슈퍼컴퓨터 (supercomputer)

과학기술

물품

정의

연산처리 속도가 세계 500위 이내에 해당하는 컴퓨터.

개설

슈퍼컴퓨터(supercomputer)는 계산 속도가 매우 빠르고 많은 자료를 오랜 시간 동안 꾸준히 처리할 수 있는 컴퓨터이다. 슈퍼컴퓨터의 성능을 표현할 때 주로 사용되는 단위는 플롭스(Flops, floating-point operations per second)이며, 이는 1초당 수행 가능한 부동소수점 연산 횟수를 의미한다. 슈퍼컴퓨터는 국방, 우주 개척, 재난 예방, 에너지 분야 등 국가 안보와 관련된 분야에서 크게 공헌하고 있으며, 최근에는 바이오, 자동차, 항공, 전자, 신소재 등 주요 산업 분야에서 신제품의 설계 및 개발에 슈퍼컴퓨터를 활용하고 있다.

연원 및 변천

세계 최초의 슈퍼컴퓨터는 미국의 CDC(Control Data Corporation)가 1964년 발표한 CDC 6600으로 1M 플롭스의 성능을 가지고 있었다. 이를 설계했던 크레이(Seymour Cray)는 1972년 CDC를 떠나 크레이 리서치(Cray Research) 사를 설립하여 1970∼1980년대 세계 슈퍼컴퓨터 시장을 선도하였다. 1977년에는 후지쯔(Fujitsu) 사가 일본 최초의 슈퍼컴퓨터인 F230-75APU 시스템을 제작하였다. 이후 1980년대에는 미국과 일본의 많은 컴퓨터 제조사들이 슈퍼컴퓨터 시장에 뛰어들었고, 미국·일본·유럽 등의 선진국에서 과학기술 분야를 중심으로 슈퍼컴퓨터의 보급이 확산되었다.

우리나라에서는 1988년 한국과학기술연구원(KIST) 산하 시스템공학연구소(System Engineering Research Institute, SERI)가 2G 플롭스 급의 Cray 2S 시스템을 도입하면서 시작되었다. 이 시스템은 당시 중앙기상대의 일기예보, 3차원 한반도 지도 제작, 국산 자동차 및 항공기 부품 설계, 원자력발전소 안전성 분석 등에 활용되었다. 이어 1993년에는 우리나라 슈퍼컴퓨터 2호인 16G 플롭스 급의 Cray Y가 도입되면서 Cray 2S는 퇴역하였다. 우리나라의 첫 번째 슈퍼컴퓨터인 Cray 2S는 현재 대덕연구개발특구 내 한국과학기술정보연구원(KISTI) 로비에 일반인을 위한 전시물로 전시되어 있으며, 한국과학기술정보연구원 건물도 Cray 2S 모양으로 지어져 눈길을 끌고 있다.

우리나라의 슈퍼컴퓨터는 2000년대에 들어와 더욱 확대되었다. 한국과학기술정보연구원은 2001년에 슈퍼컴퓨터 3호기로 타키온(Tachyon)을 도입하였고, 2007년에는 슈퍼컴퓨터 4호기로 타키온 Ⅱ를 설치하였다. 타키온은 NEC의 SX-5를 기반 시스템으로 하고 IBM의 p690을 초병렬 시스템으로 삼고 있다. 타키온 Ⅱ는 IBM의 p6H를 기반 시스템으로 하고 SUN 클러스터를 초병렬 시스템으로 삼고 있다.

한국과학기술정보연구원에 이어 슈퍼컴퓨터의 활용에 많은 관심을 기울인 기관은 기상청이다. 기상청은 기상업무 및 수치모델의 발전에 따라 안정적 기상 예보와 예보 정확도의 향상을 위해 슈퍼컴퓨터를 잇달아 도입하였다. 2000년에 기상용 슈퍼컴퓨터 1호기로 NEC SX-5가 도입되었고, 2005년에는 2호기인 Cray X1E, 2010년에는 3호기인 Cray XE6, 2015년에는 4호기인 CRAY XC40이 설치되었다. 기상용 슈퍼컴퓨터 3호기의 이름은 대국민 공모로 정해졌으며, 해빛’(초기 시스템), ‘해온’(현업 시스템)과 ‘해담’(백업 시스템)이라는 순우리말 이름이 붙여졌다. 4호기 역시 대국민 공모로 ‘우리’(초기 시스템), ‘누리’(현업 시스템), ‘미리’(백업 시스템)라는 이름이 붙여졌다.

현황

세계적으로 슈퍼컴퓨터의 성능은 4년마다 평균 10배 이상의 매우 빠른 속도로 증가하고 있다. 이처럼 슈퍼컴퓨터가 급속히 발전함에 따라 무엇을 슈퍼컴퓨터로 할 것인가 하는 문제가 생겼다. 이에 따라 1993년부터는 매년 6월 유럽에서 열리는 ISC(International Supercomputing Conference)와 11월 미국에서 열리는 SC(Supercomputing Conference)에서 세계의 모든 컴퓨터를 성능에 따라 500위까지 등수를 매기고, 여기에 들어가는 것을 슈퍼컴퓨터로 부르고 있다. 우리나라는 2001년에 세계 TOP 500 슈퍼컴퓨터 목록에 16대가 동시에 등재되기도 했지만, 2011년에는 기상청의 해온과 해담, 그리고 한국과학기술정보연구원의 타키온 Ⅱ 등 3대만이 목록에 포함되었다.

우리나라는 2011년 12월에 미국에 이어 세계에서 두 번째로 슈퍼컴퓨팅의 체계적인 육성을 위한 「국가 초고성능 컴퓨터의 활용과 육성에 관한 법률」을 제정하였다. 이 법안에 근거하여 한국과학기술정보연구원 산하 기관으로 국가슈퍼컴퓨팅연구소가 설립되었으며, 이와 별도로 기상청은 국가기상슈퍼컴퓨터센터를 운영하고 있다. 한국과학기술정보연구원과 기상청뿐만 아니라 대학과 기업에서도 슈퍼컴퓨터를 보유하고 있으며, 한국슈퍼컴퓨팅협의회에는 18개 기관이 회원 기관으로 참여하고 있다.

참고문헌

국가슈퍼컴퓨팅연구소(www.nisn.re.kr)

국가기상슈퍼컴퓨터센터(super.kma.go.kr)

집필자

송성수