Supercomputing
슈퍼컴퓨팅
무엇인가요?
“슈퍼컴퓨터”는 현재 세대의 일반 소비자용 개인용 컴퓨터보다 몇 배나 빠른 속도로 연산을 수행하는 데이터센터급 컴퓨팅 플랫폼을 일컫는 일반적인 용어입니다. 주로 서버 한 대 또는 여러 서버로 구성된 컴퓨팅 클러스터를 의미합니다. 슈퍼컴퓨터는 함께 작동할 수 있는 최첨단 프로세서를 대규모로 탑재하기 때문에 이러한 수준의 고성능 컴퓨팅(HPC)을 구현할 수 있습니다. 여기에는 최신 CPU 제품, 병렬 컴퓨팅을 통해 처리 속도를 높이는 최신 GPU 가속기 및 모듈, 그리고 이기종 컴퓨팅을 통해 성능 최적화를 지원하는 기타 특수 목적 프로세서가 포함될 수 있습니다. 슈퍼컴퓨터의 컴퓨팅 노드는 특수 기능을 갖춘 고급 서버로 구성된 스토리지 노드와 네트워크 노드의 지원을 받을 수 있습니다. 또한 슈퍼컴퓨터는 액체 냉각이나 액침 냉각과 같은 혁신적인 열 관리 방식을 활용해 안정적인 운영을 유지하면서 프로세서의 성능을 최대한 끌어낼 수 있습니다.
IT 전문가들이 슈퍼컴퓨터로 분류할 수 있는 성능의 기준을 끊임없이 높이고 있다는 것은 두말할 필요가 없습니다. 현재 세대의 슈퍼컴퓨터는 초당 1000조 회의 부동소수점 연산을 의미하는 페타플롭스(petaFLOPS) 규모로 작동합니다. 매우 대략적으로 말하면, 이는 가장 빠른 소비자용 PC보다 약 100만 배 빠른 수준입니다. 다음 목표는 초당 100경 회 이상의 부동소수점 연산을 수행하는 엑사스케일 컴퓨팅(exascale computing)입니다. 양자역학을 활용해 기존의 “고전적” 컴퓨터보다 훨씬 빠르게 데이터를 처리하는 양자 컴퓨팅 역시 슈퍼컴퓨터의 정의를 새롭게 바꿀 수 있는 컴퓨터 과학의 혁신적인 분야입니다.
IT 전문가들이 슈퍼컴퓨터로 분류할 수 있는 성능의 기준을 끊임없이 높이고 있다는 것은 두말할 필요가 없습니다. 현재 세대의 슈퍼컴퓨터는 초당 1000조 회의 부동소수점 연산을 의미하는 페타플롭스(petaFLOPS) 규모로 작동합니다. 매우 대략적으로 말하면, 이는 가장 빠른 소비자용 PC보다 약 100만 배 빠른 수준입니다. 다음 목표는 초당 100경 회 이상의 부동소수점 연산을 수행하는 엑사스케일 컴퓨팅(exascale computing)입니다. 양자역학을 활용해 기존의 “고전적” 컴퓨터보다 훨씬 빠르게 데이터를 처리하는 양자 컴퓨팅 역시 슈퍼컴퓨터의 정의를 새롭게 바꿀 수 있는 컴퓨터 과학의 혁신적인 분야입니다.
왜 슈퍼컴퓨팅이 필요한가요?
인공지능부터 우주 탐사에 이르기까지 현대의 많은 발명은 슈퍼컴퓨팅을 통해 실현되었습니다. 다음은 슈퍼컴퓨터가 우리의 세상을 어떻게 변화시켰는지 보여 주는 대표적인 사례 몇 가지입니다.
