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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
17일 발표된 2009년 하반기 전세계 슈퍼컴 500대 리스트에서는 역시나 인텔과 AMD, HP와 IBM의 박빙의 승부가 펼쳐졌군요.


먼저 인텔과 AMD를 비교해 볼까요?

결론적으로 말하자면, 전세계 500대 슈퍼컴퓨터 중 80% 이상에 해당하는 402개 시스템에 인텔 프로세서가 사용됐습니다. 그러나 최고 속도를 자랑하는 슈퍼컴 1~5위 중 4대에서는 AMD의 칩이 사용됐군요.

무엇이 더 우월한지는 모르겠지만, 그건 독자 여러분의 판단에 맡기겠습니다.

우선 인텔은 슈퍼컴 500대 리스트에서 전체의 80.4% 해당하는 402개 시스템에서 자사의 프로세서가 사용됐으며, 1~50위 중에서도 20개 시스템에 사용됐다고 밝혔습니다.

또 인텔 프로세서가 탑재된 402대 슈퍼컴 가운데서도 쿼드코어 프로세서가 379대 시스템에 쓰여졌네요.(실제로 이번 순위조사에서 쿼드코어 프로세서가 톱500 슈퍼컴에서 대부분을 차지한 것으로 나타났습니다. 500대 슈퍼컴퓨터 중 427개 시스템이 쿼드코어로 이뤄졌으며, 59개가 듀얼코어, 4개 시스템만이 싱글코어로 구성됐으니까요)

AMD는 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터로 발표된 미국 오크리지 국립연구소의 ‘재규어’(크레이의 XT5 시스템으로 구성)에 자사의 식스코어 AMD 옵테론 프로세서가 탑재됐다고 밝혔습니다.

세계 500대 컴퓨터 상위 5대 가운데 4대를 AMD 기반 슈퍼컴퓨터가 차지했다며 자랑스러워하고 있습니다.

특히 이중 5위에 오른 중국의 ‘티안허-1(Tianhe-1)’의 경우, ATI 스트림 기술 기반의 시스템 아키텍처와 인텔의 제온 프로세서가 혼합된 형태의 하이브리스 시스템으로 구축됐네요.

어째됐든 AMD의 옵테론 프로세서는 세계 500대 슈퍼컴 중 인텔의 1/10 수준인 42개 시스템(8.4%)을 구성하고 있는 것으로 나타났습니다.

한편 IBM과 HP의 경쟁도 역시 치열했습니다.

HP는 전세계 500대 슈퍼컴퓨터 중 210대의 시스템(42%)을 공급하며 IBM(186개 시스템, 37.2%)를 넘어섰군요.

그러나 성능 측면에선 IBM이 35.1%의 점유율을 차지하며 HP(23%)를 앞질렀네요.

이밖에 크레이와 SGI, 델은 각각 3.8%, 3.8%, 3.2%의 점유율을 각각 차지했으며, 성능 면에서는 크레이가 15.9%로 HP의 뒤를 이었습니다.

국가별로 살펴보면, 역시나 슈퍼컴 강국 미국이 500대 슈퍼컴 중 277개 시스템을 보유하고 있는 것으로 나타났으며, 유럽이 153개, 아시아가 50개로 나타났네요.

특히 아시아권에서는 중국이 21개 시스템, 일본이 16개, 인도가 3개 시스템 순이었습니다.

우리나라는 14위와 392위에 오른 한국과학기술정보연구원(KISTI)의 시스템 2개가 이번 500대 순위에 포함됐네요.(관련기사).

1~100위까지의 전세계 슈퍼컴퓨터 순위를 보시려면 여기를 클릭하세요
2009/11/17 17:29 2009/11/17 17:29