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세상에서 가장 빠른 계산을 하다! 슈퍼컴퓨터

  • 2015.04.27.
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가장 빠른 슈퍼컴퓨터

 

요즘에 집이나 회사에서 사용하는 컴퓨터는 예전에 사용하던 컴퓨터 보다 매우 빠른 속도와 계산능력을 자랑합니다.

그리고 통신망이 발전, 컴퓨터의 성능이 점점 높아지고 다양한 선택이 가능해지면서 정보 공유도 활발하게 이뤄져 저렴한 가격에 좋은 컴퓨터를 구하는 것이 어렵지 않습니다.

이러한 발전은 손안에 컴퓨터라 불리는 스마트폰이 일상이 된 시대를 살아가는 우리들로서는 어떻게 생각하면 당연한 일일지도 모릅니다.

언제나 컴퓨터를 들고 다니는 시대에서 살고 있는 우리들은 업무를 보면서 출장지의 날씨를 체크하거나, 쉬는 시간에 주식 시장을 들여다보기도 하고 이동하면서는 영화를 보기도 합니다.

그런데 우리가 보는 날씨는 어떻게 이번 주 그리고 다음 주의 날씨를 예측할 수 있는 것일까요?
수백/수천억이 오가는 금융권에서는 어떻게 미래를 예측하고 수익을 내는 것일까요?

이 모든 것이 바로 ‘슈퍼컴’이라고 불리는 슈퍼컴퓨터가 있었기 때문인데요.
오늘은 슈퍼컴퓨터에 대해 함께 알아보고자 합니다.

 

◆ 그냥 컴퓨터가 아닌 슈퍼컴퓨터? 무엇이 다른 거죠?

‘슈퍼컴퓨터’는 슈퍼(Super)라는 이름에서 알 수 있듯이 성능이 대단히 뛰어난 컴퓨터를 지칭하는 말입니다.

‘컴퓨터가 대단히 뛰어나다?’ 얼마나 성능이 좋아야 슈퍼컴퓨터가 될 수 있는 걸까요? 매년 새로운 기술이 나오고 점점 좋아지는 컴퓨터인데 말이죠.

뛰어난, 성능이 좋은 슈퍼컴의 기준이 모호해지자 슈퍼컴퓨터 관련자들이 모여 기준을 만들었습니다.

매년 6월 유럽에서 열리는 ISC(International Supercomputing Conference)와 11월 미국에서 열리는 SC(Supercomputing Conference)에서 세계의 모든 슈퍼컴퓨터를 성능에 따라 500위까지 등수를 매기고, 여기에 들어가는 컴퓨터를 슈퍼컴퓨터라고 부르기로 한 것입니다.

즉, 500위까지의 컴퓨터를 슈퍼컴이라고 부르기로 한 것인데요.

매년 이뤄지고 있는 것이기 때문에 올해 우리가 가진 컴퓨터가 슈퍼컴퓨터였어도 내년에는 슈퍼컴퓨터가 아니게 될 수도 있다는 것입니다.

이는 그만큼 슈퍼컴이 매년 새롭게 등장하고 있다는 이야기입니다.

 

가장 빠른 슈퍼컴퓨터

 

◆ 슈퍼컴퓨터은 어떻게 만들어지게 되었나요?

슈퍼컴퓨터는 처음에 어떻게 만들어졌을까요?

이를 알아보기 위해서는 컴퓨터의 시작이라고 불리는 ‘에니악(ENIAC : Electronic Numerical Integrator And Calculator)’부터 이야기를 해야 합니다.

1946년 미국에서 만들어진 세계 최초의 전자식 컴퓨터인 에니악은 무게 약 30t, 길이 25m, 높이 2.5m, 폭 1m의 크기에 1만 8800개의 진공관을 이용해 만든 거대한 기계로 지금과 달리 프로그램을 일일이 배선해줘야 하는 방식이었고 이마저도 다른 작업을 하기 위해서는 배선을 다시 바꿔줘야 했으며 전기 또한 많이 사용하고 고장마저 잦은 그야말로 크고 불편한 컴퓨터였습니다.

에니악은 대포의 탄도를 정확히 계산하기 위해 만들어졌는데, 전쟁이 아닐 때는 난수 연구나 일기예보에 쓰였습니다.

이후 트랜지스터와 집적회로가 등장하면서 컴퓨터는 더 좋은 성능에 더 작은 몸집을 갖추는 방향으로 발전해 오다가 일반적인 컴퓨터를 뛰어넘는 고성능의 계산 능력이 필요해지면서 슈퍼컴퓨터라는 아이디어가 등장했습니다.

