Supercomputing
슈퍼컴퓨팅
슈퍼컴퓨터란?
‘슈퍼컴퓨터’는 현세대 소비자용 PC의 처리 능력을 훨씬 뛰어넘는 속도로 연산을 수행하는 데이터센터급 컴퓨팅 플랫폼을 가리키는 일반적인 용어입니다. 대개 서버 한 대이거나 여러 서버로 구성된 컴퓨팅 클러스터입니다. 슈퍼컴퓨터는 함께 긴밀하게 작동할 수 있는 최첨단 처리 장치를 대규모로 탑재함으로써 이러한 수준의 고성능 컴퓨팅(HPC)을 구현합니다. 이러한 프로세서에는 최신 CPU 제품, 병렬 컴퓨팅을 통해 처리 속도를 높이는 최신 GPU 가속기 및 모듈, 그리고 이기종 컴퓨팅을 통해 성능 최적화를 지원하는 기타 특수 프로세서가 포함될 수 있습니다. 슈퍼컴퓨터의 컴퓨트 노드는 특수 기능을 갖춘 다른 고급 서버로 구성된 스토리지 노드와 네트워킹 노드의 지원을 받을 수 있습니다. 또한 슈퍼컴퓨터는 안정적인 운영을 유지하면서 프로세서의 성능을 최대한 활용하기 위해 액체 냉각이나 액침 냉각과 같은 혁신적인 열 관리 방식을 사용할 수 있습니다.
IT 전문가들은 슈퍼컴퓨터로 분류할 수 있는 범위의 한계를 끊임없이 넓혀 가고 있습니다. 현세대 슈퍼컴퓨터는 페타플롭스(petaFLOPS, 초당 1천조 회의 부동소수점 연산) 규모로 작동합니다. 대략적으로 말해, 이는 가장 빠른 소비자용 PC보다 약 100만 배 빠른 수준입니다. 다음 목표는 초당 100경 회 이상의 부동소수점 연산을 수행하는 엑사스케일 컴퓨팅(exascale computing), 즉 엑사플롭스(exaFLOPS)입니다. 양자역학을 활용해 ‘고전적’ 컴퓨터로는 결코 달성할 수 없는 속도로 데이터를 처리하는 양자 컴퓨팅 역시 슈퍼컴퓨터의 정의를 새롭게 바꿀 수 있는 컴퓨터 과학의 혁신적인 분야입니다.
IT 전문가들은 슈퍼컴퓨터로 분류할 수 있는 범위의 한계를 끊임없이 넓혀 가고 있습니다. 현세대 슈퍼컴퓨터는 페타플롭스(petaFLOPS, 초당 1천조 회의 부동소수점 연산) 규모로 작동합니다. 대략적으로 말해, 이는 가장 빠른 소비자용 PC보다 약 100만 배 빠른 수준입니다. 다음 목표는 초당 100경 회 이상의 부동소수점 연산을 수행하는 엑사스케일 컴퓨팅(exascale computing), 즉 엑사플롭스(exaFLOPS)입니다. 양자역학을 활용해 ‘고전적’ 컴퓨터로는 결코 달성할 수 없는 속도로 데이터를 처리하는 양자 컴퓨팅 역시 슈퍼컴퓨터의 정의를 새롭게 바꿀 수 있는 컴퓨터 과학의 혁신적인 분야입니다.
왜 슈퍼컴퓨팅이 필요할까요?
인공지능부터 우주 탐사에 이르기까지 현대의 수많은 혁신은 슈퍼컴퓨팅을 통해 가능해졌습니다. 다음은 슈퍼컴퓨터가 세상을 변화시킨 대표적인 사례입니다.
● AI: 최신 AI 애플리케이션, 특히 생성형 AI 관련 애플리케이션은 AI 모델이 AI 학습을 수행하고 AI 추론 시 올바른 응답을 생성하도록 학습하기 위해 방대한 빅데이터 데이터셋을 AI 모델에 입력해야 합니다. 매개변수 수는 압도적으로 많으며, 많은 대규모 언어 모델(LLM)의 경우 수조 개에 달할 수 있습니다. 슈퍼컴퓨팅이 없다면 AI 모델을 구축하는 데 수년이 걸릴 수 있습니다. 슈퍼컴퓨팅 덕분에 새로운 AI 혁신이 매일 현실화되고 있습니다.
