슈퍼컴퓨터 전쟁! 나라별 슈퍼컴퓨터 어떤 것들이 있을까?

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컴퓨터 중 연산처리 속도가 세계 500위 안에 들어야 얻는 타이틀, ‘슈퍼컴퓨터’. 슈퍼컴퓨터는 국방, 과학, 산업 등 다양한 분야에 걸쳐 핵심 역할을 수행하고 있습니다. 이러한 이유로 전세계 각국은 슈퍼컴퓨터 개발에 열을 올리고 있는데요. 그렇다면 세계에서 가장 빠른 컴퓨터의 소유국은 어디일까요? 또, 우리나라는 슈퍼컴퓨터 분야에서 어느정도의 위치에 서있을까요? 지금부터 슈퍼컴퓨터란 무엇인지, 각 나라별 슈퍼컴퓨터에는 어떤 것들이 있는 지에 대해 알아보겠습니다.



 

국가 기술경쟁력의 상징, 슈퍼컴퓨터란?


 

슈퍼컴퓨터란 계산 속도가 매우 빠르고 많은 자료를 오랜 시간 동안 꾸준히 처리할 수 있는 컴퓨터를 말합니다. 각 국가는 저마다 강력한 속도를 내는 슈퍼컴퓨터를 보유하고 있습니다. 슈퍼컴퓨터는 흔히 기상청에서 기후 예측을 하기 위해 쓰이는 것으로 많이 알려져 있는데요. 하지만 이외에도 국가안보, 우주 개척, 에너지 분야는 물론 바이오, 자동차, 항공 등의 다양한 분야에서 쓰이고 있습니다. 최근에는 인공지능(AI)과 사물인터넷(IoT) 등 4차 산업혁명의 기반으로도 활용되고 있습니다.




슈퍼컴퓨터는 크게 프로세서와 메모리 접근 방식에 따라 구분합니다. 프로세서는 스칼라 프로세서와 벡터 프로세서로 구분하고, 메모리 접근방식은 공유 메모리 시스템과 분산 메모리 시스템 등으로 구분할 수 있습니다. 하지만 대부분이 다수의 프로세서와 메모리를 함께 사용한다고 볼 수 있습니다.


그렇다면 이 시대 가장 빠른 계산 성능을 가진 컴퓨터는 무엇일까요? 이같이 모호한 기준을 정립하기 위해 ISC(국제 슈퍼컴퓨터학회)는 매년 두 차례 슈퍼컴퓨터 순위를 매겨 발표합니다. 컴퓨터의 성능을 표현할 때는 페타프롭스 (Petaflops)라는 단위를 사용하는데, 이는 1초당 1,000조 번의 연산처리를 기록합니다. ISC는 바로 이 페타프롭스를 기준으로 순위를 정하는데요. ISC가 발표한 목록에서 빠질 경우, 슈퍼컴퓨터로써의 수명은 다하는 것으로 보기도 합니다.


세계 최초의 슈퍼컴퓨터의 정의를 정립했던 컴퓨터는 1964년 발표한 CDC 6600입니다. 우리나라의 경우 1990년대에 본격적으로 슈퍼컴퓨터가 도입되었으며, 2000년대 들어 점차 확대되었습니다. 현재 국내에서 가장 빠른 성능을 보여주는 슈퍼컴퓨터는 기상청에 설치된 누리와 미리입니다.




_ 나라별 슈퍼컴퓨터 : 세계 최강의 슈퍼컴퓨터는 어디에 있을까?

 

 

하나. 중국 선웨이 타이후 라이트


세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터의 소유국은 바로 중국입니다. 중국은 현재 1, 2위의 슈퍼컴퓨터를 보유하고 있는데요. 1위는 선웨이 타이후 라이트, 2위는 텐허2입니다. 선웨이 타이후 라이트는 무려 41,000개의 칩이 들어 있으며, 93페타프롭스의 계산 능력을 기록하고 있습니다. 중국에서 자체개발한 선웨이 프로세서가 장착 되었고, 실효 성능이 93페타플롭스, 최고 성능은 무려 125.4 페타플롭스에 이릅니다.


선웨이 타이후 라이트는 상당히 상징적인 의미를 갖고 있습니다. 오랜 기간 1위를 지켜오던 미국을 넘어서며, IT분야에서 더 이상 미국에 의존하지 않겠다는 자부심을 드러내고 있기 때문입니다.

 


둘. 미국 타이탄


앞서 말했듯이, 오랫동안 슈퍼컴퓨터의 주도권을 가지고 있었던 미국이 중국에게 주도권을 조금씩 넘겨주고 있는데요. 하지만 미국은 여전히 상위 500위 슈퍼컴퓨터가 가장 많은 나라입니다. 무려 169개나 보유하고 있죠. 중국에게 1위를 내준 미국은 다시 2억5천만달러가 넘는 금액의 투자를 준비하고 있습니다. 여기에는 익히 알려진 휴렛팩거드, AMD, 크레이, IBM, 인텔, 엔비디아 등 5개사가 참여합니다.