보통 최초의 슈퍼컴퓨터는 1976년 미국의 시모어 크레이가 만든 크레이(Cray)-1으로 꼽는데 이후 80년대까지 후속 제품이 이어지면서 크레이 시리즈는 슈퍼컴퓨터의 세계를 개척하는 동시에 역사상 가장 성공적인 슈퍼컴퓨터가 됐습니다.

여기서 잠깐 첨언을 하자면 최초의 슈퍼컴퓨터였던 크레이-1의 속도는 80MHz로 오늘날의 ‘인텔 코어(Core) i7 960’이 클럭 속도가 3.2GHz에 나는 것을 감안하면 불과 20~30년 만에 엄청난 속도 발전이 있었다는 것을 알 수 있습니다.

 

오늘날의 슈퍼컴퓨터는 초기의 보통 프로세서보다 수백, 수천 배 빠른 프로세서 하나를 만들어 넣는 형태가 대부분이었으나. 1990년대 들어서는 이에 한계를 느끼고 평범한 프로세서를 여러 개 연결해서 성능을 높이는 방법을 쓰기 시작했습니다.

작은 컴퓨터를 여러 개 연결해서 슈퍼컴퓨터와 같은 성능을 내는 것입니다.

그러면 제작비도 크게 줄일 수 있고 공간만 충분하다면 더욱 성능을 높일 수 있기 때문입니다.
현재의 대부분의 슈퍼컴퓨터를 이와 같은 방식으로 만들어집니다.

수천 개의 프로세서를 이용해 만든 슈퍼컴퓨터가 등장하기 시작하면서 속도도 자연스럽게 기가플롭스(Gflops), 테라플롭스(Tflops) 단위까지 올라갔는데 1996년 조립된 ‘아스키 레드’는 최초로 1테라플롭스의 벽을 깼으며 그보다 더 높은 페타플롭스(Pflops)를 넘어선 건 2008년 미국 IBM이 만든 로드러너는 최초로 1페타플롭스를 넘는 성능을 뽐냈습니다.

로드러너는 미국이 보유한 오래된 핵무기가 안전하고 신뢰성이 있는지를 예측하는 데 사용되었고 이 밖에도 과학 연구, 회계, 자동차 및 항공 산업에도 쓰이다가 2013년 3월 해체됐습니다.

 

가장 빠른 슈퍼컴퓨터

 

◆ 슈퍼컴퓨터가 나라의 발전과 관련이 있다?

슈퍼컴퓨터는 그 나라의 과학기술 수준을 가늠할 수 있는 척도 중 하나입니다.

덕분에 선진국들은 슈퍼컴퓨터 사업에 지대한 관심을 갖습니다.
이는 곳 나라의 발전과 이어지는 접점이 있기 때문인데요.

슈퍼컴퓨터를 이용하면 과학기술 연구에 드는 비용과 시간을 크게 줄일 수 있고 빅데이터를 이용한 데이터 분석이 가능하기 때문입니다.

기술 선점이 중요해진 오늘날의 국제사회에서 얼마나 빨리 연구하고 개발했는가 하는 것은 매우 중요한 일이기도 합니다.

게다가 요즘에는 슈퍼컴퓨터가 아니면 아예 연구가 불가능한 분야가 있습니다.

우주의 생성 비밀이나 유전 정보처럼 엄청난 데이터 분석이 필요한 분야에서는 슈퍼컴퓨터의 연산 능력이 필수적입니다.

속도가 느린 일반 컴퓨터로는 슈퍼컴퓨터를 이용하는 나라와 제대로 경쟁할 수가 없어지는 것입니다.

이 밖에도 슈퍼컴퓨터는 영화나, 금융, 자동차의 안전 실험 등과 같이 다양한 분야에서도 사용되고 있기도 하기 때문에 나라의 발전과 슈퍼컴퓨터는 밀접한 관계가 있는 것입니다.

 

오늘은 다양한 분야에서 활용하는 슈퍼컴퓨터에 대해 알아보았습니다.
우리가 생활하는 많은 부분들 뒤에는 슈퍼컴퓨터의 연산 혹은 계산 능력이 뒷받침되어 있었다는 사실 알고 계셨나요?

지금 세계의 선진국들에서는 모두 슈퍼컴퓨터에 많은 관심을 가지고 있습니다.

지금도 충분하게 놀라운 능력을 발휘하는 슈퍼컴퓨터 먼 미래에는 어떻게 발전될지 궁금합니다.

 

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코멘트(1)

  • 홍경아 2 년 전에

    그래서…원전 안전을 책임지는 한수원에는 슈퍼컴이 있나요?

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