● AI: 현대의 AI 애플리케이션, 특히 생성형 AI 관련 애플리케이션은 AI 모델에 방대한 빅데이터를 입력하여 AI 학습을 수행하고, AI 추론 과정에서 올바른 응답을 생성하도록 "학습"시키기 위해 막대한 데이터셋을 필요로 합니다. 데이터 매개변수의 수는 압도적으로 많습니다. 많은 대규모 언어 모델(LLM)의 경우 그 수가 수조 개에 이를 수 있습니다. 슈퍼컴퓨팅이 없다면 AI 모델을 구축하는 데 수년이 걸릴 수 있습니다. 슈퍼컴퓨팅 덕분에 새로운 AI 기술이 매일 등장하고 있습니다.
● 기후 변화: 슈퍼컴퓨터는 극한 기후로 인한 악영향에 대비하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 일본의 와세다대학교는 GIGABYTE 서버로 구성된 컴퓨팅 클러스터를 사용하여 태풍과 쓰나미가 해안 지역에 미치는 영향을 시뮬레이션하고 있습니다. 이 서버는 여러 시뮬레이션을 동시에 실행하면서도 놀라운 정확도를 제공하므로, 관련 기관이 재해 예방 활동을 수행하는 데 도움이 됩니다. 또한 탄소 배출량을 줄이는 새로운 방법을 찾아 지구 온난화를 완화할 수 있습니다. 스페인의 학제간 물리학 및 복합계 연구소(IFISC)는 GIGABYTE 서버를 사용하여 "비행 지연 전파"를 해결하고자 하는 "ARCTIC" 프로젝트에 참여하고 있습니다. 비행 한 편의 지연이 연쇄적으로 확대되어 연료를 낭비하고 대기 오염을 증가시키는 현상입니다. IFISC는 "디지털 트윈"을 사용하여 재생 에너지 도입을 가상으로 테스트하는 EU 지원 "VPP4ISLANDS" 프로젝트에도 기여하고 있습니다.
● 양자 물리학: 슈퍼컴퓨터는 우주의 작동 원리에 숨겨진 비밀을 밝히는 데 핵심적인 역할을 합니다. 유럽입자물리연구소(CERN)는 GIGABYTE의 G482-Z51 G-Series GPU 서버를 사용하여 대형 강입자 충돌기(LHC)에서 수행되는 아원자 입자 실험 데이터를 처리합니다. 슈퍼컴퓨팅 플랫폼은 입자가속기에서 매초 생성되는 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 지식 분야의 연구를 슈퍼컴퓨팅으로 가속화할 수 있습니다. 유럽의 최상위 기술 대학은 슈퍼컴퓨터용으로 특별히 설계된 GIGABYTE의 H-Series 고밀도 서버 H262-Z63을 도입하여 데이터 센터를 업그레이드하고 공학, 생화학, 자연과학, 토목공학, 수학 분야의 학술 연구를 지원했습니다. 스페인의 바르셀로나대학교는 학생과 교직원이 재료과학과 이론 및 계산화학을 심층적으로 연구할 수 있도록 GIGABYTE 서버 26대로 IQTC09 클러스터를 구축했습니다. 레이 후안 카를로스대학교는 GIGABYTE 서버 8대로 구성된 클러스터를 사용하여 세포 노화 메커니즘을 연구하고 있으며, 유전성 질환 및 기타 질병에 대한 새로운 통찰을 얻고자 합니다.
● 우주 탐사: 슈퍼컴퓨팅은 우리가 사는 세계를 넘어선 세계와 소통하는 언어입니다. 애리조나의 로웰 천문대는 우주에서 외계 행성을 찾고 있습니다. 지구와 유사한 특성을 지니고 생명체가 살아갈 수 있는 행성입니다. 연구진은 탐사 과정을 가속화하기 위해 GIGABYTE GPU 서버를 사용하여 태양에서 방출되는 "항성 잡음"을 연구하고 있습니다. 독일항공우주센터(DLR)는 화성 탐사 임무를 위한 탐사선 발사를 비롯한 다양한 프로젝트를 지원하기 위해 GIGABYTE의 액체 냉각 H261-Z60을 사용합니다.
