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1초에 100경번 연산...엑사스케일 컴퓨팅 시대 눈앞
1초에 100경번 연산...엑사스케일 컴퓨팅 시대 눈앞
  • 박남수 기자
  • 승인 2020.09.23 09:02
  • 댓글 0
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슈퍼컴퓨팅 컨퍼런스 개최
KISTI, ’누리온‘ 우수성 창출

엑사급 슈퍼컴퓨터 '프론티어'
오크리지 국립연구소서 가동
KISTI 슈퍼컴퓨터 누리온. [사진=KISTI]
KISTI 슈퍼컴퓨터 누리온. [사진=KISTI]

데이터 분석, 예측 모델 계산, 실시간 위험 분석, 모델링 등 인공지능(AI)을 활용한 기술이 본격적으로 시행되면서 이를 실행시키기 위한 대규모 데이터베이스가 축적되고 있다.

이를 빠르게 처리하기 위한 슈퍼컴퓨터 기술이 전 세계적으로 주목받고 있다.

엑사스케일(exascale)은 초당 100경 번의 연산을 수행할 수 있다.

이는 페타스케일 컴퓨터의 1000배에 이른다.

엑사스케일급 머신은 인간 두뇌와 비슷한 처리 능력을 가지고 있으며, 잠재적으로는 신경망과 같은 AI 활동 지원이 가능하다.

엑사스케일컴퓨터가 내년에 미국에서 등장할 예정이다.

미국과 중국은 엑사스케일급 슈퍼컴퓨터를 모두 HPC와 AI를 겸용으로 활용할 수 있는 형태로 구축할 예정이다.

최희윤 KISTI 원장은 "2021년 미국 오크리지 국립연구소에 세계 최초의 엑사 스케일급 슈퍼컴퓨터 '프론티어'가 구축될 예정"이라며 "중국과 일본, 유럽연합(EU)도 2022~2023년을 목표로 엑사 스케일급 슈퍼컴퓨터 개발에 박차를 가하고 있다"고 말했다.

과학기술정보통신부는 올해 고성능컴퓨팅 산업에 240억원의 예산을 편성했다.

국내 AI 산업에 실질적인 도움이 되는 데이터를 구축하기 위해 작년의 두 배 규모인 20종에서의 6000만건 이상의 머신러닝용 데이터를 구축·개방하겠다고 밝힌 바 있다.

국내에서도 한국과학기술정보연구원(KISTI)에서 엑사스케일 시대에 대비해 수천~수만 대 컴퓨팅 노드를 연결하고 대규모 성능을 확보하는데 필요한 시스템 확장성과 안정성, 최적화 기술 등을 확보하겠다는 계획을 발표했다.

한국과학기술정보연구원(KISTI)은 23일과 24일 양일간 ’2020 한국 슈퍼컴퓨팅 컨퍼런스’를 개최한다.

이번 행사를 주최한 KISTI는 이론 속도 25.7 페타플롭스(PF), 실측 속도 13.9 PF인 슈퍼컴퓨터 '누리온'을 보유하고 있다.

2018년 6월 구축한 국가슈퍼컴퓨터 5호기 ’누리온‘은 서비스 2년차에도 다수의 우수성과를 창출하고 있다.

누리온은 연산속도 25.7 PF(페타플롭스)로 톱500 순위에서 17위를 차지하고 있는 슈퍼컴퓨터이다.

페타가 10의 15승을 의미하므로 25.7 PF는 1초에 2.57경번의 실수 연산이 가능하단 뜻이다. 빛이 1미터(m)를 움직이는 아주 짧은 시간에 8570만번 실수 연산을 할 수 있는 속도다. 누리온은 도입 시점에는 세계에서 11번째로 빠른 슈퍼컴퓨터였다.

2018년 11월 개통식을 열고, 12월부터 본격적인 서비스를 시작한 슈퍼컴퓨터 5호기 누리온은 초기부터 연구자들에 잘 활용되고 있다. 약 2년이 지난 현재까지 160여개 기관 3000여 명의 연구자가 이미 437만여 건의 작업을 수행했다.

‘초고성능컴퓨팅 기반 R&D 혁신지원 프로그램’을 통해 엄선된 연구에 슈퍼컴퓨터를 무상으로 제공하고 있다. 협착이 있는 관상동맥 내 혈류 유동 분석과 예측 연구, 차세대 나노스케일 초고속 소자를 위한 2차원 물질 설계 연구 등 405개 과제를 선정해 총 92억 CPU 시간을 지원했다.

소재, 친환경 에너지, 바이오, 우주진화 등의 연구에서 국내 과학기술의 미래를 선도할 세계적 수준의 연구성과가 잇달아 나오고 있다. 2년이 조금 못 되는 기간의 정식 서비스를 통해 NSC급 저널 12편을 포함하여 총 275건의 학술논문을 유발했다. 평균 인용지수 6.32로 대부분의 연구결과가 최고 수준의 학술저널에 발표됐다.

세계 수준의 거대문제 해결을 위해 2500노드를 지원해 극한영역에서의 난류 열전달 현상을 세계 최초로 해석하여 온도 차이와 난류 강도에 따라 난류에너지 생성의 변화과정을 밝히고 열전달 현상의 특성 규명 등을 지원했다. 또한 연구자들이 거대문제를 효율적으로 수행할 수 있도록 십만 개 이상의 코어를 사용할 수 있는 고성능의 대규모 병렬처리 기술을 개발해 지원하고 있다.

5호기 구축으로 연구자들은 4호기 때보다 45배 이상의 코어를 활용 할 수 있게 됐고 사용시간도 25배 이상 늘어났다. 특히, 누리온은 99.5% 이상의 높은 시스템 가동률을 보임으로써 운영측면에서 세계 유수의 슈퍼컴퓨팅센터보다 더 나은 결과를 보여주고 있다.

황순욱 국가슈퍼컴퓨팅본부장은 “이번 2020 한국 슈퍼컴퓨팅 컨퍼런스 개최를 계기로 이제 코앞에 닥친 엑사스케일 시대를 맞이해 슈퍼컴퓨팅 초강국인 미국, 일본, 중국 등의 엑사스케일 컴퓨팅 개발 동향과 활용 방안을 잘 파악하고 또한 긴밀한 국제협력을 통해서 우리도 잘 대비해야 할 것이다”고 말했다.


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