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6월과 11월, 매년 2번씩 발표되는 슈퍼컴퓨터 순위가 이번 달에도 어김없이 돌아왔습니다. 1위는 역시 미국. 오크리지 국립연구소의 ‘타이탄’이 슈퍼컴 챔피언으로 등극했습니다.

슈퍼컴퓨터의 성능은 계속해서 향상되고 있고, 5년에 한번꼴로 시스템을 업그레이드하는 우리나라의 슈퍼컴들은 계속해서 순위가 밀려나고 있네요.

다행스럽게도 이번 11월 순위에서는 서울대 이재진 교수팀이 자체 개발한 연구용 이종 슈퍼컴퓨터 ‘천둥’이 277위를 차지하며 500위 순위에 들었다는 점이 주목할 만 합니다.

이밖에도 이번 순위에서 주목할 만한 점들을 간략하게 정리해 봤습니다.

1. 상위 500위 슈퍼컴퓨터 중 62개 시스템은 가속/코프로세서 기술이 사용됐네요. 1위를 기록한 ‘타이탄’이나 8위를 차지한 중국의 ‘티엔허(천하)-1A’ 등은 엔비디아의 GPU를 사용했으며, 또 다른 6개의 시스템은 인텔의 고성능컴퓨팅(HPC)용 제온 파이 프로세서가 적용됐습니다. 6개월 전에는 58개의 시스템만 이러한 솔루션들을 적용한 데 비해 이번 순위에서는 범위가 넓어진 셈이네요.

2. 멀티코어 프로세서가 사용된 슈퍼컴퓨터 중 6코어 혹은 그 이상이 채용된 비중은 84.6%, 8코어 혹은 그 이상을 사용한 비중도 46.2%나 됐습니다.

3. 인텔은 전체 순위에서 76%의 상위 500대 슈퍼컴퓨터에 공급됐으며, AMD는 60대의 시스템에 공급(12%)됐네요. IBM의 파워프로세서도 53개의 시스템에 사용되며 10.6%의 비중을 차지했습니다.

4. 인피니밴드 기술은 6개월 전 209개 시스템에서 226개 시스템으로 확대돼 사용됐네요. 반면 기가비트이더넷의 경우 6개월 전에는 207개 시스템에서 사용됐던 반면, 이번 순위에서는 188개로 오히려 줄었네요. 멜라녹스같은 회사의 매출이 늘어난 것은 이에 기인한 것이 아닐까 합니다.

5. 나라별로는 역시 미국이 여전히 슈퍼컴 강국 위상을 지켰네요. 상위 500대 슈퍼컴퓨터 중에서 자국 내 시스템이 251개를 차지하면서 6개월 전과 비슷한 수준. 유럽의 경우 105대로 아시아(123대)보다 낮은 수준을 차지했습니다.

6. 중국의 경우는 상위 500대 슈퍼컴 가운데 72대를 차지하며 예년과 비슷한 수준으로 미국에 이어 제 2위 슈퍼컴 강국에 올랐습니다. 그러나 전체 성능을 따져봤을 때는 일본이 2위.

7. 슈퍼컴 성능은 계속해서 좋아지고 있습니다. 500위권 중에 최하위 슈퍼컴 시스템은 6개월 전 60.8테라플롭의 성능을 보였던 것에 비해 이번 순위에서는 76.5테라플롭으로 상승. 상위100대 슈퍼컴 역시 6개월 전 172.7테라플롭이었던 것에 비해 241.3테라플롭으로 상승했네요.
2012/11/13 01:12 2012/11/13 01:12
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18일(독일 현지시간) 발표된 상위500대 슈퍼컴퓨터 리스트(top500.org)를 살펴보면 7개월(2011년 11월)전에 발표됐던 순위에서 상당한 변화가 있었음을 알 수 있습니다.

관련기사 슈퍼컴 강국 명예 되찾은 미국…우리나라는 50위권으로 또 떨어져

지난해에는 중국과 일본 등 아시아 국가의 슈퍼컴이 1위를 차지하는 등 강세를 보였다면, 올해에는 미국과 유럽 등이 자존심을 회복하는 모습을 보였습니다. 올해 1위는 미국 미국에너지부 산하 핵안보국 로렌스 리버모어 국립 연구소의 ‘세쿼이어’가 세상에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터로 선정됐습니다. 올해 상위 슈퍼컴 리스
트의 주요 이슈를 정리해 보았습니다.

#유럽 국가의 신규 진입


올해 순위에서는 미국을 비롯해 독일과 이탈리아, 프랑스 등이 10위권 내에 대거 포진했습니다.

물론 일본과 중국 등의 슈퍼컴도 10위권 내에 포함되긴 했지만,  올해는 독일 등 유럽 국가의 슈퍼컴 저력을 보여주었습니다. 4위를 기록한 독일 라이프니츠 전산센터의 슈퍼먹(SuperMUC) 시스템과 독일국가핵융합연구소의 주퀸(JuQUEEN)이 각각 4위와 8위에 랭크하며 저력을 보였습니다.

이탈리아의 경우도
시네카(CINECA)라는 IBM 블루진 기반의 시스템을 7위에 올리며 상위10위권에 순위를 올렸습니다.  이 역시 IBM 블루진 시스템 기반이군요.

반면 우리나라는 계속해서 순위에 밀리는 모습을 보였습니다. 기상청과 한국과학기술정보연구원(KISTI) 이외에는 이렇다 할 대형 슈퍼컴을 보유하고 있지 않기 때문에, 지속적으로 슈퍼컴 시스템을 도입하고 업그레이드하는 다른 국가에 비해 뒤질 수 밖에
없습니다. 기상청과 KISTI 슈퍼컴은 올해 각각 55위와 56위, 64위를 기록했습니다.

#인텔과 AMD, 떠오르는 엔비디아

이번 슈퍼컴퓨터에 탑재된 프로세서별 점유율을 보면, 여전히 인텔이 압도적인 수치를 기록했습니다. 500대 슈퍼컴 시스템 중 372개에 인텔 프로세서가 사용됐습니다. 74.4%의 점유율입니다. 그러나 이는 지난해 11월(76.8%)에
비해서는 다소 낮아진 수치입니다.

AMD 옵테론 프로세서가 그 뒤를 이어 12.6%의 점유율을 기록했습니다. 500개 시스템 중 63개에 AMD의 프로세서가 탑재된 것입니다. IBM의 파워 프로세서의 경우도 지난해 49개에서 올해 58개로 늘어나며 11.6%의 점유율을 기록했습니다.

한편 CPU와 함께 GPU를 탑재한 이기종 시스템도 올해 58개나 되었는데요. 이중 53개가 엔비디아의 칩을 사용한 것으로 나타났습니다.

#IBM vs HP vs 크레이, 아프로, SGI, 불

IBM은 여전히 올해 슈퍼컴퓨터 시스템에 절반에 가까운 약 213개에 사용됐습니다. 점유율도 42.6%에 달했습니다. 1위 슈퍼컴에도 IBM의 블루진이
사용됐습니다.

HP는 138개 시스템에 사용되며 27.6%를 차지하며 IBM에 뒤졌네요. 이밖에도 크레이와 아프로, SGI, 불 등이 각각 5.4%, 3.6%, 3.2%,
 3.2%의 점유율을 차지했습니다.

성능 측면에서 봤을때는 IBM이 역시 압도적인 모습을 보였습니다. IBM은 전체 500대 슈퍼컴퓨터 성능 중 47.5%를 차지했습니다. HP는 10.2%, 후지쯔는 2위에 K컴퓨터를 올리며 9.9%의 점유율을 기록했습니다. 크레이는 8.9%로 그 뒤를 이었습니다.

#국가별 시스템 점유


여전히 미국은 전체 500대 시스템 중 253개를 차지하며 슈퍼컴 강국으로의 면모룰 보였습니다. 특히 1위와 3위 등에 자사 시스템을 올리며, 지난해 중국과 일본 등에 빼앗겼던 명예를 되찾았습니다. 물론 수치상으로는 지난해 263개에 비해선 다소 떨어진 수치입니다.

유럽국가도 지난해 103개에서 올해 107개 시스템을 500대 순위에 올리며 소폭 상승했으며, 아시아 국가들도 작년 118개에서 121개로 높아졌습니다. 반면 중국은 지난해(74개)에 비해 올해는 68개 시스템으로 낮아졌네요.
2012/06/19 07:36 2012/06/19 07:36

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(사진은 한국과학기술정보연구원(KISTI)에 설치된 슈퍼컴퓨터 4호기)

지난해 11월 발표된 전세계 상위 슈퍼컴퓨터 500대 순위(top500.org)에서 아마존의 클라우드 서비스(아마존웹서비스, AWS)가 무려 42위에 오르는 일이 발생(?)했습니다.