● 기후 변화: 슈퍼컴퓨터는 극한 기상 현상으로 인한 부정적 영향에 대비하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 일본 와세다대학교는 GIGABYTE 서버로 구성된 컴퓨팅 클러스터를 사용하여 태풍과 쓰나미가 해안 지역에 미치는 영향을 시뮬레이션하고 있습니다. 이 서버는 여러 시뮬레이션을 동시에 매우 정밀하게 실행할 수 있어 관련 기관의 재난 예방 활동을 지원합니다. 또한 탄소 배출을 줄이는 새로운 방법을 발굴함으로써 지구 온난화 완화에도 기여할 수 있습니다. 스페인 학제간 물리학 및 복합계 연구소(IFISC)는 한 항공편의 지연이 연쇄적으로 확산되어 연료 낭비와 대기 오염 증가를 초래하는 현상인 ‘항공편 지연 전파’를 해결하기 위한 ‘ARCTIC’ 프로젝트에 GIGABYTE 서버를 활용해 참여하고 있습니다. IFISC는 또한 ‘디지털 트윈’을 활용해 재생 에너지 도입을 가상으로 검증하는 EU 지원 ‘VPP4ISLANDS’ 프로젝트에도 참여하고 있습니다.
● 양자 물리학: 슈퍼컴퓨터는 우주의 작동 원리를 밝히는 핵심 기술입니다. 유럽 입자 물리 연구소(CERN)는 대형 강입자 충돌기(LHC)에서 수행하는 아원자 입자 실험의 데이터를 처리하기 위해 GIGABYTE의 G482-Z51 G-Series GPU 서버를 사용합니다. 이 슈퍼컴퓨팅 플랫폼은 입자 가속기가 매초 생성하는 40테라바이트의 원시 데이터를 처리할 수 있어, 과학자들이 입자 물리학에 대한 이해의 새로운 지평을 탐구하도록 지원합니다.
● 과학 연구: 친환경 에너지, 의학, 분자 동역학, 나노소재를 비롯해 거의 모든 학문 분야의 연구는 슈퍼컴퓨팅을 통해 가속화할 수 있습니다. 유럽의 한 유수 공과대학은 데이터센터를 업그레이드하고 공학, 생화학, 자연과학, 토목공학 및 수학 분야의 학술 연구를 지원하기 위해 슈퍼컴퓨터용으로 특별히 설계된 H-Series 고밀도 서버인 GIGABYTE H262-Z63을 선택했습니다. 스페인의 바르셀로나대학교는 학생과 교직원의 재료과학 및 이론·계산화학 연구를 지원하기 위해 GIGABYTE 서버 26대로 IQTC09 클러스터를 구축했습니다. 레이 후안 카를로스대학교는 GIGABYTE 서버 8대로 구성된 클러스터를 사용해 세포 노화 메커니즘을 연구하고 유전 질환 및 기타 질병에 대한 새로운 통찰을 도출하고자 합니다.
● 우주 탐사: 슈퍼컴퓨팅은 지구 너머의 세계와 소통하는 언어입니다. 애리조나주의 로웰 천문대는 생명체 거주가 가능한 지구와 유사한 특성을 지닌 외계행성을 찾고 있습니다. 연구진은 이 과정을 가속화하기 위해 GIGABYTE GPU 서버를 사용하여 태양에서 방출되는 ‘항성 잡음’을 연구하고 있습니다. 독일 항공우주센터(DLR)는 화성 우주 탐사용 탐사선 발사를 비롯한 프로젝트를 지원하기 위해 액체 냉각 방식의 GIGABYTE H261-Z60을 사용합니다.
