슈퍼컴퓨터 그 모든 것을 알아보자

슈퍼컴퓨터, 이제는 하도 많이 언급되어서 우리들에게는 친숙한 단어이다.
흔히 우리들이 슈퍼컴퓨터에 대해 생각하기에는 엄청나게 고성능의 마이크로프로세서 를 사용해 계산을 빨리하는 것 같지만 실제로는 그렇지 않다. 사실 슈퍼컴퓨터 들도 보통의 마이크로프로세서를 사용하지만, 이를 수백개 또는 위에보는 IBM 슈퍼컴퓨터 처럼 수백만개의 칩을 연결해서 엄청난 계산을 빠른속도로 처리한다. 흔히 우리가 말하는 Intel 사의 Duo 또는 요즘 나온 Quad 등도 여러개의 CPU 를 붙인 것 이다.
  슈퍼컴퓨터의 가장 큰 특징은 방대한 계산을 빠르게 계산하도록 하는 것이다. 슈퍼컴퓨터와 개인용 컴퓨터 와의 큰 차이점은 예를들어서 컴퓨터에게 1 부터 100 까지 더하는 것을 시켰다. 그렇다면 개인용 컴퓨터의 경우
 1 + 2 + ...... + 100 = 5050
이라고 계산결과를 내보낸다.
그러나, 슈퍼컴의 경우 만약 CPU 가 10개가 장착되었다고 치자면,
첫번째 CPU 가 1 + ... + 10
두번째 CPU 가 11 + .... + 20
... 마지막 CPU 가 91+...100 그 후 그 계산결과를 합한다.

  과연 무엇이 더 빠를까? 물론 실제로 해보면 큰 차이는 없지만 만약 그 계산이 수백만에서 수백억으로 커지면 당연히 엄청난 차이를 가져온다. 보통의 컴퓨터로 몇 일을 해야될 것을 슈퍼컴퓨터에서는 단 몇 초 만에 끝낸다는 것이다.
  슈퍼컴퓨터의 구조에는 여러 구조들이 있지만 배열 구조 , 공유 메모리구조, 분산 메모리 구조 등 여러가지가 있다. 하지만 이 글의 목적상 너무 깊게 들어가므로 생략하도록 하고 대충 이런 것들이 있다고 짚고 넘어가자.
 

1976년 초기의 슈퍼컴퓨터 Cray - 1

  그렇다면 슈퍼컴은 도대체 어느 분야에 쓰일까? 보통은 방대한 계산을 처리하는데 쓰이는데, 예를들어서 일기 예보라던지 , 암호 해독, 또는 과학 기술 계산등에 쓰인다. 대표적으로 우리가 알기에는 일기 예보에 쓰인다. 요즈음 들어서 일기예보의 오보가 많이 발생하고 있는데, 이는 슈퍼컴퓨터의 계산 오류가 아니다. 슈퍼컴퓨터는 단지 수십 또는 수백년간의 기상 모델로 대략 말해서는
 " 지난 30년간의 일기현황을 보자면 여름 15~ 20 일 사이에 3일동안 비가 안오면 그 다음날은 비가 올 확률이 80%나 되고 또 서쪽방향에서 비구름이 몰려오니 내일은 비가 올 것이다. "
  라는 식으로 예측을 하게 되는것이다. 참고로 우리나라의 기상청 슈퍼컴퓨터 수준은 일기예보용 컴퓨터로는 전세계에서 4위에 들지만, 일기예보 모델의 순위는 11 개국 중 10 위에 머무르는 아주 낮은 수준이다.

IBM 사의 Blue Gene , 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터

  마지막으로 알아보고 갈 점은 슈퍼컴퓨터의 성능은 과연 어떻게 매길까 이다. 슈퍼컴퓨터는 매우 연산 속도가 빠르기 때문에 테라플롭 (Tp, 1Tp 는 1초당 1조번 연산을 하는 정도이다. ) 으로 단위를 측정하는데, 가장 빠른 슈퍼컴퓨터 ( 슈퍼컴퓨터의 순위의 변동은 매우 심하다. 아마 지금도 역전되었을지도 모른다. 2006년 11월에 가장 빨랐던 컴퓨터는 4Tp/s 의 연산을 할 수 있었지만, 지금 (2007년 8월) 에는 아마 슈퍼컴퓨터 500위 의 끄트머리에 매달려 있을 것이다. ) 는 블루 진 (Blue Gene) 으로 131072의 프로세서를 썻고 최소 280 ~ 367 Tp /s 의 연산을 하였다. 이는 2위인 Cray 와 200 Tp/s 이상의 차이가 난다. 2위 Jaguar - Cray 는 101 ~ 119 Tp/s 를 보였다. 한편 우리나라의 기상청 슈퍼컴퓨터는 CPU 1020 개를 써서 29위 정도에 해당했다. 참고로 말하자면, 슈퍼컴퓨터의 속도 측정 방법은 비교적 간단한데, 각자의 연산방법을 이용해 복잡한 일차방정식을 풀게하는 것이다. (이를 린팩, Linpack) 이라고도 한다. 놀랍게도 미국은 1~8위 까지의 슈퍼컴퓨터 순위를 석권하였으며 50% 이상 (500대 중 281대)의 슈퍼컴퓨터도 미국에 있다고 한다.
  하지만 앞으로 우리나라의 슈퍼컴퓨터가 더욱 발전하는 날이 오기를 바란다.

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