● AI: 현대의 AI 애플리케이션, 특히 생성형 AI 관련 애플리케이션은 AI 모델에 방대한 빅데이터를 입력하여 AI 학습을 수행하고, AI 추론 과정에서 올바른 응답을 생성하도록 "학습"시키기 위해 막대한 데이터셋을 필요로 합니다. 데이터 매개변수의 수는 압도적으로 많습니다. 많은 대규모 언어 모델(LLM)의 경우 그 수가 수조 개에 이를 수 있습니다. 슈퍼컴퓨팅이 없다면 AI 모델을 구축하는 데 수년이 걸릴 수 있습니다. 슈퍼컴퓨팅 덕분에 새로운 AI 기술이 매일 등장하고 있습니다.
● 기후 변화: 슈퍼컴퓨터는 극한 기후로 인한 악영향에 대비하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 일본의 와세다대학교는 GIGABYTE 서버로 구성된 컴퓨팅 클러스터를 사용하여 태풍과 쓰나미가 해안 지역에 미치는 영향을 시뮬레이션하고 있습니다. 이 서버는 여러 시뮬레이션을 동시에 실행하면서도 놀라운 정확도를 제공하므로, 관련 기관이 재해 예방 활동을 수행하는 데 도움이 됩니다. 또한 탄소 배출량을 줄이는 새로운 방법을 찾아 지구 온난화를 완화할 수 있습니다. 스페인의 학제간 물리학 및 복합계 연구소(IFISC)는 GIGABYTE 서버를 사용하여 "비행 지연 전파"를 해결하고자 하는 "ARCTIC" 프로젝트에 참여하고 있습니다. 비행 한 편의 지연이 연쇄적으로 확대되어 연료를 낭비하고 대기 오염을 증가시키는 현상입니다. IFISC는 "디지털 트윈"을 사용하여 재생 에너지 도입을 가상으로 테스트하는 EU 지원 "VPP4ISLANDS" 프로젝트에도 기여하고 있습니다.
● 양자 물리학: 슈퍼컴퓨터는 우주의 작동 원리에 숨겨진 비밀을 밝히는 데 핵심적인 역할을 합니다. 유럽입자물리연구소(CERN)는 GIGABYTE의 G482-Z51 G-Series GPU 서버를 사용하여 대형 강입자 충돌기(LHC)에서 수행되는 아원자 입자 실험 데이터를 처리합니다. 슈퍼컴퓨팅 플랫폼은 입자가속기에서 매초 생성되는 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 지식 분야의 연구를 슈퍼컴퓨팅으로 가속화할 수 있습니다. 유럽의 최상위 기술 대학은 슈퍼컴퓨터용으로 특별히 설계된 GIGABYTE의 H-Series 고밀도 서버 H262-Z63을 도입하여 데이터 센터를 업그레이드하고 공학, 생화학, 자연과학, 토목공학, 수학 분야의 학술 연구를 지원했습니다. 스페인의 바르셀로나대학교는 학생과 교직원이 재료과학과 이론 및 계산화학을 심층적으로 연구할 수 있도록 GIGABYTE 서버 26대로 IQTC09 클러스터를 구축했습니다. 레이 후안 카를로스대학교는 GIGABYTE 서버 8대로 구성된 클러스터를 사용하여 세포 노화 메커니즘을 연구하고 있으며, 유전성 질환 및 기타 질병에 대한 새로운 통찰을 얻고자 합니다.
● 우주 탐사: 슈퍼컴퓨팅은 우리가 사는 세계를 넘어선 세계와 소통하는 언어입니다. 애리조나의 로웰 천문대는 우주에서 외계 행성을 찾고 있습니다. 지구와 유사한 특성을 지니고 생명체가 살아갈 수 있는 행성입니다. 연구진은 탐사 과정을 가속화하기 위해 GIGABYTE GPU 서버를 사용하여 태양에서 방출되는 "항성 잡음"을 연구하고 있습니다. 독일항공우주센터(DLR)는 화성 탐사 임무를 위한 탐사선 발사를 비롯한 다양한 프로젝트를 지원하기 위해 GIGABYTE의 액체 냉각 H261-Z60을 사용합니다.