즉, 일반적인 슈퍼컴퓨터처럼 대형의 하드웨어가 아닌 클라우드 컴퓨팅으로 구성된 가상시스템이 슈퍼컴퓨터 순위권에 진입한 것입니다.

순위에 오른 서비스는 AWS EC2 클러스터 컴퓨트 인스턴트로 1만 7024개의 코어(가상코어)로 구성돼 있고 계산 성능(RMax)은 240테라플롭스(Tflops)에 달합니다. 240테라플롭스는 1초에 240조번의 연산이 가능한 수치입니다. 현재 이 서비스는 유전자 분석 등에 활용되고 있다고 합니다.

슈퍼컴퓨터, 일반적으로 고성능컴퓨팅(HPC)이라고 부르는 이것이 위의 사례처럼 클라우드 컴퓨팅과 묘하게 포개지고 있습니다.

관련 업계에서는 클라우드 컴퓨팅과 HPC의 상호 관계에 대해서 다양한 분석을 하고 있습니다.

실제 지난해 12월에 미국 에너지성(DOE)에는 발간한 ‘마젤란 프로젝트(Magellan Project)’의 보고서에 따르면, 입출력(I/O)가 적은 애플리케이션의 경우 HPC 환경에서와 마찬가지로 클라우드 환경에서도 비슷한 성능을 낸다고 밝히고 있습니다.

특히 맵리듀스와 같은 클라우드 환경에 활용되는 프로그래밍의 경우, HPC에서 활용되는 과학기술 애플리케이션에 적합한 별도의 툴이 필요하다고 보고서는 지적합니다.

클라우드 컴퓨팅과 HPC는 물론 태생자체가 다릅니다. 이지수 한국과학기술정보연구원(KISTI) 슈퍼컴퓨팅센터장은 “실제 슈퍼컴퓨터와 클라우드 컴퓨팅 간에는 분명한 몇 개의 차이점이 존재한다”고 말합니다.

우선 가장 큰 차이점은 노드 연결망입니다. 슈퍼컴퓨터의 경우 최소 인피니밴드 스위치를 통해 시스템을 연결하는 것에 비해, 클라우드 서비스는 일반적으로 우리가 사용하는 인터넷을 통해 연결됩니다. 그만큼 슈퍼컴퓨터는 연결망이 중요합니다.

메모리도 중요한 차이점 중 하나입니다. 일반적으로 슈퍼컴퓨터는 데이터 집약적인 애플리케이션을 많이 돌리기 때문에 메모리를 많이 탑재합니다. 그러나 일반적인 퍼블릭 클라우드 서비스는 그렇지 않습니다.

이 센터장은 “퍼블릭 클라우드 서비스에서 HPC 애플리케이션을 돌려보면, 실제 성능이 나오지 않는다”고 설명합니다. 물론 전체 애플리케이션이 그러한 것은 아닙니다. 노드 간의 교신이 거의 필요없고 메모리를 많이 사용하지 않는 애플리케이션의 경우는 이러한 퍼블릭 클라우드 환경에서도 잘 돌아가지만, HPC에서 활용되는 대다수의 애플리케이션들은 그렇지 않다고 지적합니다.

예를 들어 유전자 분석과 같은 일부 애플리케이션은 클라우드 컴퓨팅과 궁합이 맞는 대표적인 과학기술 영역입니다.

실제 국내에서도 일부 업체들이 유전자 분석이라던가 금융 등 클라우드 서비스와 궁합이 맞는 성격의 것들을 경합하고 있습니다.

국내 슈퍼컴퓨팅 솔루션 업체인 클루닉스의 권대석 대표는 “슈퍼컴퓨팅은 클라우드 컴퓨팅을 통해 상승 효과를 낼 수 있는 킬러 애플리케이션이 될 수 있다”고 말합니다.

실제 이 회사는 최근 포스코와 한국가스공사 등에 슈퍼컴과 클라우드가 결합된 ‘HPC 클라우드’를 구축한 바 있습니다. 자체적인 클러스터링 기술로 수십 대의 x86서버를 연결하고 이를 SaaS 형태로 제공하는 것이지요.

권 대표는 “소프트웨어의 완성도가 향상되면서 클라우드화가 가능한 소프트웨어가 기계공학, 조선공학, 항공공학, 건설 토목 공학을 넘어, 자원공학과 바이오 분야까지 확대되고 있다”고 강조합니다.

현재로서는 퍼블릭 클라우드가 아닌 프라이빗 클라우드 컴퓨팅 구축 환경에서 HPC와의 결합은 가장 현실적인 것으로 보입니다.

2012/01/17 08:10 2012/01/17 08:10
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매년 ‘국제 슈퍼컴퓨팅 컨퍼런스(ISC)’에서는 전세계에서 가장 성능이 빠른 슈퍼컴퓨터들의 순위를 500위까지 발표합니다. 여기서 발표된 리스트는 매년 6월과 11월 두차례에 걸쳐 ‘top500.org’라는 사이트에서 공개합니다.

최근에도 순위가 발표됐지요. 우리나라가 보유한 슈퍼컴퓨터 중 가장 성능이 좋은 기상청의 슈퍼컴 3호기는 지난 6월 순위에서 밀린 31위와 32위를 차지했습니다.(순위가 2개인 이유는 똑같은 시스템 2개로 구성돼 있기 때문입니다. 한 대는 백업용으로 사용됩니다)

그런데 과연 우리나라의 슈퍼컴 순위가 30위권으로 떨어졌다고 해서 당장 IT 후진국으로 전락하는 것일까요. 만약 말레이시아나 태국이 우리나라보다 슈퍼컴 순위가 높으면 그 나라의 IT 수준이 더 높다는 의미일까요.

과연 슈퍼컴퓨터 1위를 했다고 해서 IT 강국이 되는 것일까요? 이러한 순위는 대체 무엇을 기준으로 매겨지는 것일까요. 대체 슈퍼컴퓨터의 기준은 무엇일까요. 순위가 높으면 무조건 좋은 것일까요?

또 슈퍼컴퓨터에서도 게임을 할 수 있을까요? 슈퍼컴퓨터의 가격은 얼마나 될까요?

이번 포스팅에서는 슈퍼컴퓨터에 대한 궁금증들을 정리해 봤습니다.

1. 슈퍼컴퓨터는 무엇일까?

그렇다면 대체 무엇을 슈퍼컴퓨터라고 부를까요. 단순히 성능이 좋은 컴퓨터를 슈퍼컴퓨터라고 부를 수 있을까요.

슈퍼컴퓨터는 말 그대로 초대형, 초고속 컴퓨터를 일컫습니다. 그만큼 슈퍼컴퓨터를 한마디로 정의하기는 쉽지 않습니다. 

보통의 컴퓨터보다 연산 속도가 수천 배 혹은 그 이상 빠른 컴퓨터라고 말할 수도 있지만, 슈퍼컴퓨터이란 사실 매우 상대적인 개념입니다. 컴퓨터의 성능이 발전함에 따라 한때 슈퍼컴퓨터였던 시스템도 어느 시점이 되면 더 이상은 슈퍼컴퓨터가 될 수 없게 됩니다.

예를 들어 기상청이 1995년 처음 도입한 일본 후지쯔의 VPX220-10이라는 슈퍼컴퓨터의 경우, 성능이 1.25기가플롭스(Gflops)에 불과합니다. 플롭스라는 단위는 1초에 부동 소수점 연산(덧셈, 곱셈 등)을 몇번 할 수 있느냐 하는 연산 횟수를 나타내는 단위입니다. 1.25기가플롭스는 1초에 12억 5000만번의 연산이 가능한 수치입니다. 이는 요즘에 출시되는 가정용 PC보다 훨씬 떨어지는 성능입니다.

최근 슈퍼컴 순위에서 1위를 한 일본 ‘K컴퓨터’의 경우, 무려 1초에 1경회(1경은 1조의 1만배)의 연산이 가능한 10.51페타플롭스 성능을 기록하고 있지요.

이처럼 슈퍼컴퓨터의 성능은 매년, 아니 매시간 높아지고 있기 때문에, 당시에는 슈퍼컴퓨터라고 불렸던 것들도 시간이 지나면 구시대의 유물로 퇴색하게 됩니다.

어쨌든 현재 기준으로 살펴봤을 때, 슈퍼컴은 일반적으로 대략 초당 30~50테라플롭스(TFlops) 이상의 속도로 연산을 수행하는 컴퓨터를 지칭하고 있습니다. 30테라플롭스는 1초에 30조번의 연산이 가능한 수치입니다.

