우리나라 슈퍼컴퓨터 현황과 세계 슈퍼컴퓨터 순위를 알아보자

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우리나라 슈퍼컴퓨터 현황과 세계 슈퍼컴퓨터 순위를 알아보자

 

오늘은 슈퍼컴퓨터(Super Computer)란 무엇이고, 세계 슈퍼컴퓨터 순위 등을 알아보고자 합니다.

 

어느 순간부터 슈퍼컴퓨터 순위를 선진국의 국가경쟁력이나 과학

기술의 수준의 척도로 보는 경향이 강해진 것 같습니다.

 

슈퍼컴퓨터를 이용하면 과학기술 연구에 비용과 시간이 크게 줄어들기 때문이죠.

우주의 생성비밀이나 유전정보 같은 분야에서는 슈퍼컴퓨터가 아니면 연구가 불가능하다고 합니다.    

 

이런 이유로 OECD 국가들은 슈퍼컴퓨터 개발에 집중하고 있고, 특히 미국과 중국은 그 경쟁이 과열되어 가는 양상입니다.

 

앞으로는 4차 산업혁명의 핵심인 인공지능, 사물인터넷, 빅데이터 등이 급속도로 개발, 발전되고 있기 때문에 이들을 감당할 수 있는 슈퍼컴퓨터의 중요성은 선택이 아닌 필수가 되어 더욱더 부각되고 있습니다.

 

슈퍼컴퓨터(Super Computer)는 연산처리속도가 엄천 빠른 속도를 가지고 있는 컴퓨터를 말합니다.

 

슈퍼컴퓨터 속도에 대한 특별한 규정은 없습니다.

 

다만, 1993년부터 매년 6월 유럽에서 ISC(International Supercomputing Conference)와 11월 미국에서 열리는 SC(Supercomputing Conference)에서 세계 모든 컴퓨터의 성능에 따라 500위까지 등수를 매기고 여기에 포함되는 컴퓨터를 슈퍼컴퓨터라고 불립니다.

 

ISC(국제슈퍼컴퓨터학회) 등에서 500위 권에서 벗어나면 슈퍼컴퓨터의 성능은 다한 것으로 간주한다고 합니다.

 

요즘의 슈퍼컴퓨터 속도는 Pflops로 측정하는데요.

FLOPS는 FLoating-point Operations Per Second를 말하는데 1초당 부동소수점 연산명령을 몇 번 실행할 수 있는지를 말합니다.

즉, 1초에 1,0000조번(10의 15승 : 페타, Peta))의 수학 연산처리를 한다는 의미입니다.

이 수치로는 얼마나 빠른지 잘 모르시겠죠?

 

요즘 가장 많이 사용하는 인텔 프로세스의 속도를 비교해볼까요?

 

8세대 프로세서인  인텔 i3프로세스는 17GPlops 전후, 인텔 i5 프로세스는 25GPlops 전후, 인텔(Intel) i7 프로세스는 속도가 53 ~ 560GFlops, 9세대 프로세서인 인텔 i9프로세스가 600~900GPlops 정도가 나옵니다.

 

여기서 GFlops는 10의 9승(기가 : Giga)으로 1초에 10억 번의 연산을 처리하는 것인데요.

 

 1PFlops는 1GFlops에 비해 10의 6승, 그러니까 100만배 빠른 컴퓨터입니다.

 

즉, i7 프로세스가 세계 1위인 중국의 선웨이 타후라이트의 93PFlops의 처리속도를 물리적으로 따라오려면 i7 프로세스가 장착된 컴퓨터 170,000 ~ 1,000,000대가 할 일을 처리할 수 있다는 얘기가 되는 겁니다.

 

대충 감이 오시죠? ㅎㅎ

엄청나게 빠르다는 사실은 확실하네요.

 

슈퍼컴퓨터 역사

세계 최초의 슈퍼컴퓨터는 1964년 미국 CDC의 세이무머 크레이(Seymour Cray)가 설계한 CDC 6600으로 알려져 있습니다.

당시 속도로 1MFlops의 속도로 현재의 개인용컴퓨터(PC)보다도 훨씬 느린 속도의 컴퓨터였으니 자랑스럽게 생각하시길...

 

지금 가지고 있는 PC가 30년 전에는 슈퍼컴퓨터급이었다는 사실이 놀랍지 않나요?

마이크로 프로세서의 성능은 18개월마다 2배씩 발전한다는 무어의 법칙(Moore's Law)이 아직까지 정확히 들어맞아 떨어지고 있다고 합니다.