GIGABYTE는 어떤 도움을 제공하나요?
고성능 서버, 서버 마더보드 및 워크스테이션 분야의 업계 선도 기업인 GIGABYTE Technology는 위의 사례 연구에서 확인할 수 있듯이 고객이 프로젝트에 슈퍼컴퓨팅을 도입할 수 있도록 지원합니다. GIGABYTE는 슈퍼컴퓨팅을 위한 두 가지 주요 제품군을 제공합니다. 서버 솔루션과 서버를 지원하는 냉각 시스템입니다.
● 서버 솔루션: 앞서 언급했듯이 슈퍼컴퓨터는 최신 프로세서를 기반으로 작동하기 때문에 번개처럼 빠른 속도로 연산을 처리할 수 있습니다. GIGABYTE는 AMD, Intel, NVIDIA와 같은 주요 칩 제조업체와 긴밀한 관계를 유지하고 있어, GIGABYTE 서버에는 서버 프로세서 분야의 최신 기술이 적용됩니다. CPU의 경우 GIGABYTE 서버는 가장 앞선 AMD EPYC™ 9004 또는 4세대 Intel® Xeon® Scalable 프로세서를 지원합니다. GPU 가속기의 경우 AMD Instinct™ MI300 시리즈, NVIDIA HGX™ H100 모듈, NVIDIA L40S 등 GIGABYTE를 선택할 때 활용할 수 있는 최첨단 옵션을 제공합니다.
실제로 선택지는 이뿐만이 아닙니다. NVIDIA Grace Hopper™ 슈퍼칩과 AMD Instinct™ MI300A로 대표되는 AMD의 데이터센터급 APU 제품은 CPU와 GPU 기능을 하나의 칩에 결합하고 성능을 최적화해 슈퍼컴퓨팅의 한계를 뛰어넘는 사례입니다. 단순화된 RISC 아키텍처를 활용해 하나의 프로세서에 더 많은 코어를 집적하는 ARM 프로세서도 슈퍼컴퓨팅을 위한 경쟁력 있는 대안입니다. 세계 최고의 슈퍼컴퓨터 중 하나인 Fugaku 역시 ARM 프로세서를 기반으로 합니다. GIGABYTE는 다양한ARM 서버제품군을 제공합니다. 대표적인 제품으로는 최대 192개의 코어를 단일 프로세서에 제공하는 AmpereOne™ Family CPU를 탑재한 R283-P93이 있습니다.
슈퍼컴퓨팅 워크로드의 특성과 서버가 배치되는 환경에 따라 앞서 언급한 H-Series 및 G-Series 서버를 연산용으로 고려할 수 있습니다. 데이터 저장에는 GIGABYTE의S-Series 스토리지 서버를, 연산·스토리지·네트워킹을 유연하게 결합하려면R-Series 랙 서버를 선택할 수 있습니다. 또한 설치 공간이 제한된 환경에는E-Series 엣지 서버또는W-Series 워크스테이션 제품을 사용할 수 있습니다.
● 냉각 시스템: 슈퍼컴퓨터의 성능이 향상될수록 고성능 프로세서를 냉각 상태로 유지하는 것이 더욱 중요해집니다. 최적의 열 관리 기능은 칩의 잠재력을 최대한 발휘하고 안정적인 운영을 유지할 뿐 아니라, 데이터센터의 전력사용효율(PUE)을 개선해 운영자가 탄소 배출량 및 지속 가능성 목표를 달성하는 데도 기여합니다.
GIGABYTE는 서버 제품을 지원하기 위해 액체 냉각 및 액침 냉각 솔루션을 제공합니다. GIGABYTE의A1P0-EA0는 액침 냉각용 서버, 액침 탱크 및 냉각액을 결합한 단상 액침 탱크로, 원스톱 솔루션을 제공합니다. 앞서 언급한 GIGABYTE 서버 중 최신 프로세서를 탑재한 다수의 제품은 직접 액체 냉각(DLC) 방식으로 구성할 수도 있습니다. GIGABYTE의 혁신적인 냉각 시스템을 도입한 고객으로는일본의 통신 대기업 KDDI와 지구과학 및 석유·가스 채굴 산업에 서비스를 제공하는프랑스 지구과학 연구 기업이 있습니다.