참고로 현재 슈퍼컴퓨터 500위(11월 기준)에 해당하는 시스템의 경우, 50.9TFlops를 기록하고 있지요. 즉, 전세계 슈퍼컴퓨터 중 가장 낮은 순위를 기록한 시스템이 1초에 50조번의 연산이 가능하다는 것입니다.

2. 슈퍼컴퓨터 순위의 기준은 무엇일까? 무엇을 기준으로 슈퍼컴 순위를 매길까?

그렇다면 이 슈퍼컴퓨터 순위는 대체 무엇을 기준으로 매겨지는 것일까요.

우선 전세계 슈퍼컴퓨터 순위는 지난 1993년 이래 매년 두 차례(6월,11월) ‘Top 500 사이트 통계(http://www.top500.org)’를 통해 발표됩니다.

이는 슈퍼컴퓨팅 전문가인 미국 테네시 대학의 잭 돈가라(Jack Dongarra) 교수와 독일 만하임 대학의 한스 무이어(Hans Meuer), 미국 에너지국 산하 국립에너지과학컴퓨팅센터의 에릭 스트로마이어(ErichStromaier) 등에 의해 작성된다고 합니다.

일단 슈퍼컴퓨터 순위는 컴퓨터 시스템의 이론적인 성능은 배제하고, 슈퍼컴퓨터에서 실행되는 ‘린팩(LINPACK) 벤치마크’ 소프트웨어의 수행 결과치로 순위를 매기고 있습니다.

린팩은 포트란 프로그램 패키지입니다. 제한된 시간 동안에 수행할 수 있는 부동 소수점 연산의 덧셈과 곱셈의 수로써 결정되는 것입니다. 즉, 1초에 얼마만큼의 덧셈과 곱셈을 할 수 있느냐에 따라 순위가 결정됩니다.

3. 슈퍼컴퓨터는 주로 어디에 쓰일까?

1976년 미국 크레이사에서 개발된 ‘크레이-1’에서 현대적인 의미의 슈퍼컴퓨터가 시작됐다고 할 수 있습니다. 1980년대 초반까지만 헤도 주로 미국의 정부기관이나 대학교의 전유물로 사용되면서 극히 제한적으로 이용됐습니다.

그러던 것이 1980년대 중반 이후 계산과학 및 계산공학이 실제 물리 현상을 재현하고 예측 가능하다는 것이 검증되면서 다양한 산업분야로 급속하게 확산되기 시작하였습니다.

오늘날 슈퍼컴퓨터는 기상 예보나 원자력 연구, 지진 분석, 금융 등 자연과학 분야와 첨단 공학 분야뿐만 아니라 보험회사, 석유회사, 영화산업 등 다양한 산업분야에서 사용되고 있습니다.

예를 들어 IBM의 슈퍼컴퓨터인 ‘왓슨’의 경우, 현재 의료 부문에 도입되고 있습니다. 왓슨은 언어의 의미와 문맥을 분석하고, 정보를 신속하게 처리해 구체적인 대답을 찾을 수 있는 능력을 갖고 있기 때문에 의료진들의 의사결정에 도움을 줄 수 있다고 합니다.

방대한 정보 속에서 중요한 지식과 사실을 검색해 의사나 간호사들이 미처 생각지 못한 답을 제시함으로써 의료진의 생각과 가설 검증을 도울 수도 있지요,

이처럼 사실 슈퍼컴퓨터는 IT 솔루션이면서도, IT에서는 전혀 사용되지 않고 오히려 건설이나 토목, 자동차, 금융, 바이오 등 비 IT 부문에서 경쟁력을 강화할 수 있는 대표적 융합 기술로 자리잡고 있습니다.

슈퍼컴퓨터들을 활용해 한 나라 내의 많은 산업들이 보다 빠른 연구 결과를 얻을 수 있게 되기 때문에, 단순히 IT솔루션이 아닌 국가 산업의 발전에 많은 도움을 주고 있습니다.

4. 슈퍼컴퓨터 가격은 얼마나 될까?

시스템 구성에 따라 천차만별이겠지만 아무리 최소로 구성해도 몇천만원. 일반적으로 우리가 슈퍼컴퓨터라고 부르는 ‘상위500대’ 슈퍼컴퓨터들의 경우 몇십억~몇조원 수준입니다. 한마디로 무척 비쌉니다.

5. 슈퍼컴퓨터로도 게임을 할 수 있을까?

“슈퍼컴퓨터로 고스톱치냐”

기상청의 날씨예보가 틀릴 때마다 나오는 얘기입니다. 몇백억원 규모의 슈퍼컴을 도입하고도 왜 날씨를 제대로 맞추지 못하느냐에 대한 논의는 실제 시스템의 성능과는 별개의 문제입니다. 이는 단순한 슈퍼컴 자체의 문제가 아니라 그 위에 올라가는 소프트웨어와 인력의 문제이기 때문입니다.

어찌됐든 슈퍼컴퓨터에서는 일반 PC에서 하는 게임을 할 수 있을까요.

결론부터 말하면 가능합니다. 현재의 슈퍼컴퓨터들은 대부분 리눅스 운영체제(OS)로 구성돼 있습니다. 따라서 리눅스가 지원되는 게임들은 슈퍼컴퓨터에서도 가능하다고 볼 수 있습니다.


그런데 슈퍼컴퓨터로 게임을 했을 때, 더 빨라지느냐. 그건 아닙니다. 슈퍼컴퓨터에서 게임을 돌리면 더 빨라질 것 같지만, 실상은 그렇지 않습니다.

현재의 게임들은 단일 프로세서를 사용하게끔 만들어지는 반면, 슈퍼컴퓨터는 병렬 프로그래밍으로 구성된 다중 프로세서 기반의 시스템입니다.

슈퍼컴퓨터에서 게임을 보다 빠르게 돌아가게 하기 위해서는 게임 소스 전체를 바꿔야 합니다. 아예 처음부터 게임을 다시 만들어야 한다는 의미입니다.

6. 슈퍼컴퓨터 순위가 높다고 해서 IT강국일까?

우리나라에서 가장 성능이 좋은 기상청 슈퍼컴퓨터 3호기는 지난 6월 순위에서 각각 21위와 22였던 것에서 이번 11월 순위에서는 약 각각 1위씩 뒤로 밀린 31위와 32위를 차지했습니다.

단순히 순위가 뒤로 밀렸다고 해서 우리나라가 IT 후진국으로 전락했다는 의미일까요. 그렇다면 우리나라보다 순위가 높은 중국은 우리나라보다 IT 수준이 높을까요.

슈퍼컴퓨터의 순위 자체는 중요한 것이 아닙니다.

앞에서도 언급했듯이 슈퍼컴퓨터는 IT 솔루션이면서도, 실제 IT분야에서 사용되는 것보다는 건설이나 자동차, 금융 등 비 IT 부문의 경쟁력을 강화하는 대표적 융합 기술이고 소프트웨어 기술입니다.

즉, 슈퍼컴퓨터는 단순히 계산을 빠르게 해주는 기계가 아닌, 한 국가의 성장을 좌지우지할 수 있는 척도입니다.

슈퍼컴퓨터는 우리 주변 일상생활에서 흔히 볼 수 있는 자동차나 휴대폰 개발부터 석유탐사, 우주 탐구, 암호 해독, 기후 예측, 경기 변동 예측, 금융 상품 설계까지 엄청난 고부가가치 상품과 기술, 핵심 부품 소재를 만드는 데에 주로 이용이 되고 있습니다.

국가 연구기관이나 기업에서 새로운 제품이나 서비스를 만들기 위해 실제 실험을 하는 대신 슈퍼컴퓨터를 이용해 시뮬레이션을 돌림으로써 여기에 들어가는 시간과 자원을 단축시킬 수 있습니다.

이렇게 개발된 신제품이나 새로운 서비스들이 빠르게 출시될수록 기업들은 생산성을 높일 수 있고 이는 곧 한 국가의 경쟁력으로 이어지게 됩니다. 이러한 점에서 국가의 슈퍼컴퓨팅 파워의 중요도는 매우 크다고 할 수 있지요.

예를 들어 가정마다 1대씩 갖고 있는 김치냉장고 중 위니아만도의 ‘딤채’의 경우, 한국과학기술연구원(KISTI)의 슈퍼컴 활용을 통해 기존보다 빠른 시일 내에 출시된 제품입니다. 질병을 고칠 수 있는 신약을 어느 국가가 더 빨리 개발하느냐, 우주에 누가 더 탐사선을 빨리 보내느냐 등은 슈퍼컴퓨터의 활용을 통해 가능한 것입니다.

