기존의 슈퍼컴퓨터에 비해 구축비용과 전력소모를 획기적으로 줄인 슈퍼컴퓨터 ‘천둥’이 국내 연구진에 의해 개발되었다.
천둥은 11월 12일 미국 솔트레이크 시티에서 개최된 ‘2012 슈퍼컴퓨팅학술대회(SC)’에서 뽑은 세계 500위권 슈퍼컴퓨터 톱 500에서 278위를 차지하였다.(http://top500.org)
서울대 이재진 교수(46세)가 주도한 이번 성과는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 추진하는 리더연구자지원사업(창의적 연구)의 지원을 받아 수행되었다.
국내에서 톱500에 포함된 슈퍼컴퓨터는 △기상청의 해온, 해담(77위, 78위) △한국과학기술정보연구원(KISTI)의 타키온 II(89위) 등 총 4대이지만, ‘천둥’을 제외하고는 모두 외국에서 들여온 것이다.
일반적으로 슈퍼컴퓨터의 계산 속도를 평가하는데 사용하는 프로그램(린팩 벤치마크)에 연구팀의 소프트웨어 최적화 기술을 적용하고 실행하여 측정한 천둥의 계산 속도는 106.8테라플롭스(TFLOPS)*에 이른다.
FLOPS(floating-point operations per second)는 컴퓨터 성능의 단위로 초당 몇 회의 배정도(倍精度) 실수 연산을 수행할 수 있는지를 알려주는 척도로(TFLOPS – 초당 1012회). 106.8테라플롭스(TFLOPS)는 초당 106.8조 번의 실수 연산을 수행할 수 있음을 의미한다.
만일 천둥의 규모를 3배로 키운다면, 기상청의 해담과 해온, KISTI의 타키온 II와 같은 수준의 성능을 달성할 수 있고, 구축비용도 절반 이하로 줄일 수 있다.
천둥은 시중에서 흔히 구할 수 있는 부품(CPU, GPU, 메모리, 마더보드, 인피니밴드 네트워크)과 연구팀이 자체 설계한 냉각 시스템을 이용해 제작되었다.
천둥의 노드 당 계산 속도는 1.907테라플롭스로, 톱500에 올라간 클러스터 구조의 슈퍼컴퓨터 중 2번째로 빠르고, 특히 GPGPU* 기술을 사용한 슈퍼컴퓨터 중에서는 가장 빠르다. 천둥은 다른 슈퍼컴퓨터들에 비해 적은 수의 노드를 사용해도 같은 성능을 낼 수 있어 구축비용이 절반 이하로 크게 절감되고, 차지하는 공간과 전력소모도 현저히 줄어든다.
GPGPU(General Purpose computing on GPU)는: 고성능 컴퓨팅을 위해 GPU를 그래픽 처리 대신 일반적인 계산을 위해 사용하는 기술. 많은 계산을 한꺼번에 수행할 수 있어 기존의 CPU보다 계산 속도가 빠르고 계산량에 비해 전력소모가 상대적으로 적은 장점이 있다.
최근의 슈퍼컴퓨터는 대부분 여러 대의 컴퓨터(‘노드’라 부름)를 빠른 속도의 네트워크로 연결한 클러스터 구조로 만들어진다. 천둥은 각 노드에 4개의 그래픽 처리장치(GPU)를 장착하고 자체 개발한 소프트웨어 최적화 기술을 적용하여 이들 GPU를 효율적으로 일반적인 계산에 사용하여 한 노드에서 많은 양의 계산을 한꺼번에 처리할 수 있도록 하였다.
노드 당 성능이 높아짐에 따라 전력효율도 크게 높아진다. 천둥의 전력효율은 와트당 약 1870메가플롭스(MFLOPS)로 지난 6월에 발표된 Green500 리스트*에서 세계 21위에 해당하는 수준이며, 오는 14일에 새로 발표되는 Green500 리스트에서도 상위권에 포함될 것으로 예상된다.
Green500 리스트는 세계 500위 슈퍼컴퓨터들을 전력효율에 따라 순위를 매긴 리스트. 매년 6월과 11월에 발표된다. http://green500.org
연구팀은 천둥의 설계를 바탕으로 국산 고성능 클러스터 시스템을 상용화할 계획이다.
이재진 교수는 “그간 우리나라의 슈퍼컴퓨터 연구개발은 톱500에서 돌아가며 1위를 하고 있는 미국ㆍ일본ㆍ중국 등의 슈퍼컴퓨터 강국들에 비해 매우 뒤쳐져 있었지만, 이번 연구를 통해 국내에서도 소프트웨어 기술을 바탕으로 비용과 성능, 전력효율 측면에서 세계 최고 수준의 슈퍼컴퓨터를 자체 개발할 수 있음을 확인했다”며, “슈퍼컴퓨터 기술은 IT 분야의 원천기술, 타 과학기술분야의 기반기술이 되고, 국가안보와 재난상황대처에 밀접한 연관이 있는 만큼 국가적 차원에서 독자적인 세계 최상위권 슈퍼컴퓨터 연구개발이 필요하다”고 연구의의와 향후 과제를 밝혔다.
<기사출처 | 교육과학기술부 보도자료>
