[슈퍼컴퓨터]크레이-SGI

■크레이코리아

　과거 30년 동안 슈퍼컴퓨터 산업에 전념해 온 크레이가 지난해 11월 차세대 슈퍼컴퓨터인 ‘크레이 X1’ 시스템을 발표하고 전열을 재정비했다.

　슈퍼컴퓨터의 대명사로 불리는 크레이는 국내에서 최초로 현재의 KISTI에 공급된 크레이2 시스템부터 크레이 YMP·C90·T90, 작년 KISTI에서 퇴역한 크레이 T3E 시스템에 이르기까지 국내 슈퍼컴퓨터 사업의 선구자적 역할을 해온 게 사실이다.

　크레이 X1은 미국 NSA(National Security Agency)의 공동투자를 통해 개발된 제품으로 크레이가 집중하고 있는 사업전략이 잘 나타나 있다. 현재까지 컴퓨터 시장에서 가장 빠른 단일 CPU 성능(12.8기가플롭스:Gflops)을 보유하고 있으며, 벡터 시스템의 장점인 높은 기억장치 대역폭과 초병렬시스템의 장점인 높은 확장성을 하나의 시스템으로 통합, 높은 유효성능을 구현한 것이 가장 큰 특징이다.

　크레이 X1 시스템은 4000개 이상의 프로세서를 사용해 50테라플롭스(Tflops:32비트 연산시 100Tflops)에 달하는 성능을 제공하며, SMP 시스템의 단점인 CPU와 기억장치 사이의 병목현상을 해결했다. 보다 많은 데이터 이동선로를 프로세서와 기억장치 사이에 밀도있게 집적해 높은 데이터 전송 대역폭을 통해 이 문제를 해결했다. 또 입출력(I/O)을 포함해 전체 시스템의 어느 한 곳이라도 병목현상이 발생하지 않도록 균형잡인 시스템으로 유효성능을 크게 향상시켰다.

　또 다른 특징은 다른 경쟁 시스템보다 설치공간 및 전력소비를 크게 줄일 수 있다는 것. 크레이 X1 시스템은 단위 제곱미터당 280Gflops, 전력 1㎾당 12.8Gflops를 설치 운용할 수 있어 궁극적으로 실유효성능을 따진다면 여타 경쟁 시스템보다 최소 3배에서 10배까지 운용비용의 절감효과를 볼 수 있다. 이는 제한된 공간과 전력조건에 많은 컴퓨팅 자원을 설치할 때 큰 장점을 발휘한다.

　크레이코리아는 크레이 X1 시스템의 하드웨어 공급에 그치지 않고 강력한 하드웨어를 효율적으로 사용할 수 있는 통합 솔루션을 제공한다는 전략을 추진하고 있다. 즉 자동차의 디자인에서 엔지니어링, 시뮬레이션과 테스트에 이르는 통합 솔루션을 자동차 산업 관련 고객에게 제공하며, 지놈과 프로테노믹스 모델링, 가상 수술 시뮬레이션, 세포 조직 모델링을 생명과학 관련 고객에게, 기후 모델링과 대기와 해수 등 지구를 구성하는 요소를 통합한 시뮬레이션을 기상 관련 고객에게 제공할 계획이다.

　크레이의 주요 준거 사이트로는 초기 계약단계에서부터 주목받아왔던 미 에너지부 센디아내셔널랩의 ‘레드 스톰’ 프로젝트가 대표적이다. 오는 2004년 40Tflops급 구현을 목표로 AMD 옵테론 프로세서 기반 초병렬 시스템 개발작업인 이번 프로젝트는 다른 여느 기술보다 약 48배가 빠른 특화된 ‘하이퍼트랜스포트TM 상호 프로세서 연결기술’을 접목함으로써 차세대 크레이의 초고성능 MPP를 선보이게 될 예정이다.