 

이후 세이무머 크레이(Seymour Cray)는 CDC로부터 독립하여 독보적인 기술로 1970년대와 80년대를 이끌어 가다가 1993년에 Cray-3을 출시했지만 팔 곳이 사라져 파산하고 맙니다.

 

주 고객이었던 미 국방부의 냉전종식에 따라 예산감축과 핵무기 실험을 할 필요가 없어졌기 때문입니다.

당시의 Cray-3은 인텔 i7 프로세스 성능과 비슷하다고 합니다.

 

이후 국가별로 슈퍼컴퓨터 개발에 발 벗고 나선 상황으로 현대의 슈퍼컴퓨터는 수백만 개 이상의 코어를 탑재하고 있고, 시간이 지날수록 수요는 폭발적으로 증가할 것으로 보입니다.

 

이렇게 빠르고 비용이 많이 들어가는 슈퍼컴퓨터는 도대체 어디에 사용할까요?

슈퍼컴퓨터의 용도는 무엇일까 알아보겠습니다.

 

슈퍼컴퓨터는 대용량 병렬처리를 요구하는 분야에서 주로 사용하고 있는데요.

(병렬처리 : 복수의 프로세서를 가지고 있는 컴퓨터에서만 실행하는 처리방식)

 

먼저 군사용으로는 이지스함에서 다수의 목표물에 대한 동시교전 능력과 무기관제, 탄도계산에 사용합니다.

그리고 동영상 인코딩, 3D 렌더링 등에도 사용하죠.

 

아울러 핵실험 시뮬레이션이나 워게임, 지구과학(우주 시뮬레이션)과 생물학(DNA분석 등), 물리학(전산유체역학), 화학(고분자분석), 수학(연산, 암호해독 등) 등의 과학연산에도 사용합니다.

 

지구과학/물리학/수학 등 모든 분야가 망라된 미분방정식을 처리하는 기상청 등의 날씨 예측시스템에도 활용하고 있습니다.

 

 

마지막으로 주가예측과 기술시연에도 활용을 하고 있는데요.

 

몇 년 전 이세돌과 세기의 바둑대결을 한 '알파고'가 슈퍼컴퓨터였고, 

IBM에서 만든 '왓슨(Watson)'이라는 퀴즈쇼 참여컴퓨터도 슈퍼컴퓨터입니다.

인간과 체스게임을 펼쳤던 '딥 블루'라는 컴퓨터도 빼놓을 수 없겠네요.

 

앞으로 슈퍼컴퓨터의 활용분야는 더욱 넓어질 것으로 예상됩니다.

빅데이터(Big Data)를 처리하기도 하고, 온라인 게임용으로 사용되기도 하는 등 분야가 확대될 것으로 보입니다.

 

그러면 가장 최근인 2018년도 6월 기준(ISC)의 전 세계 슈퍼컴퓨터 순위는 어떤지 알아보겠습니다.

2018년도 슈퍼컴퓨터 순위가 요동쳤네요.

 

1위는 미국 IBM과 엔비디아가 개발한 IBM 서밋(IBM Summit, 122.3PFlops)

2위는 중국의 타이후라이트(TaihuLight, 93PFlops)

3위는 IBM 시에라(IBM Sierra, 71.6PFlops)

4위는 텐허-2A(Tianhe-2A, 61.4PFlops)

5위는 AI Bridging Cloud Infrastructure(ABCI)(19.9PFlops)

6위는 스위스의 피즈다인트(Piz Daint, 19.6PFlops)

7위는 미국의 타이탄(Titan, 17.6PFlops)

8위는 미국의 쉐퀘이아(Sequoia, 17.2PFlops)

9위는 미국의 트리니티(Trinity, 14.1PFlops)

10위는 코리(Cori, 14PFlops)

 

11위는 대한민국의 누리온(Nurion, 13.9PFlops)

12위는 일본의 오크포리스트(Oakforest, 13.6PFlops)

 

13위는 이탈리아의 HPC4

14위는 프랑스의 Tera-1000-2

.......

75위는 한국의 누리(Nuri, 2.9PFlops)

76위는 한국의 미리(Miri, 2.9PFlops)

 

(442억원으로 2016년 기준으로 정부가 가진 물품 중 가장 비싸다고 하나, 중국의 타이후라이트 성능의 2.6%에 불과하다고 합니다)

....

450위 한국의 HP Apollo XL

454위 한국의 Cluster Plaform DL380

471위 한국의 Cluster Plaform DL380

 

더 자세한 슈퍼컴퓨터 순위 1~500위까지는 SC슈퍼컴퓨터 순위사이트, ISC 슈퍼컴퓨터 순위에서 확인하시기 바랍니다.