● AI: 최신 AI 애플리케이션, 특히 생성형 AI 관련 애플리케이션은 AI 모델이 AI 학습을 수행하고 AI 추론 시 올바른 응답을 생성하도록 학습하기 위해 방대한 빅데이터 데이터셋을 AI 모델에 입력해야 합니다. 매개변수 수는 압도적으로 많으며, 많은 대규모 언어 모델(LLM)의 경우 수조 개에 달할 수 있습니다. 슈퍼컴퓨팅이 없다면 AI 모델을 구축하는 데 수년이 걸릴 수 있습니다. 슈퍼컴퓨팅 덕분에 새로운 AI 혁신이 매일 현실화되고 있습니다.
● 기후 변화: 슈퍼컴퓨터는 극한 기상 현상으로 인한 부정적 영향에 대비하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 일본 와세다대학교는 GIGABYTE 서버로 구성된 컴퓨팅 클러스터를 사용하여 태풍과 쓰나미가 해안 지역에 미치는 영향을 시뮬레이션하고 있습니다. 이 서버는 여러 시뮬레이션을 동시에 매우 정밀하게 실행할 수 있어 관련 기관의 재난 예방 활동을 지원합니다. 또한 탄소 배출을 줄이는 새로운 방법을 발굴함으로써 지구 온난화 완화에도 기여할 수 있습니다. 스페인 학제간 물리학 및 복합계 연구소(IFISC)는 한 항공편의 지연이 연쇄적으로 확산되어 연료 낭비와 대기 오염 증가를 초래하는 현상인 ‘항공편 지연 전파’를 해결하기 위한 ‘ARCTIC’ 프로젝트에 GIGABYTE 서버를 활용해 참여하고 있습니다. IFISC는 또한 ‘디지털 트윈’을 활용해 재생 에너지 도입을 가상으로 검증하는 EU 지원 ‘VPP4ISLANDS’ 프로젝트에도 참여하고 있습니다.
● 양자 물리학: 슈퍼컴퓨터는 우주의 작동 원리를 밝히는 핵심 기술입니다. 유럽 입자 물리 연구소(CERN)는 대형 강입자 충돌기(LHC)에서 수행하는 아원자 입자 실험의 데이터를 처리하기 위해 GIGABYTE의 G482-Z51 G-Series GPU 서버를 사용합니다. 이 슈퍼컴퓨팅 플랫폼은 입자 가속기가 매초 생성하는 40테라바이트의 원시 데이터를 처리할 수 있어, 과학자들이 입자 물리학에 대한 이해의 새로운 지평을 탐구하도록 지원합니다.
● 과학 연구: 친환경 에너지, 의학, 분자 동역학, 나노소재를 비롯해 거의 모든 학문 분야의 연구는 슈퍼컴퓨팅을 통해 가속화할 수 있습니다. 유럽의 한 유수 공과대학은 데이터센터를 업그레이드하고 공학, 생화학, 자연과학, 토목공학 및 수학 분야의 학술 연구를 지원하기 위해 슈퍼컴퓨터용으로 특별히 설계된 H-Series 고밀도 서버인 GIGABYTE H262-Z63을 선택했습니다. 스페인의 바르셀로나대학교는 학생과 교직원의 재료과학 및 이론·계산화학 연구를 지원하기 위해 GIGABYTE 서버 26대로 IQTC09 클러스터를 구축했습니다. 레이 후안 카를로스대학교는 GIGABYTE 서버 8대로 구성된 클러스터를 사용해 세포 노화 메커니즘을 연구하고 유전 질환 및 기타 질병에 대한 새로운 통찰을 도출하고자 합니다.
● 우주 탐사: 슈퍼컴퓨팅은 지구 너머의 세계와 소통하는 언어입니다. 애리조나주의 로웰 천문대는 생명체 거주가 가능한 지구와 유사한 특성을 지닌 외계행성을 찾고 있습니다. 연구진은 이 과정을 가속화하기 위해 GIGABYTE GPU 서버를 사용하여 태양에서 방출되는 ‘항성 잡음’을 연구하고 있습니다. 독일 항공우주센터(DLR)는 화성 우주 탐사용 탐사선 발사를 비롯한 프로젝트를 지원하기 위해 액체 냉각 방식의 GIGABYTE H261-Z60을 사용합니다.