<인터뷰> 크레이코리아 우보용 지사장

　“일반적인 SMP 시스템은 크레이 X1 시스템과 같은 구조를 가지고 있는 벡터형 슈퍼컴퓨터에 비해 CPU와 메모리 그리고 IO 장치간에 실질적인 대역폭에서 많은 병목현상이 발생하기 때문에 이론 성능에 비해 실제 유효성능 효율이 낮을 수밖에 없습니다.”

　우보용 크레이코리아 지사장은 SMP방식의 슈퍼컴퓨터에 대한 평가의 과도함, 그리고 무엇보다 일반 클러스터 시스템과 슈퍼컴퓨터의 역할이 혼재돼 사용됨을 지적했다. 슈퍼컴퓨터가 꼭 가져야 할 완벽한 64비트의 명령어와 데이터 처리 및 커널 수준의 체크포인트, 재시작(Checkpoint/Restart) 지원, 높은 대역폭의 균형있는 시스템에서만 가능한 높은 유효성능 제공, 극도의 확장성에서도 완벽한 단일 시스템 이미지(SSI:Single System Image) 제공, 프로그램의 용이성, 극적으로 줄인 시스템 설치공간과 낮은 소비전력 등은 어떤 시스템도 흉내 낼 수 없는 크레이 시스템만이 갖고 있는 최고의 슈퍼컴퓨터 기술이라는 것이다.

　우 지사장은 “크레이가 목표로 삼고 있는 국내 주요 시장은 기존에 크레이 시스템을 사용했던 고객과 클러스터나 상업용 SMP 시스템으로 해결하기 어려운 중요한 과제 해결을 위해 높은 실효성능의 차세대 슈퍼컴퓨터가 필요한 고객들”이라며 “최고의 슈퍼컴퓨터를 요구하는 고객에게 최고의 기술력과 서비스를 제공할 것”이라고 밝혔다.

　

■한국실리콘그래픽스　

　한국실리콘그래픽스(대표 심풍식)의 슈퍼컴퓨터 전략은 ‘듀얼 시스템 전략’으로 압축할 수 있다.

　듀얼전략은 △최근 출시한 아이테니엄2 칩과 리눅스 운용체계를 채택한 ‘알틱스 3700’과 ‘알틱스 3300’ △64비트 밉스 리스크 RISC 프로세서 기반의 ‘오리진 300’ 및 ‘오리진 3000’ 등 2종의 시리즈로 제품을 이원화해 고객이 원하는 최적의 솔루션을 제공한다는 전략이다.

　알틱스 3000은 산업 표준으로 자리잡고 있는 아이테니엄2 프로세서와 리눅스 운용체계를 채택한 제품으로 누마플렉스 기술을 채택해 모듈러 시스템 방식을 통해 사용자들이 한번에 하나의 컴포넌트씩 최적의 구성을 할 수 있으며 걱각의 비즈니스 요구에 따라 확장 가능하다.

　향후 SGI는 알틱스 시스템에서는 SGI의 12.8Gb/s의 네트워크 대역폭을 갖는 SGI 뉴마링크4 기술을 이용해 클러스터 노드간에 메모리를 공유하는 ‘전역공유메모리 슈퍼클러스터 시스템’을 최대 2048개 아이테니엄2 프로세서를 가진 시스템을 출시할 계획이다.

　이를 이용하면 10테라플롭스(Tflops) 이상의 성능을 가진 컴퓨터를 구축할 수 있다.

　누마플렉스 기술이 적용된 오리진 시리즈는 최대 512개 프로세서를 지원할 수 있는 오리진 3000을 비롯해 브릭단위의 모듈러 구성으로 확장성을 제공, 필요에 따라 오닉스 3400 혹은 오닉스 3800으로 재구성할 수 있는 오리진 3200 등 4개 제품이 있다.

　특히 오리진 계열의 시스템을 내년에는 현재 성능 대비 5배 이상의 성능을 가진 MIPS 프로세서를 출시하고, 최대 1024개의 MIPS 프로세서를 가진 단일 운용체계하의 시스템을 출시할 계획이다. 오리진 슈퍼컴퓨터는 인피니밴드를 활용해 수만개의 프로세서를 가진 클러스터를 구현할 수 있다. 또 고집적기술을 개발해 1개의 랙에 128개의 프로세서를 장착할 수 있도록 해 랙당 1Tflops 이상의 성능을 가진 고집적 슈퍼컴퓨터를 출시할 계획이다.

