨터카드 회로설계

ㆍ컴퓨터카드 PCB Layout 설계

[ATOM 기반 컴퓨터카드 상세설계서]

- 컴퓨터카드 시제품 제작 ㆍBare PCB 및 PCBA ㆍCPU Heat Sink 제작 ㆍ시제품 테스트

[ATOM 컴퓨터 카드 시제품]

100%

o ARM 컴퓨트 카드 - 인터페이스 구조 설계

100%

(19)

[ARM 컴퓨트 카드 내부 인터페이스 구성도]

- 레퍼런스보드 전원 회로 분석 및 컴퓨팅 카드 회로설계

ㆍ 64bit ARM CPU, Memory 8GB 적용 Core 회로 설계

ㆍ12V 단일 입력 전원 ,Power 보드에서 필요한 모든 전원을 자체적으로 생성하도록 구성 ㆍ PCIe, 10G , SATA, Serial 등 인터페이스 회

로 설계 - 회로 적정성 검증 ㆍ오결선, 무결선 검사 ㆍ커넥터 연결성 검사 ㆍ파트넘버 중복성 검사

[ARM 컴퓨트 카드 회로도]

- PCB 아트워크

[ARM 컴퓨트 카드 아트워크]

(20)

- PCB 제작

ㆍ12 Layer, 1.6T, FR-G, 무전해 금도금 ㆍPCB 스택

- 컴퓨트 카드 제작 결과

[ARM 컴퓨트 카드]

- 부팅 시퀀스 분석 및 동작 테스트

ㆍBIOS 시퀀스 분석, SPI 플래쉬 메모리 구조, EEPROM 데이터 분석

ㆍ부트 이미지 퓨징

ㆍEEPROM 바이너리 파일 생성

[ ARM 컴퓨트 카드 동작 테스트 ]

3. 연결망 모듈

o 스위치 모듈

- 스위치 모듈 규격 설계

ㆍ64Node CPU 대응형 스위치 IC 제품분석 ㆍIntel FM5224 스위치 IC 선정 및 Reference

회로 및 자료 분석

ㆍ마이크로서버 대응의 스위치 구조 최적형 신호 재배열

ㆍ64 Ch. 1Gbps Internal Ethernet 인터페이스 반영 ㆍ2 Ch. 40Gbps External 인터페이스 반영 ㆍ스위치 관리 및 설정을 위한 Q7 규격의 x86

프로세서 모듈 연동구조 적용

100%

(21)

[이더넷 스위치 모듈 상세구조]

- 스위치 모듈 상세 회로 및 프로토타입 설계 ㆍ스위치 IC 중심의 네트워크 회로 설계

ㆍQ7 규격 Connector 기반 PCIe 스위치 인터페이스 및 I/O 회로 설계

ㆍ관리 모듈 인터페이스 및 전원 분배 회로 반영 ㆍ스위치 모듈 Artwork 설계 및 PCB 제작 ㆍ프로토타입 스위치 모듈 시제품 제작

[이더넷 스위치 모듈]

o 연결망 모듈 - 연결망 모듈 정의

ㆍ1장의 연결망 모듈은 2장의 컴퓨트 카드간 상호 연결함

ㆍ연결망 모듈은 상호 연결성을 유지하여 전체 컴퓨트 카드간 상호 연결함

100%

(22)

[연결망 모듈 H/W 상세 설계서]

[연결망 모듈 개념도]

- 연결망 모듈 설계

ㆍ컴퓨트 카드와 연결을 위한 PCI Express Gen2 인터페이스와 연결망 모듈간 연결성 유지를 위한 RapidIO 인터페이스를 설계하고, 이를 위한 클록 및 파워 분배 및 디버깅 구조를 설계함

[연결망 모듈 설계]

- 주요 연결망 모듈 요약

[연결망 모듈 주요 부품]

(23)

ㆍ컴퓨트 카드와 인터페이스를 위한 PCIExpress-RapidIO 브리짓 구조 ㆍRapidIO 연결을 위한 스위치 구조 ㆍ파워 분배를 위한 파워 모듈

ㆍPCIExpress 및 RapidIO 클록을 위한 클록 트리 구조

ㆍ디버깅을 위한 I2C 및 JTAG 구조

ㆍ외부 인터페이스를 위한 인터페이스 소켓 구조

4. 관리모

o 콘솔

- 콘솔 및 제어/모니터링을 위한 하드웨어 제작 ㆍ회로도, 아트웍 작성 및 관리모듈 H/W 제작

[관리모듈 구조도]