즉, 한 국가의 산업계나 학계에서의 슈퍼컴퓨터 활용도가 높아진다는 의미는 이를 통해 연구하고 있는 것들이 많아진다는 의미입니다.

작은 슈퍼컴퓨터(이것을 일반적인 용어로 고성능컴퓨팅(HPC)라고 부릅니다)를 사용하는 연구기관이나 기업들이 “이것으로는 안 되겠다”고 판단되면 국가 차원에서 더 많은 예산을 투입해 더 성능이 좋은 슈퍼컴퓨터들을 만들어 내게 됩니다. 계속 좋아지는 슈퍼컴퓨터들은 결국 top500.org의 순위에서 점점 더 높은 순위를 기록하게 됩니다.

중국의 경우, 몇 년 전만 해도 슈퍼컴퓨터 순위에서는 찾아볼 수 없었습니다. 그러나 지속적인 연구개발을 통해 현재에는 미국 다음으로 슈퍼컴퓨터를 가장 많이 보유하고 있는 국가가 됐습니다.

슈퍼컴퓨터 순위는 현재의 경제상황이나 국가 경쟁력과도 직접적인 연관이 있다는 것을 알 수 있습니다. 단순히 몇 위를 했다기보다는 500위 내에 몇 대의 슈퍼컴퓨터가 포진해 있느냐가 오히려 더 중요하다는 지적입니다.
2011/11/20 16:00 2011/11/20 16:00
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최근 대전 과학연구단지에 위치한 국가핵융합연구소에서는 최근 구축한 슈퍼컴퓨터에 대한 브리핑이 있었습니다.

관련기사 “국내 최고 수준 저전력 슈퍼컴 구축”…1초에 60조번 연산

흔히 국내에서 슈퍼컴퓨터이라고 하면 주로 기상청이 떠오르실 것입니다.

몇백억원 규모의 슈퍼컴을 도입하고도 왜 날씨 하나도 제대로 못 맞추냐며 연일 질타를 받았던, 슈퍼컴으로 고스톱치냐고 욕먹는 기상청 말입니다.  

이번 국가핵융합연구소에 구축된 슈퍼컴퓨터는 핵융합 에너지의 상용화에 쓰일 예정이라고 하는데요.

사실 핵융합에너지는 일반인들에게는 굉장히 생소합니다. 저 역시 마찬가지입니다. 핵융합 에너지라던가 플라즈마 현상 같은 내용은 이해하기가 쉽지 않은 것이 사실입니다.

그래서 이번에 핵융합연구소. 더 정확히는 연구소 산하의 ‘WCI 핵융합이론센터’에서 국민들의 피 같은 세금으로 구축한 슈퍼컴을 통해 대체 연구소에서는 무엇을 연구를 하는 것인지, 이를 통해 우리가 얻을 수 있는 효과가 무엇인지에 대해 알아봤습니다.

먼저 핵융합 에너지의 출현 배
경부터 살펴보면, 바로 기존의 화석연료를 대체할 새로운 에너지에 대한 수요입니다.

현재 세계 각국은 안정적인 석유와 천연가스 확보에 총력을 기울이고 화석연료를 대체할 새로운 에너지를 연구하고 있습니다.

우리나라의 경우 에너지 수입 의존도가 97%에 달하지만, 석유소비는 세계 7위, 전력소비는 12위를 기록하고 있는 만큼, 새로운 에너지 개발에 적극적으로 나서고 있습니다.

기름 한 방울 나지 않는 우리나라지만 에너지 소비량은 엄청나기 때문에, 만약 국제적인 에너지 수급구조에 문
제가 생기면 다른 어떤 나라보다 타격이 크다는 것입니다.

이 때문에 우리나라 뿐만 아니라 전세계가 주목하고 있는 미래 에너지 기술이 바로 핵융합 발전입니다. 우리나라는 핵융합 연구를 다른 국가들보다 수십년 늦은 1990년대 중반에 본격적으로 시작했지만, 독자적인 핵융합 연구장치 ‘K스타’를 제작하는 등 많은 노력을 기울이고 있다고 합니다.

그렇다면 핵융합 에너지는 어떻게 만들어지는 것일까요.

핵융합 에너지의 모델은 태양입니다. 즉, 이는 태양 안에서 일어나고 있는 핵융합 과정과 동일하게 만들어지는 에너지, 즉 태양에너지를 만들어내는 발전이라고 할 수 있습니다.

태양의 중심은 1억도 이상의 초고온 플라즈마 상태<사진>인데, 이 ‘플라즈마’라는 것은 고체나 액체, 기체가 아닌 ‘제4의 물질상태’로 원자핵과 전자가 분리된 자유로운 형태를 가리키는 것입니다.

플라즈마 상태에서는 수소처럼 가벼운 원자핵들이 융합해 헬륨 원자핵으로 바뀌는 핵융합반응이 일어나는데, 이 때 방출되는 엄청난 양의 에너지가 핵융합에너지입니다.

즉, 핵융합 전과 핵융합 후에 총 질량관계를 살펴보면 핵융합 전보다 핵융합 후가 더 질량이 가벼워지는 것을 볼 수 있는데, 이 감소된 질량은 엄청난 양의 열에너지 형태로 방출하게 된다고 합니다. 바로 이 에너지가 ‘핵융합 에너지’인 것입니다.

핵융합은 가장 효율이 높은 반응으로 인류가 지금까지 알아낸 어떤 반응도 핵융합보다 많은 에너지를 생산해내지 못한다고 합니다.

이는 핵분열 반응을 이용해 에너지를 얻는 원자력 발전과는 반대로, 핵융합은 핵분열보다 에너지 생산율이 훨씬 높다고 하네요.

쉬운 예를 들면, 핵융합 에너지에 쓰이는 중수소는 바닷물 1리터당 0.03g이 들어 있는데, 이 양만 가지고도 300리터의 휘발유와 같은 에너지를 낼 수 있다고 합니다.

지구에서 핵융합반응을 만들어 내려면, 태양과 같은 환경을 구축해야 하는데 1억도 이상의 초고온 플라즈마를 만들고, 이를 가두는 그릇 역할을 할 핵융합장치를 만들어야 하는 것입니다.

여기서부터 핵융합과 슈퍼컴과
의 상관관계가 나오기 시작합니다.

즉, 핵융합 에너지를 가장 효과적으로 얻으려면 플라즈마를 어떻게 조절하는지가 관건인데요. 플라즈마는 원자핵들끼리 좀 더 쉽게 충돌해 ‘핵융합’ 을 일으키게 하는 중요한 역할인만큼, 플라즈마의 움직임을 예측하고 관찰하는 것이 매우 중요합니다.

그런데 이 플라즈마 입자는 자그만치 100억개에 달합니다. 플라즈마의 열 전달 방법을 이론적으로 측정하기가 쉽지 않았는데, 이번 슈퍼컴퓨터의 구축으로 이 수치를 정확하게 시뮬레이션할 수 있게 된 것이지요.

엄밀하게 말하면
이번 슈퍼컴퓨터는 핵융합 플라즈마 난류 계산(gKPSP)을 위한 것입니다.

플라즈마는 되도록이면 안정적으로 유지하는 것이 중요한데, 이를 위해선 입자를 최대한 작고 움직임을 적게 하는 것이 중요합니다. 이번에 구축된 슈퍼컴을 통한 시뮬레이션을 보다 빠르게 돌림으로써 이러한 실험이 가능하게 되고, 핵융합 에너지 상용화 시기를 앞당길 수 있게 되는 것이지요.

물론 이와 함께 전반적인 기반 인프라 구축이 수행돼야 한다는 것과 개발 속도가 전체조건입니다만. 이경수 핵융합연구소장에 따르면 핵융합 에너지는 이르면 2040년경에는 상용화가 가능할 것이라고 합니다.

한편 이번 핵융합연구소에 구축된  HP 블레이드 서버 기반 슈퍼컴퓨터는 최근 발표된 ‘상위 500대 슈퍼컴’ 순위에서 423위를 차지했으며, 국내에서 소켓당 성능이 가장 높은 슈퍼컴 시스템이라고 합니다. 특히 냉수를 통해 열을 식힐 수 있는 수냉 방식을 택했기 때문에 전력 효율을 높인 것이 가장 특징입니다.

P.S 내용이 쉽진 않습니다만, 슈퍼컴퓨터가 어떤 용도로 쓰이고 있는지 이해가 가셨기를 바랍니다. 저도 이번 기회에 핵융합 에너지에 대해 공부좀 하게 됐네요.
2011/06/30 16:52 2011/06/30 16:52
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1993년 처음으로 전세계 상위500대 슈퍼컴 순위(www.top500.org)가 발표된 이래, 벌써 37번째 순위가 발표됐습니다.