　SGI 슈퍼컴퓨터의 주요 사이트로는 영국 케임브리지대학을 들 수 있다. 여기서는 스티븐 호킹 박사의 우주의 기원 연구에 오리진 3800과 오닉스 3800 슈퍼컴퓨터 및 1.6TB의 RAID 스토리지를 이용해 비주얼 에어리어 환경에서 우주의 빅뱅 이후 갤럭시를 연구하고 있다.

　또 NASA의 AMES 연구센터에는 1024개의 프로세서를 가진 오리진 3000 슈퍼컴퓨터를 단일 운용체계하에서 운영하고 있다. SGI의 공유 메모리 프로그램 모델 환경에서는 클러스터 기반의 시스템과는 달리 이론 성능 대비 실제성능의 구현비율을 크게 높일 수 있는 장점이 있다. NASA에서는 미국내의 수천개의 프로세서를 가진 여러 오리진 시스템을 이용해 IPG(Information Power Grid)라는 그리드를 구축, 각종 항공우주 연구에 활용하고 있다. 제품선택 이유는 가격대비 성능 면에서 공유 메모리 프로그램 모델은 분산 메모리 아키텍처보다 우수하기 때문이다.

　국내의 경우 KAIST가 오리진 2000을 48CUP로 묶어 사용중이다. 명지대는 오리진 3400을 CPU 20개로 구성해 과학계산용으로 사용하며 전 학생들에게 개방해 현재 그리드 컴퓨팅 테스트 장비로 사용중이다.

　

<인터뷰> 심풍식 한국실리콘그래픽스 사장

　“대용량 데이터의 빠른 처리와 데이터의 원활한 공유를 원하는 슈퍼컴퓨터 사용자의 요구는 점점 커지고 있습니다. 이를 위해서는 이기종 데이터의 공유가 용이해야 하며 애플리케이션 성능 및 확장성이 뛰어난 시스템, 고성능 네트워크 대역폭과 보안이 필요한데 이는 모두 실리콘그래픽스가 강점으로 갖고 있는 기술입니다.”

　심풍식 한국실리콘그래픽스 사장은 확장성이 뛰어나고 고성능 데이터 처리를 가능하게 해주는 누마플렉스 아키텍처와 전세계 어디서나 데이터 공유를 빠르고 용이하게 지원하는 비주얼에어리어네트워크(VAN)를 지원할 수 있는 두 종류의 솔루션을 바탕으로 슈퍼컴퓨터 분야의 오랜 노하우를 보여줄 것이란 포부를 밝혔다.

　SGI의 슈퍼컴퓨터 관련 제품은 모두 제3세대 누마(논-유니폼 메모리 액세스:Non-Uniform Memory) 아키텍처를 구현해 단일 메모리 이미지·단일 운용체계 커널·캐시일관성 등을 지원해 싱글 시스템 이미지 관리를 실현해 구축용이성과 사용편의성을 대폭 강화한 것이 특징이다. 뛰어난 성능과 확장성이 특징인 누마플렉스 아키텍처는 제3세대 공유 메모리 시스템으로, 이 아키텍처를 채택한 슈퍼컴퓨터는 확장될수록 그 성능 경쟁력이 월등이 나아진다. 따라서 누마플렉스 아키텍쳐는 슈퍼컴퓨터 사용자들이 크고 복잡한 작업모델을 쉽게 처리할 수 있는 환경을 구현한다.

　심 사장은 “밉스 리스크 칩에 IRIX를 채택한 오리진 3000, 오닉스 300과 인텔 아이테니엄2에 리눅스를 채택한 알틱스 3000 제품을 두 축으로 변화되는 슈퍼컴퓨터 시장요구에 발빠르게 대처할 것”이라고 향후 계획을 밝혔다.　

　<신혜선기자 shinhs@etnews.co.kr>