[관리모듈 하드웨어]

- 콘솔 기능 구현을 위해 각 컴퓨팅 카드의 BMC 를 네트워크로 연결하기 위한 BCM53426 스위 치 칩을 탑재

ㆍ24 port 1Gbps 지원 ㆍ1000Base-KX 인터페이스 o 하드웨어 컴포넌트 제어 & 모니터링

- 전면패널 제어를 위한 프로토콜 작성

ㆍ전면패널의 LED, LCD 에 표시하기 위한 정보 및 해당 정보를 전달하기 위한 UART 프로토콜 을 정의

100%

(24)

- AST 프로세서의 I/O 확장을 위한 CPLD Code 제작 및 simulation

ㆍAST 프로세서와 CPLD 간 인터페이스 신호 및 명령어 정의

[인터페이스 신호 및 명령 데이터 정의]

ㆍAST 로부터 받은 명령을 수행하기 위한 CPLD 내부 구조 설계 및 검증 – verilog 코딩

[CPLD 회로구조 대표도]

(25)

항목 계획 실적 달성도

1. ATOM 기반 SW

6. 저전력 프로세서 기반 마 이크로서버 시스템 멀티 코어 CPU 가상화 및 실 시간 스케쥴링 기술 개발 7. 저전력 프로세서 기반 마

이크로서버 시스템 메모 리 자원 가상화 기술 개

8. ATOM 기반 마이크로서 버 시스템 SW 통합 및 시험

9. ARM 기반 마이크로서버 소프트웨어 구조 설계 10. ATOM 기반 가상화 솔

루션 개발

o QEMU-KVM

- 커널 레벨의 가상화 핵심 코어 포팅 ž 블록 디바이스 가상화 확인

ž 각종 Peripheral 디바이스의 가상화 확인 - Q7 (ATOM) Reference Platform 기반 OS 포

팅 및 기능시험

- 시스템 연결망 구조 최적화 QEMU-KVM ㆍQ7 (ATOM) Reference Platform 기반 이더넷

가상화 기능시험

ㆍlibvirt 기반 커널레벨 가상화 지원 확인

[Q7 Reference Platform 환경 가상화 구조]

100%

2. ARM 기 반 SW

o 소프트웨어 개발환경

마이크로 서버용 커널 소스 코드 크로스 컴파 일러

ㆍ컴파일 바이너리 다운로드 및 라이팅 기능 ㆍ소스 컨버팅 및 환경 설정용 쉘 스크립트 제어

기능

ㆍ커널 소스 다운로드 및 비교 기능 ㆍ소스 코드 디버그 기능

ㆍ시리얼 콘솔을 이용한 시스템 모니터 기능(RS-232포트)

ㆍSSH을 통한 네트워크 원격 보안 접속 기능 ㆍ시스템 디버그를 위한 JTAG 디버그

기능(Trace32기능) ㆍ개발호스트 내부의 git 툴

ㆍ개발호스트 내부의 NFS(Network File System) 서버 기능

ㆍ개발호스트 내부의 원격 네트워크 이미지 다운로드를 위한 TFTP 서버 기능

100%

② 마이크로 서버 소프트웨어 기술 개발

(26)

SW Version

uboot

lmustang_sw_1.12.09

lmustang_sw_1.12.10

lmustang_sw_1.13.28

lmustang_sw_1.13.29

lmustang_sw_1.14.14

kernel

kernel 3.12.0 기반

lmustang_sw_1.12.10

lmustang_sw_1.13.28

lmustang_sw_1.13.29

lmustang_sw_1.14.14 root file system

lAARCH64 ubuntu 14.04 LTS

lAARCH64 ubuntu 14.04.1 LTS

lAARCH64 ubuntu 14.04.2 LTS Hypervisor lXEN 4.5-rc

lKVM-qemu

cross compiler (GCC)

- Linaro toolchain

lgcc-linaro-aarch64-linux-gnu-4.9 - APM toolchain

lapm-aarch64-6.0.4(4.8.1)

lapm-aarch64-8.0.3-le(4.9.1)

[마이크로 서버 개발 환경]

[마이크로 SW 개발 환경]

[Trace32를 사용한 SPI-NOR 플래싱]

(27)

