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Nikkei X-TECH_2021.7.20

일본의 후가쿠, 슈퍼컴퓨터 랭킹 'TOP 500'에서 3연패 달성
11월 데뷔하는 미국의 엑사급 기종이 정상 탈환을 할 것인가?

고성능컴퓨팅(High Performance Computing, HPC)의 제57회 국제 회의 ‘ISC2021’에서 6월 28일, TOP500(Linpack 배정도 연산 성능)이 발표. 후지쓰와 이화학연구소의 HPC 머신 ‘후가쿠(富岳)’가 3연패를 달성했다. HPCG(High Performance Conjugate Gradient, 실제 애플리케이션 성능), HPL-AI(High Performance Linpack Artificial Intelligence, 인공지능 애플리케이션 성능: Linpack 단·반정밀도 연산 성능), 그래프500(빅데이터 부하 처리 성능)을 포함한 4관왕을 3회 연속 차지했다. 개발 및 제조에 1,100억엔을 투입해 얻은 성과이다.

-- 엑사스케일(Exascale)의 3기종 등장 --
최근 HPC의 개발 경쟁은 뜨거워지고 있다. 미국 에너지부 관할 연구소에 구축되는 1대 당 5억~6억 달러가 투입된 3기종 중 1~2 기종이 11월에 개최되는 HPC 국제회의에서 데뷔한다. 후가쿠가 적어도 TOP500의 선두를 내줄 공산이 크다.

데뷔가 확실시되고 있는 것은 오크리지국립연구소의 ‘프런티어(Frontier)’. 미국 AMD의 CPU/GPU의 하이브리드 아키텍처 슈퍼컴퓨터로, 오랜 역사를 가진 HPC 전문업체 미국의 크레이(Cray)를 인수한 미국 휴렛팩커드엔터프라이즈(HPE)가 개발·제조를 담당한다. Linpack 배정도 연산의 논리 성능(피크 성능)은 1.5 엑사플롭스(1엑사플롭스는 1초에 100경번 이상 연산 가능)가 될 것으로 알려져 있다. 하이브리드 슈퍼컴퓨터의 효율성을 70%정도라고 본다면 실측치는 1엑사플롭스로, 후가쿠의 2배 이상을 달성할 전망이다. CPU만의 후카쿠의 효율성은 82.3%, 1세대 전의 ‘케이(京)’는 93.2%였다.

아르곤국립연구소가 인텔에 발주한 ‘오로라(Aurora)’는 인텔의 CPU/GPU 하이브리드 슈퍼컴퓨터이다. 이것도 HPE/크레이가 조립해 납품한다. 피크 성능은 1.3~1.5엑사플롭스, 실측치는 1엑사플롭스 전후가 될 전망이다. 하지만 인텔의 칩 제조가 늦어 지고 있어 데뷔는 2022년으로 연기될 가능성이 있다.

마지막으로 2022년에 등장하는 것이 로렌스리버모어국립연구소의 ‘엘캐피탄(El Capitan)’이다. 동세대 최고 성능의 머신은 반드시 여기에 도입될 것이다. 프런티어와 같은 AMD의 CPU/GPU를 사용하고, HPE/크레이가 개발·제조를 한다. 피크 성능은 2.1 엑사플롭스. 실측치는 1.5 엑사플롭스라고 알려져 있다.
 

중국의 HPC가 상위 랭킹을 차지할 가능성도 있다. 후가쿠가 TOP500의 정상을 차지한 것은 2020년 6월 22일, 제55회 국제 회의에서였다. 업계 소식통에 따르면 2019년, 중국에서 2기종의 HPC가 200~300페타플롭스 이상으로 벤치마킹 되었다고 한다. 하지만 TOP500에는 등록되지 않았고, 이번 제57회 회의에서 한층 더 고속화된 중국산 HPC가 나올 것이라는 전망도 있었지만 그렇게 되지 않았다. 미국과 중국의 정치적 긴장이 영향을 미쳤는지, 아니면 중국의 엑사플롭스 슈퍼컴퓨터 개발이 아직 진행 중인지는 알 수 없다.

-- 클라우드 HPC도 랭크인 --
이번 TOP500에 공공 클라우드 베이스의 HPC가 4건 등록된 것은 주목할 만 하다. 마이크로소프트의 AzureHPC는 측정치에서 16.6페타플롭스를 기록해 26~29위를 차지했다. 이것은 AMD와 미국 엔비디아의 하이브리드 클러스터이다. "Azure HPC를 이용 중인 고객에게 불편이 가지 않도록 일부 클러스터만으로 벤치마킹을 실행했다"라고 마이크로소프는 밝히고 있으며, 클라우드 HPC의 잠재 성능은 높을 것으로 보인다.

클라우드 HPC는 이용량에 따라 요금을 받는 서비스이기 때문에 계산에 필요한 비용을 바로 알 수 있다. 기존의 설치형 HPC는 계산 단위로 비용을 산출하기 어렵다. 향후 클라우드 HPC가 확대된다면 성능에만 초점을 맞춘 TOP500으로는 불충분해, 계산 단위에 계산 코스트도 포함한 실용성이 높은 랭킹이 등장하게 될 지도 모른다. TOP500에 등록된 멤버뿐만이 아니라 TOP500 자체도 변화할 것으로 보인다.

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