20일부터 독일 함부르크에서 개최된 세계슈퍼컴퓨팅컨퍼런스(ISC 2011)에서는 또 다시 새로운 슈퍼컴퓨터들의 성능 경연이 펼쳐졌는데요. 해를 거듭할수록 전세계 슈퍼컴퓨터들의 성능은 가늠하기 힘들 정도로 높아지고 있습니다.

관련기사
전세계에서 가장 빠른 슈퍼컴은?…“이번엔 일본 K컴퓨터”

불과 6개월 전인 2010년 11월 발표됐던 제 36차 순위와 비교해 이번 37차 ‘상위 500대 슈퍼컴퓨터’들의 가장 큰 변화는 무엇일까요. 주요 이슈별로 짚어보았습니다.

1. 日, 슈퍼컴 최고 강국으로의 귀환

일본 고베에 위치한 리켄 응용과학연구소(AICS)의 ‘K컴퓨터(K Computer)’<사진>가 올해 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터로 선정됐습니다. 이에 따라 일본은 지난 2004년 이후 7년만에 슈퍼컴퓨터 1위 자리를 탈환하게 됐네요.

무엇보다도 K컴퓨터의 성능이 현재 가장 큰 이슈가 되고 있는데요. K컴퓨터는 후지쯔의 스팍64 VIII칩을 기반으로 제작됐으며 총 54만 8352개 코어로 이뤄져 있으며 성능은 린팩 벤치마크 기준으로 무려 8.2페타플롭스(PFlps, 1PFlps는 1초당 1000조번의 연산처리 가능)에 달합니다.

즉, 1초당 약 8200조회 계산이 가능하다는 것인데요. 이는 지난해 11월 순위에서 1위를 차지했던 중국의 슈퍼컴퓨터 ‘티엔허-1A’에 비해 무려 3배 이상 높은 성능입니다.

특히 K컴퓨터는 2위부터 5위까지의 슈퍼컴 성능을 합친 것보다 더 높은 성능을 보이고 있으며, 향후 일본 리켄 응용과학연구소는 초당 1경(1경은 1조의 1만배)회를 넘는 성능을 실현한다는 계획을 갖고 있다고 하네요.

그동안 일본 정부는 슈퍼컴퓨터 프로젝트에 대해 회의적인 반응을 보여 왔기 때문에 이같은 슈퍼컴 1위 자리 탈환은 다소 의외이기도 합니다. 어찌됐든 현재 일본의 슈퍼컴퓨터들은 최근의 자연재해에서 보여주는 위협 때문에 빠르게 변화하는 기상 상황 예측에 주로 쓰이고 있다고 합니다.

2. 엔비디아 GPU의 활약상

이번 전세계 상위 500대 슈퍼컴 리스트 중에서 2위와 4위, 5위에 오른 중국과 일본의 슈퍼컴은 모두 엔비디아의 GPU(그래픽처리장치)를 사용한 시스템이었습니다.

GPU는 빠른 연산이 필요할 때 오히려 CPU보다 더 뛰어난 성능을 보이기 때문에 현재 많은 슈퍼컴퓨터들은 CPU와 GPU를 혼용한 시스템으로 구성돼 있습니다.

이번에 발표된 상위 500대 슈퍼컴 순위에서 총 19대 시스템이 GPU 기술을 이용한 것으로 나타났습니다.

3. 중국의 슈퍼컴 막강 파워

비록 이번 순위에서 중국은 일본에 1위 타이틀은 빼았겼으나, 여전히 전세계 고성능컴퓨팅(HPC) 시장에서의 위상을 높이고 있습니다.

중국은 상위 500대 슈퍼컴 중 62대를 순위에 올리면서 파워를 점점 키우고 있습니다. 중국은 이제 미국에 이어 명백한 세계 제2의 슈퍼컴 강국입니다.

물론 여전히 세계 최고의 슈퍼컴퓨터 국가는 미국입니다. 규모면에서 아직까지는 중국도 미국에 훨씬 못 미치지요. 미국은 전체 시스템의 절반 이상인 256개 시스템을 차지하고 있지만 그 숫자는 점차 줄어들고 있습니다.

지난해 11월 순위에서 미국은 상위500대 슈퍼컴퓨터 중 274개를 차지했지만, 올해 순위에선 18개가 비해 줄어든 반면, 중국은 지난해 42대에서 20대 늘어난 62개의 시스템을 500위 내에 올렸지요.

지역별로 봤을때는 유럽이 총 125개를 차지해 여전히 아시아 국가들에 비해 높았습니다. 아시아 국가들은 6개월 전 순위에서의 84개 시스템에 비해 19개가 늘어난 103개를 기록했는데, 이 19개는 모두 중국의 시스템입니다. 일본은 작년과 마찬가지로 26개 시스템을 500위에 올려놓았습니다.

국가별로는 독일(30개), 영국(27개), 프랑스(25개)가 상위권에 머물렀으며 우리나라의 경우는 지난해 기상청이 구축한 슈퍼컴퓨터 3호기(해담, 해온)가 6개월 전 순위보다 밀리면서 각각 20, 21위를 차지했습니다. 또한 한국과학기술정보연구원(KISTI) 슈퍼컴 4호기는 지난해 24위에 비해 밀려난 26위를 기록했네요.

4. 인텔 vs AMD vs IBM

500위에 오른 슈퍼컴 중 77.4%가 인텔 프로세서를 기반으로 제작됐습니다. 시스템 숫자로 따지자면 전체 500개 중에서 무려 387개나 달합니다.

특히 하나의 CPU에 6코어까지 확장이 가능한 웨스트미어 프로세서는 500대 중 무려 169개 시스템에 장착됐네요. 이는 지난해 11월에 발표됐던 리스트에서 56개를 차지했던 것에 비해 엄청난 성장입니다.

이처럼 슈퍼컴퓨팅 시장에서도 인텔 프로세서의 파워는 계속 높아지고 있습니다. 반면 AMD는 전체의 13%를 기록하며 총 65개의 시스템에 탑재됐네요.

인텔, AMD에 이어 IBM의 파워 시스템도 총 45개의 시스템에 장착되며 9%의 점유율을 기록했습니다. 스팍(SPARC)과 NEC의 프로세서도 뒤를 이었습니다.

5. IBM vs HP

시스템을 구축한 업체별 순위를 살펴보면, 올해도 IBM이 상위 500대 슈퍼컴 중 절반 가까이에 해당하는 213개의 슈퍼컴에 자사의 시스템을 공급하며 1위를 지켰습니다. 점유유로 보면 42.6%에 달합니다.

뒤를 이어 HP가 153개의 슈퍼컴에 자사 시스템을 공급하면서 30.6%의 점유율을 기록했습니다.

이밖에도 크레이가 29개의 시스템을 차지하며 5.8%를 차지했는데요. 특히 크레이의 XT시스템 시리즈는 대형 연구기관들에 가장 인기있는 제품으로, 상위 10개 슈퍼컴퓨터 중 3개가 크레이를 선택했습니다. 델과 오라클은 각각 13개(2.6%), 12개(2.4%)를 차지했네요.

6. 쿼드코어 이상 프로세서가 절반 이상 차지

쿼드코어 프로세서는 이번 500대 시스템 중 절반에 가까운 46.2%를 차지했습니다. 이미 6코어 혹은 그 이상이 탑재된 프로세서의 사용율은 42.4%를 넘었지요.

한편 이는 6개월 전 발표됐던 순위에서는 상위 500대 슈퍼컴 중 가장 하위의 시스템의 성능이 31.1테라플롭스(Tflops)에 불과했지만, 올해에는 40.1테라플롭스로 높아졌습니다.

또한 상위 500대 슈퍼컴의 평균 코어수는 1만 5550코어로 이는 6개월 전의 1만 3071코어, 1년 전의 1만 267코어에 비해 확연히 그 개수가 많아졌음을 알 수 있습니다.
2011/06/21 16:51 2011/06/21 16:51
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▲사진출처는 한국IBM 공식 블로그, '스마트플래닛'

생각만 해도 무서운 일입니다.

그런데 이것이 가능할 지도 모르겠다는 생각이 서서히 들기 시작했습니다. 최근 미국 인기 퀴즈쇼 ‘제퍼디!’에서 IBM의 인공지능 슈퍼컴퓨터 ‘왓슨(Watson)’이 2명의 퀴즈 챔피언을 이겼다는 소식을 접하고 나서부터입니다.

관련기사 “컴퓨터가 인간 이겼다”…슈퍼컴 ‘왓슨’ 퀴즈쇼 최종 우승

경기가 끝난 후 제퍼디! 최대 우승자이였던 켄 제닝스는 “컴퓨터가 세상을 지배하기 시작했다“고 말하기도 했다고 합니다.