[ARM64를 위한 Trace32 셋업]

o 부트로더

마이크로 서버의 시스템 초기화 및 커널, 하이퍼바이저 부트 스퀀스 개발

마이크로 서버용 커널 및 사용자 이미지 relocation 맵 구현

[ARMv8 부트 미디어 블록도]

[컴퓨트 노드 시스템 메모리맵]

(28)

o 커널 및 루트 파일시스템

비가상화 컴퓨팅 노드 및 가상화 컴퓨팅 노드 에 대한 커널 및 루트 파일 시스템, 하이퍼바이 저 구현

[비가상화 노드의 SW 블록도]

[가상화 노드의 SW 블록도]

[가상화 노드에서 게스트 도메인 SW 블록도]

o 가상화 관리도구

도메인 관리 도구 구현

도메인 시작, 정지, 종료 기능 구현

(29)

도메인에 대한 CPU, MEM, IO자원 할당 기능 구현

[가상화 관리도구의 기능 블록도]

o 블록디바이스 관리

가상머신을 대한 물리 드라이브 맵핑 구현 가상머신에 대한 논리 드라이브 생성, 소멸, 리

사이징 관리 구현

[블록 드라이브 관리예]

o 네트워크 가상화 관리

가상화 노드에서 가상 머신의 네트워크 할당기 능 구현

네트워크 브릿지 제어 기능 구현

가상 네트워크 생성, 소멸, 연결상태 확인 기능 구현

(30)

[네트워크 가상화 블록도]

o 마이크로 서버 SW 상세 설계서 V2.0 등록

[마이크로 서버 SW 상세 설계서 V2.0]

3. 가상자 원 통합관

13. 마이크로 서버 가상자원 통합 관리 기술 개발

o 가상자원 통합 관리

- 가상자원 통합 관리 기술 분석

ㆍ선도 클라우드 인프라스트럭처 기술 연구

ㆍOpenStack, OpenShift 등 오픈소스 기반 가상자원 통합 관리 기술 연구

ㆍ기존 기술 확장 연구

(모니터링, 로그, 보안, 알림 관리 등 ㆍ가상자원 오케스트레이션 관련 연구

100%

(31)

[내부 Wiki에 기술자료 통합]

- 자원 관리 모듈/인터페이스 프로토타이핑

ㆍ기존 자원 관리 모듈(1차년도 결과물)에 대한 보완 및 안정성 확보 => 실 환경 테스트 ㆍ물리 자원 관리 인터페이스와 가상 자원 관리

인터페이스 부분 통합(향후, 완전 통합 고려)

[통합 관리도구 UI]

[가상자원 관리 UI]

(32)

o 가상머신 관리기법

- 가상머신 스케쥴링 관련 기술 조사

ㆍXen, KVM 기반 가상머신 스케쥴링 기술조사 ㆍ가상머신 스케쥴링 요구사항 정의

- 가상자원 관리 기술 조사

[요구사항 정의서] [vCloud 기술조사서]

(33)

항목 계획 실적 달성도

3. 통합시

14. 마이크로 서버 관련 협 의회 운영 및 마이크로 서버 공인시험인증지원

o 통합시험

- 파워백플레인-베이스보드 전원통합 테스트 ㆍ베이스보드 전력 전달 테스트

[마이크로 서버 파워백플레인-베이스보드 전원통합 테스트]

- 파워백플레인-베이스보드-스토리지백플레인 전 원통합 테스트

ㆍ스토리지 백플레인 전력 전달 테스트

[마이크로 서버

파워백플레인-베이스보드-스토리지백플레인 전원통합 테스트]

- 백플레인-컴퓨트카드-관리모듈 전원통합 테스트 ㆍ컴퓨트카드 전력전달 테스트

ㆍ관리모듈 전력전달 테스트

100%

③ 마이크로 서버 시제품 개발

(34)

[마이크로 서버

파워백플레인-베이스보드-스토리지백플레인 전원통합 테스트]

o 마이크로 서버 관련 협의회 운영 및 마이크로 서 버 공인시험인증지원

- 마이크로 서버 관련 협의회 구성 및 운영

· 마이크로 서버 관련 산·학·연 전문가로 구성된 협의회 구성

※ 김상초(이트론), 김대성(글루시스), 나연묵(단국대), 김영환(KETI), 유재현(TTA), 송준화(ITSA) 등 · 마이크로서버 관련 협의회 운영

