ARM 기반 슈퍼컴이 최초로 1위 …TOP500, 2.8배 빨라진 슈퍼컴 1위 공개

전 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터에 일본의 후가쿠(Fugaku)가 이름을 올렸다. 전 세계 슈퍼컴퓨터의 성능을 기준으로 1위부터 500위까지 순위를 기록하는 톱500(TOP500)이 슈퍼컴 목록 55번째 버전을 발표했다. 이번에 1위에 오른 후가쿠는 기존 1위였던 서밋(Summit) 보다 약 2.8배 성능이 향상됐다.

 

일본 고베의 리켄 전산과학센터(R-CCS;RIKEN Center for Computational Science)에 구축된 후가쿠는, 린팩(LINPACK) 벤치마크로 측정한 초당 최대처리 속도(Rmax)가 415.5페타플롭(PFlop)이다. 이론상 낼 수 있는 최대 동작 속도(Rpeak)는 513.8페타플롭이다.

 

일본 고베의 리켄 전산과학센터(R-CCS;RIKEN Center for Computational Science)에 구축된 후가쿠, 415.53플롭의 린팩(LINPACK) 성능을 기록했다. (사진:후지쯔)

 

전 세계 슈퍼컴퓨터 순위를 집계하는 TOP500이 55번째 슈퍼컴퓨터 성능 순위 목록을 발표했다. 1위는 일본 고베의 리켄 전산과학센터에 후지쯔가 구축한 후가쿠가 이름을 올렸다. (자료:TOP500)

 

후가쿠는 48개의 코어를 가진 시스템 온 칩(SoC)인 후지쯔의 ARM 기반 A64FX 프로세서로 동작한다. 전체 시스템은 729만 9,072개의 코어로 구성되어 있으며, CPU의 동작 속도는 2.2GHz다. 인공지능이나 머신러닝에서 자주 사용되는 단일 정밀도 연산에서는 최대 1엑사플롭(1,000페타플롭)의 연산이 가능한 것으로 알려졌다.

 

후가쿠가 1위로 등극하면서 이제까지 1위를 고수했던 IBM의 서밋(Summit)는 자연스럽게 2위로 밀려났다. 서밋은   하나의 노드에 22개의 코어를 가진 파워9(Power9) CPU 2개와 6개의 엔비디아 테슬라 V100 GPU가 탑재된 4,356개의 노드로 구성되어 있다. 이를 통해 148.6페타플롭의 연산 속도를 제공한다.

 

3위는 94.6페타플롭의 처리 속도를 제공하는 미국 로렌스 리버모어 국립연구소에 있는 시에라(Sierra), 4위는 93페타플롭의 썬웨이 타이후라이트(Sunway TaihuLight)로 중국 NRCPC (National Research Center of Parallel Computer Engineering & Technology)에서 개발했다. 5위도 중국 국방 기술 대학이 개발한 티안헤-2A(Tianhe-2A)로 처리 속도는 61.4페타플롭이다.

 

| 자존심을 건 국가 간의 대결 슈퍼컴퓨터

 

TOP500에 이름을 올리는 것은 여러 가지 면에서 의미 있는 자존심을 건 대결이다. 슈퍼컴 세계의 노벨상이라고 비교할만한 TOP500 목록에서 얼마나 많은 슈퍼컴퓨터가 이름을 올렸는지, 그리고 얼마나 순위가 높은지에 따라 제조업체, 운영기관이나 기업, 그리고 해당 국가의 기술력과 자존심이 걸려 있기 때문이다.

 

그런 면에서 이번에 1위에 오른 후가쿠는 몇 가지 의미가 있다. 첫 번째는 처음으로 슈퍼컴퓨터 순위 1위에 오른 ARM 프로세서 기반 슈퍼컴퓨터라는 점이다. 지난 22일 애플이 맥 시리즈에 인텔 대신 ARM 기반 프로세서를 채택한다고 발표하면서, 각계각층에서 다양한 반응이 나오고 있다.

