일본산업뉴스요약

슈퍼컴퓨터 필수품 시대 (하)
일본세, 성 에너지로 이긴다 – 벤처의 PEZY Computing, 세계 3연패  

슈퍼컴퓨터(슈퍼컴)의 최신의 계산속도 순위로 수위에 오른 중국의「神威太湖之光」. 국내의 관계자는「놀라운 것은, 그 정도의 계산속도를 가지면서도 (성 에너지 성능을 다루는 순위)『Green 500』에서도 3위에 올라간 것」이라고 지적한다.

이용자의 확대를 겨냥하여 표준적인 기술의 활용이 진행된 슈퍼컴에, 소비전력의 벽이 좁혀져 왔다. 5~10년후의 차세대 슈퍼컴을 목표로 구조를 발본적으로 변경하는 성 에너지 걍쟁이 시작되고 있다.

-- 원자력발전소 1기에 상당 -- 
국내의 슈퍼컴의 필두격인「京」은 13.6 메가(메가는 100만)와트, 약 3만세대분의 전력을 시용한다. 문부과학성은 2020년의 가동을 목표로 하는「Post 京」의 최대 100배의 성능향상을 목표로 한다. 현 상태의 에너지 효율로 경의 100배를 달성하려고 하면, 소비전력이 1기가(기가는 10억)와트가 된다. 이것은 원자력발전 1기분에 상당한다.

따라서 문부과학성은, 겨의 최대 100배의 성능을 30~40 메가와트의 전력으로 실현하는 것을 목표로 잡았다. 그를 위해서는 전력효율(1와트당 계산성능)을 30배로 높여야만 한다. 개발의 초점이 성 에너지 성능의 추구로 옮겨졌다.     

「페타 (페타는 1,000조) Flops(1초당 계산회수)급의 슈퍼컴을 통상의 사무실환경에 설치하는 것이다」. 슈퍼컴 업계에 선풍을 일으키고 있는 벤처기업, PEZY Computing(동경)의 사이토 사장은 이렇게 소개한다. 통상, 특수한 공조설비가 필요한 슈퍼컴을 PEZY사는 사원의 근무공간의 옆에 놓여져 있다.

PEZY(페지)는 15년 6월부터 슈퍼컴의 성 에너지 성능을 겨루는「Green 500」을 3연패 중이다. 최신의 순위로는 이화학연구소에 설치한「菖浦(Shoubu)」가 1와트당 매초 66억회를 기록하여 수위에 올랐다. 창포는 PEZY의 슈퍼컴「ZettaScaler」5대를 나열한 구성으로 매초 1,001조회의 계산속도를 자랑한다.

ZettaScaler를 PEZY에서 보니, 허리 정도의 높이 정도의 스테인레스로 만들어진  박스이다. 박스의 상부의 뚜껑을 열면 안을 들여다 보니, 전원과 통신 등의 대량의 배선으로 덮혀 있다. 그 밑에 컴퓨터기판이 꼽혀진 계산모듈이 비좁게 정열 되어 있다.

ZettaScaler의 최대의 특징은 기판이 노출된 계산모듈이 그대로 특수한 액체로 봉입되어 있는 것이다. PEZY는 스테인레스 박스를「액침조(掖浸槽)」라고 부르고 있다. 액체에 손을 대니, 약간 부드러운 감촉이었다. 미 3M의 불소계 불활성액체「Flourinert」를 사용하고 있다.

일반적인 공냉식의 컴퓨터는, 박스의 안에 공기를 넣어서, MPU(초소형 연산처리장치)에 부착된 방열판이라는 부품을 통해 열을 공기로 이동시키고 있다. 액체는 공기에 비해 극단적으로 열을 빠르게 전달한다. ZettaScaler에서는 MPU가 발생시키는 열을 액체가 효율 좋게 뺏어, 뜨거워진 액체를 실외기로 냉각시키고 있다. 공기를 빼내는 Fan이 불필요하여 소음이 없고, 공기를 많이 통과시키기 위해 남겨둔 공간도 줄일 수 있어 설치면적의 삭감으로도 이어진다.

계산모듈에 탑재한 MPU도 PEZY의 독자개발이다. 고기능의 코아(Core)를 고속으로 움직이게 하지 않고, 천천히 움직이는 심플한 Core를「超(초)」가 붙을 정도로 많은 수로 나열하는 구성방식을 택했다. 반도체의 소비전력은 동작주파수에 비례하여 증가하기 때문이다.

-- 전력 1/100 실현을 목표 --   
Core의 동작주파수는 1G정도. 한 개의 MPU에 1,000개를 초과하는 Core를 탑재하여,  저 전력으로 많은 수의 계산을 병행하여 실행 가능한 구성으로 하였다. 세계 1위의 神威太湖之光도 비슷한 방향을 택하고 있다.

「19년에도 1Exa(Exa는 100京) Flops의 슈퍼컴을 가동시키기 위해 준비를 진행하고 있다」고 사이토 사장은 말한다. 무선기술을 사용하여 비교되지 않는 스피드로 MPU와 통신하는 메모리, Core 수를 4배나 8배로 늘린 MPU 등을 개발하여,「지금의『京』과 같은 정도의 성능을 100분의 1의 전력으로 실현하는 슈퍼컴을 5,000만엔~1억엔에 손에 넣을 수 있게 하고 싶다」고 의욕을 나타낸다.

반도체제조기술의 미세화로 성능향상과 성 에너지의 은혜를 받아온 슈퍼컴은, 제한된 전력으로 어느 정도의 성능을 발휘할 수 있는지의 경쟁으로 바뀌어 가고 있다. 컴ㅎ퓨터 그 자체의 전력을 줄이고, 보다 냉각효율을 높이기 위해서는, 시스템 세부에 이르는 공부와 미조정이 빠질 수 없다. 일본기업이 자신으로 하고 있는「조정(타협)」의 문화를 살릴 수 있는 미래도 있을 것이다.

[급 성장의 중국]    
슈퍼컴의 세계랭킹「Top 500」에 들어간 시스템의 수에 이변이 일어났다. 대규모로 슈퍼컴을 급격하게 증가시켜온 중국에서 랭킹에 들어간 시스템은 168대로 올라가, 오랜 기간에 걸친 수로 타국을 압도해온 미국을 역전했다. 1년후에는 500시스템 중에서 300을 점할 것으로 보는 견해도 있다.「슈퍼컴의 성능, 설치 대수, 운영인재의 수에서 중국이 압도래 갈 것이다」. PEZY Computing 사이토 사장은 위기감을 느끼고 있다.

슈퍼컴의 시뮬레이션과 인공지능(AI)형 컴퓨터에 의한 학습과 분석의 반복에 의해, 에너지와 식료, 의료, 자연재해 등의 Grand Challenge(커다란 과제)를 근본적으로 해결 가능하다고 확신하고 있기 때문에, 중국은 적극적인 투자에 나선 것으로 보인다.

6월의 랭킹에서 1위가 된「神威太湖之光」의 MPU는 특수한 구조를 채용하고 있어,「성능을 발휘시키기에 고생한다」는 견해도 있다. 그러나 사이토 사장은「천재가 사용하면 상당한 성능을 발휘할 수 있다. 그러한 천재를 중국은 1,000명 단위로 양성해 오고 있다」고 지적한다.

슈퍼컴을 활용하여 국가나 기업이 제일의 성과를 끄집어 낼까? 슈퍼컴이 필수품이 된 시대의 앞에는, 슈퍼컴과 그것을 활용하는 인재의 투자규모를 겨루는 장면이 올지도 모르겠다.

           -- 끝 --