일시 회의 및 간담회명

1 2015.03.10 컴퓨팅 산업 활성화를 위한 산업계 간담회 2 2015.05.07 2015 클라우드 및 데이터센터

관련기술 워크샵 3 2015.06.26

‘국가 컴퓨팅 인프라 확보를 위한 사물인터넷 기반 ICT 장비 및 스마트 데이터센터 기술개발’ 워크샵 4 2015.10.12 “마이크로 서버” 과제 홍보 방안

수립 회의 개최

[산업계 간담회]

(35)

[ICT 장비 기술개발 워크샵 회의 자료]

- 마이크로 서버 공인시험인증지원

일시 회의 및 간담회명

1 2015.08.31 공인 시험 인증(정부통합전산센터 IOT 시험인증)관련 1차 전문가 회의 개최 2 2015.09.18 공인 시험 인증(그린데이터센터 인

증) 관련 2차 전문가 회의 개최 3 2015.10.15 공인 시험 인증(국제 공인 인증(TPC))

관련 3차 전문가 회의 개최

[공인시험인증지원 1차 회의 자료]

[공인시험인증지원 3차 회의 자료]

(36)

종 류 명 칭 출원일 등록일 국 명 등록번호

(출원번호) 1 국내

특허 저전력 프로세서를 이용한 고집적 서버 2015-03-2

0 - 한국 10-2015-002 8990 2 국내

특허

데이터 센터의 전력 분산공유 장치 및 분산공유 방법

2015-03-0

2 - 한국 10-2015-003 9097

3 국제 특허

DATA TRANSMISSION APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING DATA IN DELAY-INSENSITIVE DATA TRANSMISSION METHOD SUPPORTING

HANDSHAKE PROTOCOL

2015-06-2

4 - 미국 14/748844

4 국내 디지털 포렌식 기술을 이용한 COW 기반

파일 시스템의 데이터복구방법 2016.01.12 - 한국 10-2016-000 3905

Ⅱ. 기술개발결과

Ⅱ-1. 기술개발 결과

1. 정량적 실적 요약

구분

특허 논문발표 표준화 기술

이전 기술료 출원

(국내/국외)

등록 (국내/국외)

(국내/국외)

SCI(E) (국내/국외)

비SCI (국내/국외)

(국내/국외)

기고/반영

/채택 건수 백만원

계획(건) (4/3) (3/2) (7/5) (0/1) (6/2) (6/3) (2/1/0) (1/) (100/) 실적(건) (3/1) (0/0) (3/1) (0/0) (10/7) (10/7) (2/2/2) (/) (/)

2. 세부 실적

① 특허

(37)

구분 (국내/국외,

논문게재/

학회발표)

논문명 저널/학회 투고일시 게재(발표)

일시

SCI 등재 여부

1 국내/논문발

고속신호 무결성 분석을 통한 PCI Express Gen3 시스템

설계

Journal of the Institute of Electronics and

Information Engineers

15.04.06 15.04.30

2 국내/논문게

최근의 병렬 마이크로

프로세서 기술동향 주간기술동향 2015.04.20 2015.05.27

3 국제/논문발

Exploiting Self-Adaptive, 2-Way Hybrid File Allocation Algorithm

Proc. Of The Third Intl. Conf. on ACEC

2015

2015.10.09 2015.10.15

4 국내/논문게

비동기 회로기술 동향분석 전자통신기술동향 2015.10.27 2015.12.16

5 국제/논문발

A Framework to Integrate WSN with the Cloud through a PubSub-Based

Middleware Service

SEDT 2015 (International Symposium on

Electrical, Electronic Engineering and

Digital

2015.11.16 2015.12.03

6 국내/학술발

마이크로서버 백플레인 신호무결성 분석절차

대한전자공학회

학술대회 2015.06.12 2015.06.22 7 국내/학술발

온칩 연결망에서의 데이터 전송 도선 수의 감소 방법

대한전자공학회

학술대회 2015.05.18 2015.05.30 8 국제/학술발

DC Power Shared Data Center Configuration for

Cloud Computing

ICTC2015 2015.10.09 2015.10.28

9 국제/학술발

KVM-QEMU Virtualization with ARM64bit Server

System

EAI International Conference on Cloud Computing

2015.10.15 2015.10.28

10 국제/학술발

Video and USB transmission devices for cloud desktop

service

EAI International Conference on Cloud Computing

2015.09.28 2015.10.28

11 국내/학술발

서버 I/O 확장을 위한 PCI Express 광리피터 장치

2015년도 SoC

학술대회 2015.05.08 2015.05.16

12 국외/학술발

Comparison of High Performance Interconnect

Technologies for ARM-based Servers

ICGHIT 2015 2015.01.21 2015.02.04

13 국내/학술발 마이크로서버용 고속 패브릭 2015년 전자공학회 2015.10.30 2015.11.28

② 논문 게재/발표 실적

(38)