 

이런 때 세계에서 가장 빠른 컴퓨터가 ARM 프로세서 기반이라는 소식은 충분히 주목을 받을 만 하다. TOP500 목록에 있는 슈퍼컴 중에서 ARM 기반 시스템은 4개에 불과하다. 그중에서 3개는 후지쯔(Fujitsu)의 A64FX 프로세서를 탑재했고, 나머지 하나는 마벨(Marvell)의 썬더X2(ThunderX2)를 사용한다.

 

두 번째는 한동안 1위를 지키려는 미국과 1위를 차지하려는 중국의 싸움에, 일본이 소리 없이 1위에 입성하며 고지를 탈환했다는 점이다. 톱500에 이름을 올린 전 세계 슈퍼컴 중에서 중국이 226개의 시스템을 보유하고 있고, 그 뒤를 이어 미국이 114대를 운영하며 2위를 차지하고 있다.

 

일본은 슈퍼컴 보유 수량은 30대로 3위를 기록하고 있지만, 보유 시스템 수만 보면 2위인 미국과만 비교해도 84대가 적은 상황인데, 이번에 전 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터를 배출한 것이다. 다만, 국가별 전체 슈퍼컴퓨터의 처리 성능을 합산하면 미국이 644페타플롭, 중국은 565페타플롭, 일본은 530페타플롭으로 여전히 미국이 1위를 점령하고 있다.

 

| 제조업체에는 기술력과 운용 능력의 싸움

 

세 번째는 슈퍼컴을 제조하는 기업 관점에서 보더라도 이번 순위 변동은 주목할 만 하다. 중국은 레노버(Lenovo)가 180대, 수곤(Sugon)이 68대, 인스퍼(Inspur)가 64대의 슈퍼컴퓨터를 구축했다. 500개의 슈퍼컴퓨터 중에서 62.4%가 중국 업체에 의해 만들어진 셈이다.

 

하지만 제조업체가 만든 슈퍼컴의 전체 처리 속도를 기준으로 하면 성적표는 전혀 달라진다. 후지쯔의 경우 불과 13대의 슈퍼컴 시스템을 구축했지만 전체 시스템 성능을 합하면 478페타플롭으로 1위가 된다. 2위는 180대의 슈퍼컴을 제작한 레노버로 전체 처리 성능 합계 355페타플롭으로 2위에 올라있다.

 

미국 에너지부의 지원으로 미국 크레이와 AMD가 오크 리지 국립연구소에 구축 중인 슈퍼컴퓨터 ‘프런티어(Frontier)’. 1초에 1.5엑사플롭의 부동소수점 연산을 처리할 수 있는 슈퍼컴퓨터로, 기술과 시스템 개발에 약 6억 달러가 소요될 예정이다. (사진:www.ornl.gov)

 

슈퍼컴퓨터는 일반적인 개인용 컴퓨터나 서버 등의 컴퓨팅 시스템과는 많은 부분이 다르다. ‘컴퓨터’라고 부르지만 설계, 구조, 작동방식, 운영 등에서 매우 까다롭고 복잡한 기술과 과정을 요구한다. 그리고 이를 운영하기 위해서는 공간 설계, 전력 공급, 운영 노하우 등 다양한 인프라가 갖춰져야 한다.

 

그래서 TOP500 목록에 얼마나 많은 자사의 시스템의 이름을 올리고, 얼마나 높은 순위를 유지하는가는, 제조사의 설계부터 제조 및 운영 능력까지 모두 평가를 받는 중요한 요소다. 이번에 후가쿠가 1위에 이름을 올리면서 후지쯔는 슈퍼컴퓨터 분야에서 확고한 입지를 얻게 될 전망이다.

 

하지만 후카쿠의 전 세계 슈퍼컴퓨터 1위라는 영광은 그리 오래 가지 못할 것으로 보인다. 지난해 미국 에너지부가 오크 리지 국립연구소에 1.5엑사플롭(EFlop) 이상의 처리 능력을 갖춘 ‘프런티어(Frontier)’라는 슈퍼컴 구축 계약을 체결했기 때문이다. 프런티어 구축이 완료되면 후가쿠 보다 약 3.6배 처리 속도가 향상될 것으로 추측된다.

 

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