IBM의 슈퍼컴퓨터 ‘왓슨’은 IBM 창업주인 토머스 J 왓슨의 이름을 딴 것으로 2007년생
입니다.

왓슨은 IBM의 최신 파워7 기반 시스템을 기반으로 구동되며 막대한 양의 태스크와 데이터를 동시 처리하면서 실시간으로 정보를 분석하는 상당수의 특허 기술들이 포함돼 있습니다.
 
이전에도 체스 경기 등에선 슈퍼컴퓨터가 인간을 이긴 적이 있지만, 퀴즈쇼는 또 다른 영역입니다.

특히 제퍼디!의 경우, 질문 자체가 다소 복잡하고 진행자가 유머와 위트, 그리고 은유적인 표현을 자주 사용해 인간 출연자조차 이해하지 못하는 경우가 많다고 합니다. 그러나 왓슨은 많은 문제들을 나름의 사고를 거쳐 문제를 풀었고, 결국 우승을 차지했습니다.

이 때문에 IBM은 무척 고무돼 있는 것으로 보입니다.

2007년 왓슨이 처음 만들어질 때에만 하더라도 인간과 대결할 만한 능력을 보여주지 못했지만, 5년이 지난 현재 엄청난 진보를 보였고, 인터넷 연결 없이 그동안 습득한 정보들을 통해 인간과 대결을 펼쳤습니다.

단순히 정보 뿐만 아니라, 왓슨은 게임운영능력에 있어서도 똘똘한 면모를 보였다고 하는데요. 왓슨은 원래 자기가 찾은 답이 일정 수준의 신뢰도를 넘을 때에만 부저를 누르고 답을 말하게 돼 있었다고 합니다.

그러나 스스로 신뢰도 수준을 조절할 수 있어서, 자신이 다른 경쟁자들에 비해 많이 뒤쳐져 있을 때에는 신뢰도가 낮아도 일단 대답하는 등의 조절을 했다고
하네요.

한편 퀴즈쇼 둘쨋날 미국의 도시를 묻는 질문에서 왓슨은 캐나다의 도시 이름인 ‘토론토’라는 답을 말해 개발자들을 긴장시켰었는데, 실제로 미국 도시들 가운데서도 ‘토론토’라는 이름을 가진 도시가 많다고 합니다.

따라서 토론토라고 말한 것 자체가 완전히 틀린 답은 아니며, 다만 질문 중에 제2차 세계대전이라는 것과 연관을 못 시킨 것이라는군요.

어찌됐든 영화 터미네이터나 베르나르 베르베르의 소설 등에서 등장했던 것처럼, 인공지능 컴퓨터들이 인간을 지배하는 상황은 단순히 오지 않을 미래 모습 혹은 아주 먼 미래의 일이 아니라는 점입니다.

최근의 퀴즈쇼에서 보여줬던 것처럼 이제 컴퓨터들이 인간의 언어를 이해하는 단계에 이르렀고, 향후 계속해서 발전할 것으로 보입니다.

물론 왓슨의 개발자인 페루치 박사는 “언젠가 컴퓨터가 인간의 주인이 될 것이라는 걱정은 하지 않는다”며 “인간의 지능은 컴퓨터의 지능을 포괄할 것이며, 인터넷이 발명된 이후에 인터넷이 우리를 소비하는 것이 아니라, 우리가 인터넷을 소비하고 있지 않는가”라고 말한 바 있습니다.

그러나 이제는 사람들이 로봇에게 병을 진단받고, 법률 상담을 해주는 등 다양한 분야에 적용될 상황이 곧 올지도 모르겠습니다.

왓슨은 앞으로 공익을 위한 법률 상담 웹 사이트 등을 통해 상담을 해준다거나, 의료 분야에서의 자가진단. 관광객을 위한 도시 정보 제공 등 여러 분야에 적용될 것으로 보입니다.

IBM 측에 따르면, 향후 왓슨에 인간성(Humanity)을 적용해 인간의 다양한 문제를 해결할 수 있게 될 것이라고 하는군요.

한편 한국IBM의 공식 블로그인 스마터플래닛(http://smarterplanet.co.kr)에 포스팅된 글 중 재미있는 글이 있는데요.

이름하여 인간 대 컴퓨터. 그 대결의 역사 입니다

이 포스팅에는 1967년 MIT 출신 1세대 해커였던 리처드 그린블라트가 만든 맥핵(MacHack)이라는 체스 프로그램부터 시작해 현재의 ‘왓슨’까지에 대한 이야기가 있습니다.

그 중 재미있는 내용이 있는데, 이번에 ‘왓슨’과 대결을 펼친 켄 제닝스라는 인물에 대한 것입니다.

1974년생인 제닝
스는 제퍼디!쇼의 2004~5년 시즌에서 무려 74회를 연속으로 우승한 대기록 보유자인데, 이때 얻은 상금이 무려 250만 달러라고 합니다.

그런데 특이하게도 이 사람은 8살부터 20살이 될 때까지 서울에서 살았다고 하네요.(연희동에 있는 서울 외국인학교를 졸업했답니다)

최근 IT미래학자인 니콜라스 카가 출간한 ‘생각하지 않는 사람들’이라는 책을 보면, 디지털 기기
에 종속된 이후 우리의 사고하는 방식은 어떻게 변화하고 있는지, 글을 쓰는 방식과 읽는 방식은 어떻게 변화하고 있는지에 대해 적혀있습니다.

분명 인간에게 있어 가장 획기적인 발명품은 문자이며, 이를 통해 끊임없이 생각하고 발달해 왔습니다.

그러나 최근 기술의 발달로 이런 지식을 찾고 쌓아가는 일이 더욱 간편해졌으며 스마트폰, 태블릿 PC 등으로 인해 시공간의 제약마저 사라지고 있지요.

니콜라스 카는 이 책에서 “스마트를 상징하는 TGIF, 즉 트위터, 페이스북, 아이폰, 구글 등이 우리의 사고 능력을 빼앗고 있다”고 주장하고 있습니다.

컴퓨터와 인터넷에 대한 무조건적인 믿음과 무분별한 사용이 얕고 가벼운 지식을 양산하고 있으며, 트위터, 페이스북 등을 통해 정보나 의사소통 자체를 단순화, 분절화함으로써 깊이 생각하는 방법 자체를 잃어버린 뇌가 만들어지고 있다는 것입니다.

이처럼 퇴화된 뇌를 가진 인류가 앞으로 다른 종과의 싸움에서 질 가능성이 크고, 이는 결국 멸종될 수도 있을 것이라고 지적하고 있습니다.

책에서는 이런 위기를 피하기 위해서 최신 IT기술을 받아들일 때 우리의 지식과 사고능력을 지켜나갈 방법을 모색할 것을 제안하고 있는데요.

우리의 생활을 편리하
게 만들 수 있을 것으로 기대했던 인공지능 슈퍼컴퓨터들이 어느 순간 영화 터미네이터의 ‘스카이넷’과 같은 무시무시한 괴물로 변할 수도 있을 것이라고 생각하니 무서워지네요.

여러분은 어떻게 생각하시나요.
2011/02/18 15:02 2011/02/18 15:02
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국내 슈퍼컴퓨터의 역사는 한국과학기술정보연구원(KISTI) 슈퍼컴퓨팅센터의 역사와 같
이 한다고 할 수 있겠습니다. 17일 방문한 대전 KISTI 입구에는 슈퍼컴퓨팅 역사를 한 눈에 볼 수 있는 전시장이 있어서 마음껏 구경할 수 있었습니다.
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22년전 처음 도입됐던 KISTI 슈퍼컴퓨터 1호기<위 사진>는 크레이사의 제품으로 최고성능이 2기가플롭스(Gflops, 1초에 20억회 연산 가능), 장착된 CPU 수는 4개에 불과했었다고 합니다.

그러니까 당시의 슈퍼컴은 고작 현재 일반인들이 쓰는 PC의 성능에 못 미친다고 할 수 있겠습니다.

그러던 것이 22년 후인 2010년 현재, 최근 오라클(썬)에 의해 구축 완료된 KISTI 슈퍼컴퓨터 4호기는 1호기에 비해 무려 16만 배 이상 성능이 높아진 324테라플롭스(Tflops, 1초에 324조회 연산 가능)에 달하게 된 것이지요.

아, 여기서
플롭스(Flops)라고 하는 것은 슈퍼컴퓨터의 계산 속도를 나타내는 단위로, 1초에 덧셈·뺄셈·곱셈·나눗셈 등의 연산을 몇 번 할 수 있는지를 의미합니다.