번호 구분 명칭 일시 국명 수여기관명

1 승인

클라우드 인프라를 위한 고집적 마이크로

서버 시스템의 사용자 요구사항

(TTAK.KO-10.0892)

2015.12.16 대한민국 TTA

2 승인 클라우드 인프라를 위한 마이크로 서버

시스템의 기능 요구사항 (CCF.KO-1046) 2015.12.14 대한민국 클라우드 컴퓨팅 포럼 연결망을 위한 SRIO 브리지

통신 구현 추계학술대회

14 국내/학술발

가상마이크로서버 환경에 특화된 스토리지 관리 시스템

설계

2015년 전자공학회

추계학술대회 2015.11.05 2015.11.28

15 국내/학술발

영상 압축률 제어를 통한 네트워크 대역폭 관리

The 17th Conference on Electronics and Information Communications

2015.11.27 2015.12.04

16 국외/학술발

The Performance Enhancement of KVM-QEMU Virtualization

with ARM64bit Server System

The 2016 Global Conference on

Information Technology, Computing, and Applications (Global

IT 2016)

2015.12.15 2016.01.13

17 국내학술 마이크로 서버용 고집적 스위치 모듈 설계

2016 한국통신학회

동계종합학술발표회 2016.01.07 2016.01.20

종 류 명 칭 버전 작성일 문서번호

1 TDP 마이크로 서버(KOSMOS) SW 상세

설계서 ver1.0 2015.07.30 1111-2015-01825 2 TDP 마이크로서버(KOSMOS) 상세설계서 Ver0.8 2015.09.24 1111-2015-01812 3 TM KOSMOS 스위치보드 사용자매뉴얼 ver1.1 2015.06.10 1111-2015-01118 4 TM KOSMOS 브릿지보드 사용자매뉴얼 ver1.2 2015.06.10 1111-2015-01119 5 TM Tsi721 EEPROM 프로그래밍 매뉴얼 ver1.0 2015.06.10 1111-2015-011120 6 TM Tsi721 I2C 억세스 매뉴얼 ver1.0 2015.06. 1111-2015-011121 7 TM SRIO 브릿지보드 시험 ver1.0 2015.06.10 1111-2015-011122 8 TM FIN-S Device Communication

ver1.0 2015.09.30 1111-2015-01806

③ 표준화 실적

④ 기술문서

(39)

9 TM 멀티프로세서의 구조 분석 ver1.0 2015.06.04 1111-2015-01086 10 TM 마이크로 블레이드 서버 접속 관리 툴

운영 ver1.0 2015.10.15 1111-2015-01904 11 TM Linux기반 IDT Tsi721 SRIO 브리지

칩 통신 테스트 및 테스트 코드 분석 ver1.0 2015.09.24 1111-2015-01653 12 TM

Window기반 IDT Tsi721 SRIO 브리지 칩 통신 테스트 및 테스트

코드 분석

ver1.0 2015.08.12 1111-2015-01510

13 TM IDT Tsi721 SRIO 브리지 칩 통신을

위한 리눅스 기반 테스트 코드 작성 ver1.0 2015.09.24 1111-2015-01791 14 TM OpenStack Compute Installation ver1.0 2015.11.02 1111-2015-02100 15 TM OpenStack Dashboard Installation ver1.0 2015.11.02 1111-2015-02101 16 TM OpenStack Image(Glance)

Installation ver1.0 2015.11.02 1111-2015-02104 17 TM OpenStack Identity Installation ver1.0 2015.11.02 1111-2015-02103 18 TM OpenStack Network Installation ver1.0 2015.11.02 1111-2015-02105 19 TM 마이크로 서버 소프트웨어 구조 ver1.0 2015.11.02 1111-2015-02106 20 TDP 마이크로서버베이스보드아트웍_20150

911 ver1.0 2015.10.02 1111-2015-01832 21 TDP 마이크로서버베이스보드회로도_20150

910 ver1.0 2015.09.10 1111-2015-01830 22 TDP 마이크로서버스토리지백플레인회로도-

20150713 ver1.0 2015.10.02 1111-2015-01833 23 TM 마이크로서버6차기술회의_20150915 ver1.0 2015.10.02 1111-2015-01829 24 TM 인텔개발자포럼출장보고_20150828 ver1.0 2015.10.02.

