HPC, 슈퍼컴퓨터(SuperComputer) 원리와 역사, 우리가 사용하는 컴퓨터와 차이점은?

HPC, 슈퍼컴퓨터(SuperComputer) 원리와 역사, 우리가 사용하는 컴퓨터와 차이점은?

 

 

 

우리들이 살면서 많이 들었던 슈퍼컴퓨터(SuperComputer)라는게 있습니다. 살면서 한번이라도 볼 수 있을까요? 하지만 컴퓨팅 능력이 많이 요구되는 조직에서 사용하고 있습니다. 왜냐하면 일반컴퓨터보다 압도적으로 성능이 뛰어나기 때문입니다. 당연한거 아니야? 라고 할 수 있는데 HPC(High-Performance Computer)라고도 불리워지고 있는 슈퍼컴퓨터에 대해 설명해보도록 하겠습니다. 나름 사양이 좋다고 생각되는 컴퓨터에서는 보이는거와 보이지 않는 모든것을 합쳐, 현재 100개 정도의 프로세스를 실행시키고 있습니다. 하지만 HPC(High-Performance Computer)는 수천, 수만 개가 넘어가는 프로세스를 동시에 활용하여 1초당 억,조가 넘어가는 명령을 내릴 수가 있습니다. 비용또한 천문학적이죠.

 

 

1960년부터 나온 슈퍼컴퓨터는 현대에 이르기까지 매년 어마어마한 컴퓨터가 출시되고 사용되고 있습니다. 전세계적으로 top500이라는 지수까지 사용하여 서로서로 성능을 비교하고 있습니다. 종류는 마지막에 언급해드리고 실제 사용되고 있는 분야부터 먼저 소개시켜드리겠습니다. 우선 생물학 분야입니다. 세상에는 아직 해결되지 않는 질병들이 어마어마하게 많습니다. 또한 실제 질병을 검사해서 건강에 좋은결과를 낼 수 있도록 도움을 주고 있습니다. 그리고 최초의 컴퓨터가 군사목적으로 나왔기때문에 군대에서 사용되는 컴퓨터도 있습니다. 현재 핵폭발 혹은 미사일관련해서 가상으로 테스트를 하고 있습니다. 세번째 날씨 기후를 볼때 예측이 틀린적이 많이 있지 않나요? 맞습니다. 아직까지도 큰 흐름만 알고, 정확히 기후를 예측하지 못하고 있습니다. 이런분야에서도 슈퍼컴퓨터를 활용하고 있습니다. 네번째 우주 및 항공산업, 조종사들이 시뮬레이션을 할 수 있도록 설계하여 안전과 위험에 대비할 수 있도록 실시간으로 훈련을 도와주고 있습니다. 다섯번째 과학분야, 지구 밖에 있는 우주에서 날아다니는 위성이나, 태양계 조사 등 사람이 직접가지 못하는 곳 또한 알아볼 수 있습니다. 여섯번째, 빅데이터 마이닝 분야 데이터를 추출하여 통계나 해석에 사용되고 있습니다. 후에 딥러닝이나 머신러닝에서도 사용됩니다. 일곱번째 가상화폐나 주식시장에서 재정적으로 활용할때 사용됩니다. 여덟번째 자동차 시뮬레이션, 고객이 차를 구매하고 싶은데 어떻게 구매해야될지 모를때 직접 차를 사용하는것처럼 도움을 주어 구매할때 활용할 수 있습니다. 아홉번째 미세먼지나 특정 안개, 공기오염 등 예측을 하여 안전에 유의할 수 있도록 도움을 줍니다. 우리는 슈퍼컴퓨터를 접할 기회가 없지만 실제 많은 곳에서 활용하여 현재에 일어나고 있는 문제점들을 해결하기위해 사용되고 있습니다. 중요한건 왜 사용할 수 밖에 없을까? 입니다. 슈퍼컴퓨터 또한 장점이 있고 단점이 있습니다. 그리고 마지막으로 전세계에서 활용되고 있는 실제 슈퍼컴퓨터를 말씀드리겠습니다.

정말 보안이 강력한 암호가 있습니다. 슈퍼컴퓨터는 필요할때 보안에 걸려 있는 암호를 쉽게 해독할 수 있습니다. 그렇다면 무엇을 개선해야될지 보여 보안을 더욱 더 강력하게 할 수 있습니다. 그리고 가상현실을 구현하는것또한 엄청난 능력을 가지고 있습니다. 일반컴퓨터로는 절대 할 수 없는 일들을 구현을 가능하게 하여 정말로 위험한 의료테스트나, 핵무기, 훈련 등에서 현실처럼 사용됩니다.  말그대로 일반컴퓨터는 하지못하는 작업을 가능하기 때문에 슈퍼컴퓨터를 사용하는것입니다. 이렇게 좋은 컴퓨터 또한 단점이라는게 존재하겠죠? 바로 정말 중요한건 비용입니다. 너무 비싸 규모가 있는 조직이 아니면 거의 사용이 불가능하다고 생각합니다. 또한 규모가 커서 장소도 마땅치 않으면 설치하는데도 어렵습니다. 앞서말씀드린것처럼 가상현실로 활용하기에는 적합하지만 실제현실이 아니기 때문에 가상현실과 현실과의 오차를 극복하기 어렵습니다. 유지보수를 하는데에도 천문학적인 비용이 들어가며 컴퓨터성능에 알맞게 큰 용량도 있어야합니다. 비트코인을 채굴하는 현장을 알고 계신가요? 엄청난 그래픽카드가 전기를 소모하는데 비용이 엄청나게 들어갑니다. 슈퍼컴퓨터도 비슷하다고 생각합니다. 엄청난 능력을 발휘하는데 그만큼 기하급수적으로 비용이 들어갑니다.

 

 

 

마지막으로 슈퍼컴퓨터 랭킹 top10까지 소개하고 마무리 하겠습니다.

top1. 후가쿠

top2. 서밋

top3. 시에라

top4. Sunway TaihuLight

top5. Selene

top6. Tianhe-2A

top7. JUWELS Booster Module

top8. HPC5

top9. 프론테라

top10. 담맘-7

일본, 미국, 중국, 독일, 이탈리아, 사우디 등 다양한 국가에서 슈퍼컴퓨터를 만들어서 랭킹을 비교하고 있는데 얼마나 뛰어난지 비교하는 수치는 페타 플롭이라는 단위 입니다. 1등은 442페타플롭 10등은 22.4페타플롭이라는 수치를 가지고 있습니다. 1등과 2등의 차이는 2~3배이상 차이가 난다고 하는데 정말 대단한거 같습니다. 앞으로 어디까지 컴퓨터가 발전할지 기대가 됩니다.