4.053마이크로초 왕복 중앙값…AMD·큐블록스 양자 연결 시험

AMD($AMD)와 큐블록스(Qblox)가 양자 제어 장치와 고전 연산 장치를 잇는 피드백 경로를 구현하고, Instinct MI210 GPU까지의 왕복 지연 중앙값 4.053마이크로초를 측정했다. 양자 제어 장치가 측정 데이터를 보내고 계산 결과를 돌려받는 구간을 시험한 결과다.

AMD는 12일 공개한 기술 문서에서 큐블록스 Cluster와 자사 연산 장치를 연결한 구성과 실측값을 제시했다. 큐블록스도 같은 날 협업 시스템의 구성과 실행 환경을 발표했다.

Cluster가 12.5마이크로초 간격으로 요청을 보낸 시험에서 MI210은 1만 회 측정 기준 중앙값 4.053마이크로초, 90백분위값 4.338마이크로초를 기록했다. 90백분위값은 측정 결과의 90%가 그 시간 안에 들어왔다는 뜻이다.

같은 횟수로 측정한 EPYC 9015 CPU 코어 한 개의 왕복 지연은 중앙값 2.700마이크로초, 90백분위값 2.762마이크로초였다. 두 결과는 각각 GPU와 CPU에 요청을 보내고 제어 장치로 응답이 돌아오기까지 걸린 시간이다.

연결 장치의 역할 표기는 양사 발표가 일치하지 않는다. AMD 기술 문서는 Alveo U55C를 링크 카드, V80을 교환 계층 실행 가속기로 설명했지만, 큐블록스 발표 일부는 V80을 링크 카드로 표기했다.

AMD가 설명한 연결 경로에는 큐블록스 Cluster와 Alveo 카드 사이의 Aurora 링크가 쓰인다. 카드는 PCIe 장치 간 직접 전송(peer-to-peer) 방식으로 데이터를 가속기 메모리에 기록하고, 응답도 카드 메모리로 받으며 프레임 처리 과정에 호스트 소프트웨어가 관여하지 않는다.

별도로 제시된 0.44마이크로초는 케이블과 카드 연결 단계의 지연 수치다. 64바이트 프레임과 내장 반송 기능을 이용한 카드·연산 장치 시험은 Cluster와 케이블을 포함하지 않아, 제어기부터 MI210까지 잰 4.053마이크로초와 같은 범위의 수치가 아니다.

양자 오류 정정은 큐비트 측정값에서 오류 신호를 찾아 해독하고, 계산이 진행되는 동안 보정 명령을 제어 장치로 돌려보내는 과정이다. 이번 4.053마이크로초는 데이터 왕복 지연값으로, 측정부터 보정까지 포함한 전체 오류 정정 시간은 아니다.

큐블록스의 LINQ는 Cluster 내부 시퀀서 사이에서 측정값을 전달하는 기능이다. 이번 연결은 이 내부 경로를 넘어 제어 시스템과 외부 고전 연산 장치 사이에 데이터를 주고받는 구간을 다룬다.

AMD는 작은 Steane-7과 repetition-3 오류 정정 코드용 디코더가 참조 디코더와 비트 단위로 같은 결과를 냈다고 밝혔다. 공개 발표에는 이 검증에 실제 양자 프로세서의 측정값을 사용했는지가 제시되지 않았다.

큐블록스는 Python·C·OpenMP·GPU 커널을 연결하는 실행 환경을 제시했다. 이 환경은 Instinct GPU, EPYC CPU, Versal 적응형 SoC를 조합하는 구성을 지원한다.

큐블록스와 Riverlane이 9월 시연한 전체 오류 정정 루프는 코드 거리 3에서 6.886마이크로초, 코드 거리 9에서 11.886마이크로초를 기록했다. 이 시험은 물리 제어·디코더 장비를 사용했지만 실제 큐비트 출력 대신 에뮬레이션한 측정 데이터를 썼으며, 측정 범위도 이번 AMD 시험과 달라 수치를 직접 비교하기 어렵다.

큐블록스는 10월 엔비디아($NVDA) NVQLink 연동에서 RTX PRO 6000 Blackwell의 왕복 지연을 4.0마이크로초 미만, DGX Spark는 7.2마이크로초 미만으로 제시했다. 시험 장치와 측정 범위가 이번 AMD 시험과 같다는 근거는 없어 성능 우열을 가릴 수 없다.

현재 구현은 제어 장치와 가속기를 두 대씩 연결하는 단계다. 큐블록스는 여러 제어 장치와 가속기를 잇는 메시 구조를 다음 단계로 제시했으며, 초기 접근은 파트너에게 제공한다고 밝혔다.