상하이에서 열린 2026년 첨단 스토리지 콘퍼런스(ASC)에서 화웨이가 AI 추론의 KV 캐시 병목을 줄이기 위한 저장장치·네트워크 협력 방안을 소개했다. 화웨이는 GLM-5.2를 활용한 실험에서 KV 캐시를 오프로딩한 뒤 추론 처리량이 기존 메모리 방식의 7.3배에 달했고, 저장장치와 네트워크의 I/O 스케줄링을 연계하자 효율이 20% 더 개선됐다고 밝혔다. 다만 회사는 전체 시험 구성을 공개하지 않았다.
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KV 캐시가 인프라 과제가 된 이유
대규모 언어 모델은 토큰을 처리하면서 어텐션 계산에 필요한 Key와 Value 데이터를 만든다. KV 캐시는 이미 계산한 이 데이터를 저장해 이후 토큰을 생성할 때 재사용함으로써 같은 계산을 반복하지 않도록 돕는다.
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문맥이 길어질수록 요청 하나에 딸린 캐시가 커진다. 여러 차례 이어지는 대화에서는 이전 대화의 상태를 보관하거나 다시 불러와야 할 수도 있다. 요청과 캐시가 클러스터 여러 노드에 분산되면 연산 장치와 저장장치, 네트워크 사이에서 데이터를 옮기는 일이 늘어 메모리와 네트워크에 부담을 줄 수 있다. 화웨이는 요청별 캐시와 상주 캐시, 노드 간 트래픽이 함께 늘면서 추론 클러스터의 KV 캐시 총량이 페타바이트급으로 커질 수 있다고 설명했다.
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화웨이는 이 과정에서 생기는 제약을 세 가지 ‘장벽’으로 묶었다. 연산 측의 제한적인 I/O 성능, 계층 간 데이터 이동에 따르는 지연, 많은 캐시 작업을 효율적으로 처리하기에 부족한 IOPS(초당 입출력 횟수)다.
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연산·저장·네트워크를 함께 다루는 접근
화웨이가 제시한 방향은 KV 캐시 문제를 단순한 메모리 용량 부족으로만 보지 않고, 가속기와 저장장치, 네트워크의 협력으로 풀려는 것이다. 콘퍼런스 관련 보도에 따르면 연산 측에서는 프로세서가 캐시 I/O를 직접 시작하는 경로를 설명했다. AI CPU와 벡터 코어를 통한 접근에서 더 세밀한 SIMT 수준의 I/O로 이어지는 구상도 포함됐다. 저장장치와 네트워크의 협력 역시 전체 설계의 일부로 제시됐다.
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화웨이가 공개한 성능 수치는 두 단계와 연결된다. 먼저 KV 캐시를 오프로딩했고, 여기에 저장장치·네트워크 협력 I/O 스케줄링을 추가했다. 다만 현재 확인 가능한 콘퍼런스 보도만으로는 각 구현 요소를 모두 검증하기 어렵고, 특정 Hyper-Converged Fabric(HCF) 스케줄링 구성이 성능 향상을 만들어냈다고 단정하기도 어렵다. 따라서 수치는 화웨이가 설명한 실험실 시나리오의 결과로 보는 것이 적절하며, 완전한 공개 아키텍처 사양으로 해석해서는 안 된다.
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공개된 수치와 아직 알 수 없는 점
화웨이는 GLM-5.2 실험에서 KV 캐시를 직접 오프로딩하자 기존 메모리 기반 방식보다 추론 처리량이 7.3배 높아졌다고 밝혔다. 저장장치와 네트워크의 I/O 스케줄링을 연계한 뒤에는 추론 효율이 20% 추가 개선됐다고 덧붙였다.
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이 수치는 신중하게 받아들일 필요가 있다. 화웨이가 전체 시험 구성을 공개하지 않아 어떤 작업 부하와 기준선에서 비교했는지, 설계 요소별로 성능에 얼마나 기여했는지 외부에서 평가하기 어렵다. 저장장치 I/O 성능이 30% 넘게 높아졌다는 별도 주장은 확인 가능한 콘퍼런스 보도에서 뒷받침되지 않아 여기서는 검증된 수치로 다루지 않는다.
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9월에 공개한 방향에 10월 실험 수치를 더하다
이번 10월 발표에 앞서 화웨이는 9월 HUAWEI CONNECT에서 업그레이드된 Stellar AI Fabric을 소개했다. 당시 화웨이는 AI 추론용 OceanStor M900 Context Memory Storage도 공개했다. 이 제품은 온칩 메모리와 DRAM을 넘어 KV 캐시를 공유·계층화된 저장 공간으로 확장하는 것을 목표로 한다.
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따라서 10월 발표의 의미는 화웨이가 추진해 온 저장장치·네트워크 방향에 KV 캐시 오프로딩 관련 성능 수치를 더했다는 데 있다. 다만 확인 가능한 자료만으로는 10월에 언급된 모든 기술 요소가 9월 설계와 완전히 동일했다고 볼 수 없다. 10월 콘퍼런스에서 별도의 신제품이 출시됐다는 근거도 없다.
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