1111-2015-01834 25 TM 마이크로서버3차기술회의_20150402 ver1.0 2015.10.02 1111-2015-01827 26 TM 마이크로서버4차기술회의_20150421 ver1.0 2015.10.02 1111-2015-01828 27 TM 마이크로서버제품분석_20150310 ver1.0 2015.10.02 1111-2015-01835 28 TM NVMe(Non-Volatile Memory

express)기술 동향 ver1.0 2015.12.14 1111-2015-02528 29 TM MSP430프로세서의 비동기식 회로

설계 기법 ver1.0 2015.12.30 1111-2015-02690 30 TM 비동기식 회로 설계를 위한 UNCLE툴

셋팅 ver1.0 2016.01.18 1111-2016-00126 31 TM 서버 I/O 확장을 위한 PCI Express

광리피터 장치 ver1.0 2015.11.19 1111-2015-02279 32 TM 애플리케이션 계층 트래픽 최적화 및

CDN에서의 이의 영향 ver1.0 2015.11.19 1111-2015-02280 33 TM 병렬 프로세서 기술 동향 ver1.0 2015.11.17 1111-2015-02257 34 TM 컴퓨트카드 데이터 저장방법 ver1.0 2015.11.17 1111-2015-02258 35 TM IoT디바이스와 클라우드컴퓨팅 서비스

플랫폼 ver1.0 2015.11.02 1111-2015-02159 36 TM 하드웨어 회로 설계를 위한 캐드 서버

관리 ver1.0 2015.11.07 1111-2015-02160 37 TM KCC2015 협력워크샵 발표자료 ver1.0 2015.06.26 1111-2015-02142

(40)

스토리지

39 TM 이종 인터페이스를 이용한 고속

패브릭 연결망 구조 ver1.0 2015.11.02 1111-2015-02112 40 TM

고속 시스템 연결망 구현을 위한 비동기 회로 프로토콜의 디커플링

방법

ver1.0 2015.09.30 1111-2015-01907

41 TM 마이크로 블레이브 서버 접속 관리 툴

운영 ver1.0 2015.10.15 1111-2015-01904 42 TM 파워백플레인 회로 설계도 ver1.0 2015.09.03 B0101150548-K-001 43 TM 파워백플레인 PCB Gerber ver1.0 2015.10.08 B0101150548-K-002 44 TM 스위치모듈 회로 설계도 ver1.0 2015.11.20 B0101150548-K-003 45 TM 스위치모듈 PCB Gerber ver1.0 2015.12.10 B0101150548-K-004 46 TM 파워백플레인 HW 상세설계서 ver2.0 2016.01.15 B0101150548-K-005 47 TM 스위치모듈 HW 상세설계서 ver2.0 2016.01.15 B0101150548-K-006 48 TM 스위치모듈 SW API 상세설계서 ver1.0 2016.12.17 B0101150548-K-007

종 류 명 칭 버전 등록일 등록번호

1 SW

자이링스 프로그래머블 게이트어레이 피시아이 익스프레스 코어로직

연결코드

ver1.0 2015.12.15 C-2015-030868

2 SW 에이피엠 엑스젠 무스탕 보드 리눅스

커널 3.12.20패치 Ver1.0 2015.12.15 C-2015-0002177 3 SW 리눅스 기반 시리얼 래피드 아이오

브리지 통신 실험 프로그램 ver1.0 2015.12.15 C-2015-030888 4 SW

시피아이에이 라인카드 프로세서 및 상태인터패이스 아이씨용 프로그램

코드

ver1.2 2015.12.15 C-2015-030899

5 SW 네트워크를 통한 멀티

송신기능하드웨어 ver1.0 2015.12.15 C-2015-030887 6 SW

자이링스 마이크로블레이즈 에이엑스아이 버스용 사용자 로직

인터페이스

ver1.0 2015.12.15 C-2015-030851

7 SW 에스아이오 이이피롬 포맷 변환

프로그램 ver1.0 2015.12.15 C-2015-030850

⑤ 기타 (SW등록)

(41)