한편, 현존하는 미국 최고의 슈퍼컴퓨터 타이탄은 17.6페타플롭스를 기록하며 4위에 자리하고 있습니다. 미국은 자체개발한 타이탄을 통해 코드 해독, 핵무기 개발, 석유 탐사, 자동차 설계 등 국가경쟁력을 좌우하는 중요한 임무를 수행해왔습니다. 또 역사상 가장 거대하고 복잡한 생체분자 시뮬레이션 또한 타이탄을 활용했었죠.


 

셋. 한국 누리 미리

 

▲출처 : 기상청



국내 슈퍼컴퓨터 중 가장 성능이 좋은 모델은 바로 누리와 미리입니다. 각각 53, 54위를 기록하고 있는데요. 누리와 미리는 기상예보는 물론 국가 정책 결정, 위험기상의 사전 대응능력과 강수 정량예보 개선에 도움을 주고 있습니다. 금액은 무려 442억으로, 2016년 기준으로 정부가 가진 물품 중에서 가장 비싼 물품이기도 합니다. CPU 코어는 10,752개로, 12코어 제온 CPU 896개로 구성되어 있습니다. 아쉽게도 GPU 활용능력은 부족한 편이라네요. 국내에서는 가장 뛰어난 성능을 보여주는 슈퍼컴퓨터지만 중국 선웨이 타이후 라이트 성능의 2.6%에 불과하다는 평을 받고 있습니다.



넷. 스위스 피즈다인트


스위스의 피즈다인트는 슈퍼컴퓨터 중에서도 에너지 효율이 뛰어난 것으로 알려져 있습니다. Cray XC30으로 만든 피즈다인트는 계산 능력이 19.6페타프롭스로, 유럽에서 가장 빠른 컴퓨터에 등극했는데요. 이후 GPU 기반 업그레이드를 통해 성능을 끌어올려 기존 8위에서 3위까지 상승했습니다.



다섯. 일본 오크포레스트-PACS


일본 최고 성능의 컴퓨터 오크포레스트-PACS는 인텔 제논 Phi 7250 68C 1.4Ghz CPU를 무려 8178개나 장착한 모델입니다. 일본은 7, 8위의 슈퍼컴퓨터를 보유하고 있는데요. 7위 오크포레스트-PACS는 13.6페타플롭스를 기록 중이며, 차세대 과학 기술 분야의 연구개발에 활용되고 있습니다. 현재 일본은 전산과학 및 고성능 컴퓨팅 분야의 인재를 육성하기 위해 노력 중이라고 합니다. 




슈퍼컴퓨터 전쟁: 왜 슈퍼컴퓨터에 투자하는가

 

 


 

그렇다면 세계는 왜 슈퍼컴퓨터에 집중하는 걸까요? 그중 가장 큰 이유는 슈퍼컴퓨터가 4차 산업혁명에 있어 가장 중요한 존재이기 때문입니다. 현재 4차 산업혁명의 핵심 요소라 불리는 인공지능, 사물인터넷, 빅데이터 등이 급속도로 개발·발전되고 있는데요. 이 분야에서 슈퍼컴퓨터는 선택이 아닌 필수가 되었습니다. 슈퍼컴퓨터를 활용하면 제품개발뿐만 아니라, 그동안 개척하지 못했던 다양한 분야의 첨단 시뮬레이션이 가능하다는 점에서 그 중요성은 날로 높아지고 있습니다.


현재 미국은 슈퍼컴퓨터 분야의 선두를 달리고 있는 중국에 위기의식을 느끼고, 천문학적 금액을 슈퍼컴퓨터 개발에 쏟고 있습니다. 슈퍼컴퓨터 기술 개발의 주도권을 뺏기게 되면 자칫 국가안보뿐만 아니라 제조업, 산업경쟁력, 에너지 및 지구과학 등에서도 모두 경쟁력을 잃을 수 있기 때문입니다. 슈퍼컴퓨터가 곧 국가경쟁력이라는 사실을 증명하고 있는 셈이죠.

 

하지만 해외와는 달리 국내에서는 슈퍼컴퓨터를 제대로 활용하지 못하고 있다는 평입니다. 4차 산업혁명이 가속화되는 지금, 대한민국의 새로운 역사를 만들기 위해 슈퍼컴퓨터의 성능을 높이는 것이 중요합니다. 뿐만 아니라 이를 어떻게 활용할 수 있는지에 대해 꾸준히 관심을 가져야 할 것입니다.


이처럼 4차 산업혁명을 견인하고 있는 슈퍼컴퓨터 시스템의 증가로 메모리 반도체의 수요 역시 늘어날 것으로 예상되는데요. 이에 따라 국내 메모리반도체 시장이 더욱 더 확대될 전망입니다. 앞으로 메모리 반도체가 슈퍼컴퓨터 시장에서 어떠한 활약을 펼칠 지도 기대가 됩니다.



바야흐로 슈퍼컴퓨터 전쟁의 시대입니다. 슈퍼컴퓨터가 미래산업을 좌우하는 역할을 하는 만큼, 전세계적으로 치열한 경쟁이 펼쳐지고 있는데요. 앞으로 우리나라가 IT강국을 넘어 슈퍼컴퓨터 강국이 될 수 있기를 기원합니다.



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