GIGABYTE는 어떤 도움을 제공하나요?
고성능 서버, 서버 메인보드 및 워크스테이션 분야의 선도 기업인 GIGABYTE Technology는 앞서 소개한 사례에서 확인할 수 있듯이 고객이 프로젝트에 슈퍼컴퓨팅을 도입할 수 있도록 지원합니다. GIGABYTE는 크게 서버 솔루션과 서버를 지원하는 냉각 시스템의 두 가지 슈퍼컴퓨팅 제품군을 제공합니다.
● 서버 솔루션: 앞서 언급했듯이 슈퍼컴퓨터가 매우 빠른 속도로 처리할 수 있는 이유는 최신 프로세서를 기반으로 구동되기 때문입니다. GIGABYTE는 AMD, Intel, NVIDIA 등 주요 칩 제조업체와 긴밀한 협력 관계를 구축하고 있어, GIGABYTE 서버에는 최신 서버 프로세서 기술이 탑재됩니다. CPU 측면에서 GIGABYTE 서버는 최첨단 AMD EPYC™ 9004 또는 4세대 Intel® Xeon® Scalable 프로세서를 지원합니다. GPU 가속기 측면에서는 AMD Instinct™ MI300 시리즈, NVIDIA HGX™ H100 모듈, NVIDIA L40S 등 GIGABYTE를 선택할 때 활용할 수 있는 다양한 최첨단 옵션을 제공합니다.
물론 이것이 전부는 아닙니다. NVIDIA Grace Hopper™ Superchip과 Instinct™ MI300A로 대표되는 AMD 데이터센터급 APU 제품은 제조업체가 CPU와 GPU 기능을 단일 칩에 통합하고 성능을 최적화하여 슈퍼컴퓨팅 수준을 뛰어넘도록 설계한 사례입니다. 간소화된 RISC 아키텍처를 활용해 하나의 처리 장치에 더 많은 코어를 집적하는 ARM 프로세서도 슈퍼컴퓨팅을 위한 경쟁력 있는 대안입니다. 세계 최고 수준의 슈퍼컴퓨터 중 하나인 후가쿠(Fugaku)는 ARM 프로세서로 구동됩니다. GIGABYTE는 포괄적인 ARM 서버 제품군을 제공합니다. 대표적으로 R283-P93은 단일 프로세서에 최대 192개 코어를 제공하는 AmpereOne™ Family CPU를 탑재합니다.
슈퍼컴퓨팅 워크로드의 특성과 서버 구축 환경에 따라 컴퓨팅용 H-Series 및 G-Series 서버를 고려할 수 있습니다. 또한 데이터 저장을 위한 GIGABYTE의 S-Series 스토리지 서버, 컴퓨팅·스토리지·네트워킹을 유연하게 결합한 R-Series 랙 서버, 그리고 공간이 제한된 환경에 설치할 수 있는 E-Series 엣지 서버 또는 W-Series 워크스테이션 제품을 선택할 수 있습니다.
● 냉각 시스템: 슈퍼컴퓨터의 성능이 향상될수록 첨단 프로세서를 효율적으로 냉각하는 일은 필수적입니다. 최적의 열 관리로 칩의 성능을 최대한 발휘하고 안정적인 운영을 유지할 수 있을 뿐 아니라, 데이터센터의 전력 사용 효율(PUE)을 개선하여 운영자의 탄소 배출 및 지속 가능성 목표 달성에도 기여할 수 있습니다.
GIGABYTE는 서버 제품을 지원하기 위해 액체 냉각 및 액침 냉각 솔루션을 제공합니다. GIGABYTE의 A1P0-EA0는 액침 냉각 지원 서버, 액침 탱크 및 냉각액을 결합한 단상 액침 탱크로, 원스톱 솔루션을 제공합니다. 최신 프로세서를 탑재한 앞서 언급된 다수의 GIGABYTE 서버에는 직접 액체 냉각(DLC)도 적용할 수 있습니다. GIGABYTE의 혁신적인 냉각 시스템은 일본 통신 대기업 KDDI와 지구과학 및 석유·가스 자원 개발 산업에 서비스를 제공하는 프랑스 지구과학 연구 기업을 비롯한 고객에게 도입되어 높은 만족도를 얻고 있습니다.