예를 들어 1초에 곱셈을 2번
하면 2플롭스가 됩니다. 플롭스보다 100만배 빠르면 메가플롭스, 10억배는 기가플롭스, 1조배는 테라플롭스, 1000조배는 페타플롭스가 되는 것입니다.

최근 미국 뉴올리언스에서 발표된 전세계 상위 슈퍼컴 500대 리스트에서 1위를 차지한 중국의 ‘티엔허1-A’의 경우,
린팩 벤치마크(계산성능) 기준 2.57페타플롭스의 성능을 기록했었지요. 즉 ‘티엔허1-A’는 1초에 2570조번의 연산처리를 할 수 있다는 것이지요.

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다시 국내 슈퍼컴퓨팅의 역사로 되돌아가자면, 1988년 8월, 서울 올림픽 개최 시기와 맞물려 KISTI에 처음 도입된 슈퍼컴퓨터 1호기는 크레이-2S 시스템으로, 당시 구입가는  2400만 달러(한화로 약 273억원)에 달했다고 하네요.

도입 5년 후인 1993년 10월에 퇴역하게 된 슈퍼컴 1호기는 당시 무게만 2톤이 넘었다고 합니다. KISTI 홍보팀에 따르면 현재 KISTI의 건물 모형이 당시 슈퍼컴 1호기를 본따서 만든 것이었다고 하네요.

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이윽고 1993년 11월 구축된 슈퍼컴 2호기 역시 크레이사의 C90 시스템이었습니다. 이론 최고성능은 1호기보다 8배 향상된 16Gflops로, 탑재된 CPU 개수는 역시 4배 증가한 16개 불과했네요. 2001년 5월까지 사용된 슈퍼컴 2호기의 구입가는 3685만
달러(한화로 약 420억원)이었다고 합니다.

비교적 오랜 기간 사용됐던 슈퍼컴 2호기에 이어 2001년 6월과 2002년 1월에 도입된 슈퍼컴 3호기는 IBM의 p690와 NEC SX-5/SX-6 시스템이었습니다.
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이중 메인 시스템은 IBM p690(유닉스 서버)로 당시 이론 성능은 2호기에 비해 대폭 늘어난 4.3테라플롭스(Tflops)에 달했습니다. 탑재된 CPU 숫자 역시 2호기에 비해 42배나 증가한 672개였네요. 당시 구입가는 3000만 달러(한화로 약 342억원)에 달했다고 합니다.

슈퍼컴퓨터 3호기는 현재
광주과기원과 부경대 등 대학 및 연구소에 무상 기증된 상태입니다.

그리고 마침내 지난 2007년부터 3년간 총 6100만달러(한화로 약 700억원) 금액이 투자돼 2010년 11월 구축된 슈퍼컴퓨터 4호기의 경우, 3호기에 비해 1000배 가량 성능이 높아진 324테라플롭스(1초에 324조번의 연산 처리 가능)를 구현하게 됩니다.

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그런데 대체 슈퍼컴퓨터가 무엇이길래, 왜 중요한 걸까요?

사실 일반인들과는 슈퍼컴퓨터와는 큰 연관이 없을 것으로 보이지만, 현재 우리들이 누리고 있는 모든 기술 발전은 슈퍼컴을 통해 가능한 것입니다.

슈퍼컴퓨터는 우리가 주변에서 흔히 볼 수 있는 범용 컴퓨터의 상대 개념으로서 CPU(중앙처리장치)의 계산 속도와 주기억 장치의 기억용량이 당대의 기술로 구현 가능한 최고 성능의 컴퓨터를 말합니다.
    
계속되는 기
술의 발전으로 현재 슈퍼컴퓨터는 과거에 비해 그 성능이 상상할 수 없을 정도로 빨라지고 있고, 이를 통해 고도의 정확도를 요구하는 항공우주산업부터 초미세 반도체 디자인, 신약 개발, 일반 기업들의 신제품 출시가 더욱 앞당겨지고 있는 것입니다.

슈퍼컴퓨터이 중요한 이유는 바로 슈퍼컴퓨터를 이용한 계산과학이 기존의 이론이나 실험적 연구방식에 비해 큰 장점이 있기 때문이죠.

예를 들어, 연구개발을 통해 시제품을 제작하고 새로운 상품을 제작하기 위해서는 최소 6개월~몇년의 시간이 걸립니다. 수많은 실험과 수정과정을 거치는 대신 슈퍼컴의 엄청난 계산 성능을 활용해 무수히 많은 시뮬레이션을 단시간에 할 수 있다는 것이 그것입니다.

한가지 일례로 KISTI 슈퍼컴 3호기의 경우 위니아만도의 김치냉장고인 ‘딤채’의 신제품
개발을 도왔었다고 합니다. 코일의 위치에 따른 냉장고 효율성을 실험하기 위한 시뮬레이션을 슈퍼컴 3호기를 통해 돌릴 수 있었고, 이를 통해 예정보다 빠른 제품 출시가 가능했다고 하네요.

이처럼 현재 KISTI 슈퍼컴퓨팅 센터에서 행해지는 산업체의 연구개발이 매년 30~40건씩 진행되고 있다고 하는데, 결국 이렇게 개발된 제품들이 국내외에서 판매가 되고, 이를 구입한 소비자들이 제품을 통해 실생활에 도움을 받을 수 있게 되는 순환 구조를 갖게 되는 것입니다.

단순히 일반 산업체 뿐만 아니라, 유전자라던가 우주개발, 신약개발 등 보다 넓은 범인류학적 차원에서 슈퍼컴퓨터가 활용된다고 봤을때, 이는 인류의 미래나 행복과도 직결된다고 할 수 있겠죠.
2010/11/18 15:13 2010/11/18 15:13
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▲사진은 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터인 ‘재규어’


매년 6월과 11월, 2차례 발표되는 전세계 상위 500대 슈퍼컴퓨터 리스트가 지난 5월 31일 발표됐습니다. (관련기사 “中 슈퍼컴 파워 무섭네”…상위 500대 슈퍼컴 리스트 발표)

제 35차 ‘톱 500 슈퍼컴퓨터 리스트’에서 발표된 몇 가지 내용들을 정리해 봤습니다.

1. 슈퍼컴퓨터 성능 높아졌다

가장 낮은 순위의 슈퍼컴퓨터 성능이 지난해 11월 발표와 비교해 24.7테라플롭스(TF, 1테라플롭스는 초당 1조회 연산 처리)로 높아졌네요.

6개월 전 조사에선 RMax 기준으로 20TF였습니다. (참고로 국제슈퍼컴퓨터 학회에서 순위를 매길 때 늘 능장하는 것이 RMax와 RPeak인데, RMax는 애플리케이션을 돌렸을 때 실제 성능이며 RPeak는 계산/이론 성능입니다. 따라서 실제 순위는 코어수나 클럭 스피드가 아닌 RMax를 기준으로 매겨지는데, RMax는 ‘린팩(Linpack)’이라는 벤치마크 테스트를 이용해 계산됩니다. 일반적으로 RMax는 RPeak 성능의 80% 정도로 보면 된다고 합니다.)

2. 슈퍼컴 강국으로 급부상한 중국

세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터는 지난해 11월에 발표됐던 것과 마찬가지로 미국 오크리지 국립연구소의 ‘재규어’가 차지했습니다.

그러나 중국이 자체 개발한 ‘네불래(Nebulae, 성운이라는 뜻)’라는 슈퍼컴퓨터가 2위를 기록하며 전 세계를 놀라게 했습니다.

네불래는 중국이 자체개발한 ‘더닝 TC3600’이라는 슈퍼컴으로, 인텔의 제온 프로세서와 엔비디아의 테슬라 GPU가 탑재된 것입니다.

이로써 중국은 독일과 공동으로 제 4위의 슈퍼컴퓨터 강대국으로 등극했습니다.

국가별로 살펴보면 1위는 역시 미국으로 상위 500대 슈퍼컴퓨터 중 282대를 차지하며 선두를 유지했고, 2위는 영국(38개), 3위는 프랑스(29개), 공동 4위는 중국과 독일이 각각 24개의 슈퍼컴퓨터를 순위권에 올렸군요.

아시아 국가 중에서는 중국 다음으로 일본이 18개의 슈퍼컴을 500위권 내에 진입시켰습니다.

우리나라의 경우, KISTI의 슈퍼컴 4호기 중 MPP 시스템이 유일하게 500위 내에 진입했습니다.

상위권에 진입할 것으로 예상됐던 기상청 슈퍼컴퓨터 3호기는 현재까지 구축이 완료되지 않은 관계로 순위에 빠졌습니다.