후면부

상면부 전면부

파워모듈 베이스보드 파워백플레인

스토리지백플레인

전면패널

스위치모듈

ATOM 컴퓨트카드

샤시 관리모듈

⑥ 시제품

ATOM 기반 마이크로서버 시스템 실험 시제품 - 실험 시제품 구성품

- 실험 시제품

(42)

후면부

상면부 전면부

파워모듈 베이스보드 파워백플레인

스토리지백플레인

전면패널

스위치모듈

ARM 컴퓨트카드

샤시 관리모듈

ARM 기반 마이크로서버 시스템 연구 시제품 - 실험 시제품 구성품

- 실험 시제품

(43)

마이크로서버 시스템 연구 시제품 규격 요약

(44)

II-2. 고용 창출 결과

항목 세부 항목 성 과

고용효과

개발 전 연구인력 0 명

생산인력 0 명

개발 후 연구인력 64 명

생산인력 0 명

※ 본격적인 사업화가 이루어지지 않아 과제 참여인원만 연구인력에 포함

(45)

① Smart Computing Trends & Future 개최 [2015. 3. 11, 엘타워]

② 클라우드 데이터 센터 포럼 2015 개최 [2015. 8. 28, 엘타워]

③ Cloud Expo Korea 2015 전시회 참가 [2015. 9. 9~11, 부산 벡스코]

④ SC15 슈퍼컴퓨팅 전시회 참가 [2015. 11. 15~20, 미국 텍사스 오스틴]

II-3. 기술 결과물 상용화 실적

1. 공동연구 협력 워크샵 1회, 기술교류회 8회 개최 2. 과제 홍보 및 전시회 참가

(46)

⑤ K-ICT 장비산업 페스티벌 개최 [2015. 12. 11, 리츠칼튼호텔]

⑥ Smart Datacentes & Smart Computing Conference 2015 개최 [2015. 12. 22, 코엑스]

⑦ 언론보도

`마이크로 서버` 개발 본격화 [2015. 6. 23, 디지털타임스]

⑧ Korea Eureka Day 홍보 [2015. 5. 21, 힐튼호텔]

➈ 국내 최초 ‘토종 저전력 서버’ 개발 가시화

[2015. 7. 24, 디지털타임스]

(47)

프로세스 주요활동 적용범위

과제 계획

실행예산 편성

사업 프로세스 수립 및 공유 WBS 작성 및 PMS 입력

전체 수행기관 주관기관 (통합 관리)

과제수행관리

주간업무회의 이해당사자 회의 마일스톤 점검 회의 이슈 관리

전체 수행기관 주관기관 (통합 관리)

위험 관리

위험 관리 준비 위험 식별 및 분석 위험 모니터링 위험 처리

전체 수행기관 주관기관 (통합 관리)

외주 관리

외주요구서 작성 가격조사 및 입찰공고 사양설명회 개최 입찰 및 계약 과제 실행 관리

전체 수행기관 주관기관 (통합 관리)

II-4. 기술 개발 산출물 품질 보증

1. 품질관리

① 사업표준 프로세스 수립

본 사업은 주관기관의 연구개발 표준 프로세스를 기반으로 관리, 개발 및 지원 영역의 15개 프로세스를 적용한다.

<사업 표준 프로세스>

◦ 관리 영역

(48)

프로세스 주요활동 적용범위 수행결과 평가 및 정산

요구사항 관리

요구사항 변경 요청 변경요청 검토 의사결정

변경처리 및 통보

전체 수행기관 주관기관 (통합 관리)

사업 종료

연구성과물 등록 연구보고서 작성 최종 평가 연구결과물 등록

전체 수행기관 주관기관 (통합 관리)

프로세스 주요활동 적용범위

요구사항 개발

사용자 요구사항 도출

사용자 요구사항 분석 및 정의 시스템 요구사항 정의

요구사항정의서 합의 및 승인 추적성 유지

전체 수행기관

구조 설계

시스템 구조 설계 인터페이스 정의 기능 설계 구조 설계 검토 추적성 유지

전체 수행기관

상세 설계

구조 설계 분석 상세 설계 상세 설계 검토 추적성 유지

전체 수행기관

구현

구성요소 구현 단위 시험 추적성 유지

전체 수행기관

시스템 시험

시스템시험계획서 작성 시스템시험 환경 구축 시스템시험 수행

시스템시험 결과서 작성 시험결과 분석

전체 수행기관

◦ 개발 영역

참조

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