일본산업뉴스요약

클라우드 상에서의 두뇌 전쟁 (34)
슈퍼컴퓨터의 새로운 시대
‘헤테로지니어스’의 대두

-- IBM이 선도 --
최근 슈퍼컴퓨터의 성능 랭킹 ‘탑 500’에 지각변동이 일어나고 있다. 최근 수 년 간 중국 기업들의 공세가 두드러졌지만, 6월에 이어 11월의 랭킹에서도 미국 IBM이 미국에너지부(DOE) 산하의 오크리지국립연구소에 납품한 슈퍼컴퓨터 ‘서밋(Summit)’이 1위 자리를 차지했다. 세간에서는 순위 교체에 주목하고 있지만, 그 배경에 있는 기술 변동의 변화도 놓쳐서는 안 될 것이다.

11월의 랭킹에서는 1, 2위 모두 IBM의 슈퍼컴퓨터가 차지했다. 일본 기업으로는 산업기술종합연구소의 ‘AI브릿지 클라우드 인프라스트럭처(AI Bridging Cloud Infrastructure)’가 6월의 5위에서 7위로 하락했지만, 1, 2위의 IBM 슈퍼컴퓨터와 함께 슈퍼컴퓨터의 새로운 조류로 주목 받고 있다.

중국 기업들의 강점은 탑재 프로세서의 수로 승부하는 적재 방식이다. 소비 전력은 계속해서 높아지지만 중국 기업들은 그것을 기술의 힘으로 제압해 지금까지 1, 2위를 차치해왔다. 하지만 전력을 무한대로 사용할 수만은 없는 것으로, “적재 방식에는 한계가 있다”라고 일본 IBM의 마마다(間田) 서버시스템사업부 코그니티브시스템사업개발 AI추진부부장은 지적한다.

-- CPU+GPU --
IBM이 선도하는 새로운 조류라는 것은 중앙연산장치(CPU)의 ‘범용 프로세서’와 엑셀레이터의 역할을 담당하는 영상처리반도체 ‘GPU’의 조합이다. ‘CPU+GPU’라는 서로 다른 종류의 프로세서를 조합해 용도에 따라 각각의 처리를 분담하도록 하는 ‘헤테로지니어스(Heterogeneous)컴퓨팅’을 지향한다. 헤테로지니어스 컴퓨팅의 대두는 ‘단위 전력 당 성능’에 역점을 둔 기술의 흐름이기도 하고, 탑 500의 존재 의의를 다시 한번 생각해보는 계기라고 말할 수 있다.

슈퍼컴퓨터 개발 경쟁에서는 적재 방식 외에도 독자적인 기술이 결집된 전용 슈퍼컴퓨터의 존재도 눈여겨볼 필요가 있다. 이화학연구소와 후지쓰가 공동 개발한 슈퍼컴퓨터 ‘케이(京)’가 그 대표적인 예이다. 케이의 후속인 ‘포스트케이’의 개발도 순조롭게 추진되고 있다. 프로세서 간 통신을 효율화하는 상호 접속기술 ‘인터커넥트(Interconnect)’가 핵심 기술로, 포스트케이는 CPU 단체(單體)의 시작(試作) 개발을 거쳐 사양이 공개되었지만, 독자적인 인터커넥트 ‘Tofu’의 차세대 판을 포함해 전체 설계의 상세 내용은 공개되지 않고 있다.

-- 탈∙독자노선 --
탑 500을 보면, 인터커넥트는 Tofu 등의 독자적 방식과 함께 범용 방식의 ‘인피니밴드(InfiniBand)’와 인텔의 ‘옴니패스(Omni-path)’ 등이 있고, 각각 기술 진화에 성공했다. IBM이 채택한 것은 인피니밴드. IBM은 전용 슈퍼컴퓨터 개발이 아닌 독자적인 프로세서 ‘파워’, 미국 엔비디아의 GPU, 미국 베라녹스가 제공하는 인피니밴드의 조합을 선택, 3개 사가 연합해 DOE와 계약을 맺었다. 엔비디아는 GPU의 고속처리에 있어 프로세서 사이를 연결시켜주는 범용 통신규격 ‘NV링크’를 제창하고 있다. IBM은 NV링크를 가장 먼저 채택했다.

인텔의 프로세서와 GPU의 조합도 주류가 되고 있지만 인텔은 NV링크를 채택하지 않고 프로세서의 코어를 GPU처럼 세분화하는 ‘매니코어(Manycore)’방식을 선택. 옴니패스를 포함해 독자적 기술로 승부할 방침이다.

IBM도 이전이라면 독자노선으로 도전해나가겠지만, “하나의 기업만으로는 경제적 합리성이 성립되지 않는다”(마마다 부장)라고 판단. “각각 자신 있는 오픈 기술을 공유해 DOE가 제시하는 사양에 부합하도록 3사가 뜻을 모았다”라고 말한다.

매니코어의 설계 개념은 영국 ARM 사양의 프로세서에서도 주류이지만, 일본 IBM의 하드웨어사업 책임자인 아사미(朝海) 상무는 “매니코어에는 한계가 있어, IBM은 메인 프로세서를 이용한 시리얼 처리와 GPU를 이용한 병열 처리의 조합을 선택했다”라고 말한다. IBM이 내다보고 있는 것은 빅데이터 처리에 적합한 인공지능(AI)형 슈퍼컴퓨터이다. 앞으로 펼쳐질 탑500의 틀을 뛰어넘은 세계가 조금씩 모습을 드러내기 시작하고 있다.

 -- 끝 --