● 서버 솔루션: 앞서 언급했듯이 슈퍼컴퓨터는 최신 프로세서를 기반으로 작동하기 때문에 번개처럼 빠른 속도로 연산을 처리할 수 있습니다. GIGABYTE는 AMD, Intel, NVIDIA와 같은 주요 칩 제조업체와 긴밀한 관계를 유지하고 있어, GIGABYTE 서버에는 서버 프로세서 분야의 최신 기술이 적용됩니다. CPU의 경우 GIGABYTE 서버는 가장 앞선 AMD EPYC™ 9004 또는 4세대 Intel® Xeon® Scalable 프로세서를 지원합니다. GPU 가속기의 경우 AMD Instinct™ MI300 시리즈, NVIDIA HGX™ H100 모듈, NVIDIA L40S 등 GIGABYTE를 선택할 때 활용할 수 있는 최첨단 옵션을 제공합니다.
실제로 선택지는 이뿐만이 아닙니다. NVIDIA Grace Hopper™ 슈퍼칩과 AMD Instinct™ MI300A로 대표되는 AMD의 데이터센터급 APU 제품은 CPU와 GPU 기능을 하나의 칩에 결합하고 성능을 최적화해 슈퍼컴퓨팅의 한계를 뛰어넘는 사례입니다. 단순화된 RISC 아키텍처를 활용해 하나의 프로세서에 더 많은 코어를 집적하는 ARM 프로세서도 슈퍼컴퓨팅을 위한 경쟁력 있는 대안입니다. 세계 최고의 슈퍼컴퓨터 중 하나인 Fugaku 역시 ARM 프로세서를 기반으로 합니다. GIGABYTE는 다양한ARM 서버제품군을 제공합니다. 대표적인 제품으로는 최대 192개의 코어를 단일 프로세서에 제공하는 AmpereOne™ Family CPU를 탑재한 R283-P93이 있습니다.
슈퍼컴퓨팅 워크로드의 특성과 서버가 배치되는 환경에 따라 앞서 언급한 H-Series 및 G-Series 서버를 연산용으로 고려할 수 있습니다. 데이터 저장에는 GIGABYTE의S-Series 스토리지 서버를, 연산·스토리지·네트워킹을 유연하게 결합하려면R-Series 랙 서버를 선택할 수 있습니다. 또한 설치 공간이 제한된 환경에는E-Series 엣지 서버또는W-Series 워크스테이션 제품을 사용할 수 있습니다.
● 냉각 시스템: 슈퍼컴퓨터의 성능이 향상될수록 고성능 프로세서를 냉각 상태로 유지하는 것이 더욱 중요해집니다. 최적의 열 관리 기능은 칩의 잠재력을 최대한 발휘하고 안정적인 운영을 유지할 뿐 아니라, 데이터센터의 전력사용효율(PUE)을 개선해 운영자가 탄소 배출량 및 지속 가능성 목표를 달성하는 데도 기여합니다.
GIGABYTE는 서버 제품을 지원하기 위해 액체 냉각 및 액침 냉각 솔루션을 제공합니다. GIGABYTE의A1P0-EA0는 액침 냉각용 서버, 액침 탱크 및 냉각액을 결합한 단상 액침 탱크로, 원스톱 솔루션을 제공합니다. 앞서 언급한 GIGABYTE 서버 중 최신 프로세서를 탑재한 다수의 제품은 직접 액체 냉각(DLC) 방식으로 구성할 수도 있습니다. GIGABYTE의 혁신적인 냉각 시스템을 도입한 고객으로는일본의 통신 대기업 KDDI와 지구과학 및 석유·가스 채굴 산업에 서비스를 제공하는프랑스 지구과학 연구 기업이 있습니다.
