日 '후가쿠' 세계 최고 슈퍼컴 등극

국제슈퍼컴퓨터학회(ISC), 세계 'Top 500' 순위 발표
美 '서밋'은 2위로 밀려

일본이 개발한 슈퍼컴퓨터 ‘후가쿠’가 국제 슈퍼컴퓨터학회(ISC)가 발표한 세계 탑500 슈퍼컴퓨터 랭킹에서 1위를 차지했다. 일본이 슈퍼컴 분야에서 1위에 오른 것은 지난 2011년 ‘게이’ 이후 8년만이다.

ISC는 지난 1993년부터 매년 6월과 11월 전세계 컴퓨터의 계산속도와 전력 효율 등을 평가해 순위를 매긴다. 약 4~5년 동안 미국과 중국이 엎치락뒤치락 하며 반복하던 왕좌에 이변이 생겼다.

후가쿠는 이화학 연구소와 후지쯔가 공동으로 개발했다. 실측 성능은 415페타플롭스로 2위로 밀려난 서밋(149 페타플롭스)을 36% 앞질렀다. 페타플롭스는 1초에 1000조번 연산하는 능력이다.

후가쿠는 후지쯔가 개발한 48코어 A6/XSoC로 구동하다. ARM칩을 탑재했다. 그동안 1위에 오른 슈퍼컴퓨터는 대부분 CPU나 GPU 기반이었다. ARM칩을 탑재한 슈퍼컴이 세계 최고 슈퍼컴으로 인정받은 것은 이례적이다.

후가쿠는 1초에 41경5000조회의 계산 속도를 자랑한다. 2위인 미국 오크릿지 국립 연구소의 서밋(초당 14경9000조)보다 2.8배 빠르다. 서밋은 22코어 CPU2와 6개의 엔비디아 테슬라 V100 GPU가 장착된 4356개의 노드를 갖고 있다.

3위는 미국 시에라(초당 9경4000조회), 4위는 중국 선웨이 타이후 라이트(초당 9경3000조회), 5위는 중국 톈허-2A(초당 6경회)가 차지했다.

새롭게 6위에 안착한 이탈리아의 HPC5도 주목할 만하다. 이 슈퍼컴은 이탈리아 델 EMC가 개발했고 에너지 회사 에니스PA가 설치한 유럽내에서 가장 빠른 슈퍼컴으로 알려져있다. 엔비디아 테슬라 V100 GPU가 구동된다.

7위에 이름을 올린 미국 엔비디아의 셀린은 지난달 14일 공개한 암페어 A100 GPU와 AMD 롬 CPU로 구동하는 슈퍼컴이다. 이밖에 8~10위에는 미 텍사스주에 있는 프론테라, 이탈리아 IBM이 개발한 마르코니-100, 스위스의 피즈 데인트가 올랐다.

일본은 후가쿠 개발에 총 1100억엔(약 1조2000억원)을 투입했다. 내년에 본격 가동하는 이 슈퍼컴은 지난 4월부터 코로나 백신 연구에 활용하고 있다.

아사히 신문은 당초 중국이 후가쿠 성능 2배에 달하는 슈퍼컴퓨터를 개발해 이달 발표할 예정이었으나 시기가 지연되면서 후가쿠에 1위에 안착했다고 보도했다.

일반 특징

이번 슈퍼컴퓨터 순위에 오른 전체 슈퍼컴퓨터 성능은 2.23엑사플롭스(EF)로 지난해 11월 1.65EF보다 증가했다. 1위를 차지한 후가쿠 슈퍼컴 덕분이다. 500위 랭킹에 새롭게 진입한 슈퍼컴퓨터는 51개에 불과, 역대 최저치를 기록했다.

중국은 500위 가운데 226대를 리스트에 올렸고, 미국이 114개로 2위, 일본이 30개로 3위를 차지했다. 프랑스가 18개, 독일은 16개를 보유했다. 미국은 시스템 수로는 2위지만 전체 성능면에서는 총 644페타플롭스(PF)로 중국(565PF)보다 앞섰다. 일본은 530PF 수준이다.

기술 동향

순위에 오른 슈퍼컴퓨터 가운데 144개는 가속기나 보조 프로세서를 사용했다. 6개월 전에 보고된 145개 시스템과 거의 같은 수준이다. 과거에도 그랬듯 가속기와 보조 프로세서를 탑재한 대다수 슈퍼컴퓨터는 엔비디아 GPU를 사용한다.

500개 가운데 481개는 x86을 프로세서 아키텍처로 사용한다. 469개는 인텔, 11개는 AMD, 나머지 1개는 하이곤 제품을 설치했다. 암 프로세서는 단지 4개의 TOP500 시스템에 존재하며, 그 중 3개는 새로운 후지쯔 A64FX 프로세서를 채택했다. 나머지 1개는 마벨의 썬더X2 프로세서가 전원을 공급한다.

시스템 인터커넥트 점유율은 6개월 전과 비교해 큰 변화가 생기지 않았다. 이더넷은 263개의 시스템에서 사용하고 있으며, 나머지는 사용자 지정 네트워크나 독점 네트워크를 사용한다. 이들 시스템은 471PF 성능, 인피니밴드 기반 슈퍼컴은 803PF 성능을 제공한다. 맞춤형 상호 연결 시스테믄 790PF 성능을 보였다.

주요 공급 업체

중국 제조업체는 500개 시스템 가운데 312개를 차지했다. 레노버(180대), 수곤(68대), 인스퍼(64) 등이다. HPE는 37개, HPE크레이는 35개 시스템을 보유했다. 후지쯔는 13개 시스템뿐이지만 '후가쿠' 덕분에 종합 성능에서 478PF를 기록해 1위를 기록했다. 레노버는 180개 시스템을 갖추고 있으며, 355PF로 성능면에서 2위를 차지했다.

그린 500 결과

가장 에너지 효율이 높은 슈퍼컴은 프리퍼런스 네트워크의 새로운 서버를 기반으로 하는 MN-3이다. 1.62PF 성능을 구현하면서 와트(W)당 21.1기가플롭스(GF) 기록을 보였다. 이 슈퍼컴은 매트릭스 산술에 최적화된 가속기인 MN코어 칩에서 뛰어난 전력 효율을 도출한다. TOP500 목록에서 395위에 안착했다.

두 번째는 엔비디아의 '셀린'이 차지했다. 셀린은 엔비디아의 암페어 아키텍처 기반 A100 GPU로 구동하는 DGX A100 슈퍼POD다. TOP500에서 7위에 올라있다.

세 번째로는 일본의 NA 시뮬레이션에 설치된 PEZY 컴퓨팅 시스템인 NA-1이 있다. 18.4GF/W 효율을 보였다. TOP500에서 470위에 이름을 올렸다.

후가쿠는 에너지 효율면에서는 9위를 차지했다. 와트당 14.67GF 효율을 보인다. 전체 순위 2위를 차지한 서밋은 14.72GF/W로 후가쿠를 앞질렀다.

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