기상청 관계자에 따르면, 오는 11월 순위에서는 5위권에는 진입할 것으로 예상된다고 합니다.

3. 인텔과 AMD

올해 순위에서도 인텔과 AMD의 프로세서 싸움은 여전히 계속됐습니다. 두 업체 모두 지난해 11월 조사 때와 비교해 탑재된 프로세서 수는 늘었습니다.

인텔의 경우, 상위 500대 시스템 중 지난해 11월보다 6개 늘어난 408개 시스템에 탑재돼, 81.6%의 점유율을 기록했습니다.

특히 인텔의 쿼드코어 프로세서인 네할렘-EP는 이번 순위에서 톱 500대 슈퍼컴퓨터 중 186개 시스템에 탑재됐네요.

네할렘-EP는 지난해 11월 조사에선 불과 95개의 슈퍼컴에 탑재됐었지만, 6개월 사이에 2배 가량 증가한 셈입니다.

AMD는 지난해 11월 순위와 마찬가지로 상위권에 자사의 프로세서가 대폭 탑재됐다고 밝혔습니다.

특히 자사 옵테론 프로세서 기반의 크레이 재규어가 여전히 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터로 기록했습니다.

‘재규어’로 명명된 미국 오크리지 국립연구소의 슈퍼컴은 크레이 XT5 시스템입니다.

이는 식스코어 AMD 옵테론 프로세서로 구성된 1.75페타플롭스(PF, 1PF는 1초당 1000조번의 연산처리)의 슈퍼컴퓨터이며, 총 25만개의 코어를 탑재하고 있죠.

세계 1위의 슈퍼컴 외에도 3위, 4위, 7위 등 상위 10대 슈퍼컴퓨터 중 4대가 AMD의 프로세서를 탑재됐으며, 10위안에 등재된 AMD 옵테론 기반 슈퍼컴퓨터 성능의 합은 4.2페타플롭스에 달한다는군요.

상위 500대 슈퍼컴퓨터 내에도 총 51대에 AMD 프로세서가 탑재됐다고 합니다. 이는 지난해 11월 발표 당시 42대였던 것에서 9대 늘어난 수치이지요.

반면 IBM의 파워 프로세서는 지난해 11월 52대의 슈퍼컴에 탑재됐던 것에서 올해에는 42대로 감소했네요.

한편 500대 슈퍼컴퓨터 가운데 쿼드코어 프로세서는 85%를 차지했고, 식스코어 및 그 이상의 프로세서들도 조금씩 늘어나 전체의 5%를 차지한 것으로 분석됐습니다.

4. IBM과 HP. 그리고 크레이

업체별로는 IBM이 상위 500대 슈퍼컴퓨터 중 196대(39.2%)를 차지하며 HP를 눌렀네요.

HP는 186대(37,2%)에 그쳤습니다.

6개월 전 순위에서만 해도 HP는 210개의 시스템을 ‘톱500’ 순위에 올리며 42%의 점유율을 차지했었지요. 당시 IBM은 186개 시스템으로 37.2%의 점유율에 불과했었습니다.

전체 성능 기준으로도 IBM이 전체의 33.6%를 차지했습니다. HP는 20.4%네요.

한편 크레이사의 XT 시리즈는 여전히 가장 인기 있는 슈퍼컴퓨터로 손꼽혔습니다.

크레이는 상위 500대 슈퍼컴퓨터 중 21대를 기록했으며, 특히 ‘톱 50’ 순위에서는 10개의 슈퍼컴이 크레이였습니다.

영국 BBC뉴스에서 알아보기 쉽게, 관련 뉴스들을 그래픽으로 만들었네요. 참고하세요.

In graphics: Supercomputing superpowers
2010/06/01 12:15 2010/06/01 12:15
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최근 국내 서버업계에는 슈퍼컴퓨터 4호기를 구축 중인 한국과학기술정보연구원(KISTI)이 곤란한 상황에 처했다는 소문이 나돌았습니다.

소문의 중심에는 한국썬마이크로시스템즈가 있었습니다.

슈퍼컴 4호기(약 730억원에 달함)를 구축 중인 KISTI는 이 중 한국썬이 구축한 핵심 인프라인 초병렬컴퓨팅(MPP) 2차 시스템이 올 초 기술적인 문제로 성능 검증이 지연돼 몇 개월째 서비스를 시작하지 못하고 있는데, 이것이 오라클과의 인수합병 때문이라는 내용인데요.

이를 해결해야 할 한국썬이 최근 오라클과의 통합작업을 앞두고 관련 프로젝트를 담당하고 있는 고성능 컴퓨팅(HPC) 부서를 없앴다는 소문이었습니다.

이 때문에 썬의 KISTI 구축 인력은 다 이탈해 이를 책임질 곳이 없어졌고, KISTI는 이러지도 저러지도 못하는 난감한 상황에 빠졌다. 뭐 대충 이런 내용이었습니다.

이야기를 지난 2007년으로 거슬러 올라가 보겠습니다.

KISTI는 지난 2007년 3월, 슈퍼컴 4호기 도입사업과 관련 대용량시스템부문(SMP)에 한국IBM을, 초병렬시스템(MPP) 사업자에 한국썬을 각각 선정한 바 있습니다.

이중 한국썬이 선정된 MPP 시스템이 핵심으로, 관련 사업에서의 수주경쟁은 무척 치열했습니다.

특히 당시 썬은 IBM이나 HP 등 여타 경쟁사들에 비해 고성능 컴퓨팅(HPC) 분야에서 역사가 짧고 레퍼런스가 부족했던 만큼, 사실상 어려운 게임이 될 것으로 예상됐었습니다.

그러나 썬 본사에서 아시아 지역 HPC 분야의 굵직한 레퍼런스를 만들기 위해 다방면에서 적극적인 지원을 약속한 결과, KISTI의 사업을 수행하게 됐습니다.

썬 본사에서는 관련 교육 및 기술 부분에서 확실하게 지원하겠다고 밝히면서 이는 KISTI와의 계약으로 이어지게 됐고, 미래는 장밋빛이었습니다.

어찌됐든 이후 KISTI는 관련 시스템을 1, 2차로 나눠 구축했고 이는 지난해까지 거의 완료됐었습니다.

현재 문제가 되고 있는 300테라플롭스 규모 초병렬컴퓨팅(MPP) 2차 시스템의 경우, 지난해 11월 세계 500대 슈퍼컴퓨터 리스트 중에서 14위에 오르는 등의 쾌거를 이루기도 했지요.

300테라플롭스는 1초에 300조회를 연산할 수 있는 성능으로 고성능 PC 1만여대를 동시에 구동하는 것과 같으며, 우리나라 인구 5000만명 전체가 10년 이상 계산기를 사용해 수행할 연산을 단 1분 만에 수행할 수 있는 속도라고 하지요.

그러나 이 시스템이 올 초 기술적인 문제로 성능 검증이 지연되면서 몇 개월째 서비스를 시작하지 못했고, 이것이 현재 한국썬이 처해있는 상황 때문이라는 것이었지요.
결론을 말하자면, 기자는 최근 KISTI의 슈퍼컴퓨터 인프라팀과의 통화를 통해 조만간 관련 문제가 해결될 것이라는 소식을 접했습니다.

KISTI 관계자는 이번 사항에 대해 “외부의 추측처럼 그러한 문제가 있었던 것은 절대 아니다”라면서 강하게 부인했습니다.

그는 “시스템 구축 규모 자체가 워낙 크다보니 설치 및 서비스가 다소 지연된 것은 맞지만, 이미 벤치마크테스트(BMT)를 완료했고 조만간 검수를 진행해 관련 내용을 언론에 알릴 예정”이라고 말했습니다.

이어 그는 “썬-오라클과의 인수합병 때문에 이번 시스템에서 곤란을 겪은 것은 전혀 없다”고 덧붙였습니다.
썬의 HPC팀 경우도, 최근 오라클과의 인수합병 때문에 소속만 바뀐 것이지 관련 업무를 담당하는 팀이 없어진 것은 아니라고 하더군요.

하긴 슈퍼컴퓨터와 같이 큰 프로젝트를 두고 관련 팀을 없앤다는 것은 상식적으로도 이해하기 힘든 일이지요.

뭐 자세한 속내는 모르겠습니다만, KISTI에서도 썬이 오라클과 합병될지는 꿈에라도 생각하지 못했겠죠.

하긴 미래라는 것은 그 누구도 섣불리 예측할 수 없는 것이지만, 적어도 그러한 문제 때문에 국가의 주요 인프라에 피해가 가는 일은 없어야 한다는 생각입니다.
2010/04/29 16:43 2010/04/29 16:43