 

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미국 IBM사의 서밋(Summit)이 초당 1경 2천조회 연산처리속도(122.3PFlops)를 달성해서 중국의 타이후라이트보다 빠른 슈퍼컴퓨터가 1위에 올라 5년 만에 왕좌를 탈환했다고 합니다.

 

서밋은 30년간 PC가 처리할 수 있는 일을 1시간 만에 처리할 수 있는 능력으로 서밋은 인공지능(AI) 기반의 대용량 데이터 처리기술이 적용되고, 중앙처리장치(CPU)가 9,216개, GPU가 27,648개가 사용됐으며 테니스장 두 개 크기를 자랑한다고 합니다. 

 

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참고로 미국과 일본, EU는 엑사플롭스(EFlops, Exa, 10의 18승) 슈퍼컴퓨터를 2021년까지 개발하기로 하고, 여기에 미국은 2,900억원을 투자하고 있다고 합니다.

 

EFlops는 PFlops의 1,000배 이상의 속도(초당 100경번 연산)를 자랑하는 규모입니다.

 

우리나라의 슈퍼컴퓨터 현황은 어떨까요?

 

2001년에 세계 TOP 500 슈퍼컴퓨터 목록에 우리나라 컴퓨터는총 16대가 등재되었었습니다.

 

하지만 현재(2017년 11월 기준)는 위에서 보신 것처럼 기상청의 누리와 미리가 각각 75위, 76위에 기록되어 있고, 500위 안에는 민간기업 3대를 포함하여 총 6대만 등재가 되어 있습니다.

해마다 500위 안에 슈퍼컴퓨터 대수가 줄어들고 있는 상태인 것이죠.

 

다행히 금년 6월에 국산기술로 만든 누리온(Nurion)이 당당히 11위에 랭킹이 되었네요.

그리고 국내 슈퍼컴퓨터들은 GPU 등의 가속기를 탑재한 시스템은 없고, 모두 전통적인 CPU를 탑재한 시스템만 보유 중입니다.

 

우리나라 슈퍼컴퓨터 역사는 1988년부터 시작되는데요.

한국과학기술정보연구원(KISTI) 산하 시스템공학연구소의 크레이사의 Cray-2S 시스템이 우리나라 최초의 슈퍼컴퓨터라고 합니다.

 

이후 1993년에 슈퍼컴퓨터 2호기인 18GFlops 성능의 Cray-C90이 도입되었고, 현재까지 4호(2010년 도입 당시 세계 15위에 해당)까지 있습니다.

 

 

기상청에서는 현재까지 4호기까지 있는데 3호기는 2010년 세계 19위, 20위에 올랐던 해온과 해담으로 이제 그 반열에서 물러났고, 4호기로 누리와 미리가 자리하고 있습니다.

 

누리온은  KISTI(한국과학기술정보연구원)는 그동안 분자모델링, 전산유체역학, 기상 기후 모델링 등 전통적인 슈퍼컴퓨터 활용 외에도 지능정보사회의 핵심기술인 빅데이터 분석이나 기계학습 분야에 사용할 계획이라고 합니다.

 

아울러 연간 총유지비는 40억원이고, 전기요금만 25억원에 달할 뿐만 아니라 규모도 커서 전용건물을 지어 입주했다고 합니다.

 

5호기 도입으로 4호기(2011년 가동)는 대학과 연구기관으로 무상이전된다고 합니다.

 

앞으로도 우리나라는 2022년까지 추진되는 제2차 국가초고성능(HPC)에서 국가 차원의 슈퍼컴퓨터 개발을 하고 있다는 소식도 있고,

기상청도 2020년까지 600억원을 투입해 기상청 슈퍼컴퓨터 5호기를 도입한다고 합니다.

 

 

슈퍼컴퓨터는 그 나라의 과학기술의 척도인만큼 우리나라도 앞으로 4차 산업혁명에 필수적인 슈퍼컴퓨터 활용방안과 수요를 분석해서 OECD 국가들에 뒤지지 않는 정책과 발전이 있어야 되겠습니다.

 

(참고자료 : Naver 지식백과, 중도일보 기사(2018.3.9), 나무위키, https://www.top500.org 등)

 

 

지금까지 슈퍼컴퓨터에 대한 모든 것

슈퍼컴퓨터 정의부터 역사, 순위, 세계와 국내 현황 등에 대해 알아봤는데 도움이 되셨나요?

 

감사합니다.

 

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