● 서버 솔루션: 앞서 언급했듯이 슈퍼컴퓨터가 매우 빠른 속도로 처리할 수 있는 이유는 최신 프로세서를 기반으로 구동되기 때문입니다. GIGABYTE는 AMD, Intel, NVIDIA 등 주요 칩 제조업체와 긴밀한 협력 관계를 구축하고 있어, GIGABYTE 서버에는 최신 서버 프로세서 기술이 탑재됩니다. CPU 측면에서 GIGABYTE 서버는 최첨단 AMD EPYC™ 9004 또는 4세대 Intel® Xeon® Scalable 프로세서를 지원합니다. GPU 가속기 측면에서는 AMD Instinct™ MI300 시리즈, NVIDIA HGX™ H100 모듈, NVIDIA L40S 등 GIGABYTE를 선택할 때 활용할 수 있는 다양한 최첨단 옵션을 제공합니다.
물론 이것이 전부는 아닙니다. NVIDIA Grace Hopper™ Superchip과 Instinct™ MI300A로 대표되는 AMD 데이터센터급 APU 제품은 제조업체가 CPU와 GPU 기능을 단일 칩에 통합하고 성능을 최적화하여 슈퍼컴퓨팅 수준을 뛰어넘도록 설계한 사례입니다. 간소화된 RISC 아키텍처를 활용해 하나의 처리 장치에 더 많은 코어를 집적하는 ARM 프로세서도 슈퍼컴퓨팅을 위한 경쟁력 있는 대안입니다. 세계 최고 수준의 슈퍼컴퓨터 중 하나인 후가쿠(Fugaku)는 ARM 프로세서로 구동됩니다. GIGABYTE는 포괄적인 ARM 서버 제품군을 제공합니다. 대표적으로 R283-P93은 단일 프로세서에 최대 192개 코어를 제공하는 AmpereOne™ Family CPU를 탑재합니다.
슈퍼컴퓨팅 워크로드의 특성과 서버 구축 환경에 따라 컴퓨팅용 H-Series 및 G-Series 서버를 고려할 수 있습니다. 또한 데이터 저장을 위한 GIGABYTE의 S-Series 스토리지 서버, 컴퓨팅·스토리지·네트워킹을 유연하게 결합한 R-Series 랙 서버, 그리고 공간이 제한된 환경에 설치할 수 있는 E-Series 엣지 서버 또는 W-Series 워크스테이션 제품을 선택할 수 있습니다.
● 냉각 시스템: 슈퍼컴퓨터의 성능이 향상될수록 첨단 프로세서를 효율적으로 냉각하는 일은 필수적입니다. 최적의 열 관리로 칩의 성능을 최대한 발휘하고 안정적인 운영을 유지할 수 있을 뿐 아니라, 데이터센터의 전력 사용 효율(PUE)을 개선하여 운영자의 탄소 배출 및 지속 가능성 목표 달성에도 기여할 수 있습니다.
GIGABYTE는 서버 제품을 지원하기 위해 액체 냉각 및 액침 냉각 솔루션을 제공합니다. GIGABYTE의 A1P0-EA0는 액침 냉각 지원 서버, 액침 탱크 및 냉각액을 결합한 단상 액침 탱크로, 원스톱 솔루션을 제공합니다. 최신 프로세서를 탑재한 앞서 언급된 다수의 GIGABYTE 서버에는 직접 액체 냉각(DLC)도 적용할 수 있습니다. GIGABYTE의 혁신적인 냉각 시스템은 일본 통신 대기업 KDDI와 지구과학 및 석유·가스 자원 개발 산업에 서비스를 제공하는 프랑스 지구과학 연구 기업을 비롯한 고객에게 도입되어 높은 만족도를 얻고 있습니다.
