세계 슈퍼컴 부동의 1위, 엑사급 HPC '프론티어'

세계 유일의 엑사플롭스 성능, 2위와 3배 차이

HPE 크레이에서 구축한 오크리지국립연구소 프론티어 선정세계 슈퍼컴퓨터 성능 순위를 매기는 톱500의 11월 순위표가 공개됐다. 올해 6월 선두로 등극한 오크리지국립연구소의 엑사급 슈퍼컴퓨터 '프론티어'가 압도적 차이로 1위를 유지했다.

최근 톱500은 11월 세계 슈퍼컴퓨터 순위표를 발표했다.

1위는 상반기와 동일한 오크리지국립연구소(ORNL)의 '프론티어(Frontier)'다. 프론티어는 고성능린팩(HPL)에서 초당 1.102 엑사플롭스(Eflops) 성능을 가진 것으로 조사됐다. 1 엑사플롭스는 100경 회의 부동소수점 연산을 1초 안에 할 수 있다는 뜻이다. 프론티어의 성능은 2위보다 세배 빠르다. 프론티어가 코어 규모에서 2위보다 14%만 많은데, 성능은 세배 높은 것이다.

2위는 작년까지 2년동안 1위였던 일본 고베 소재의 이화학연구소 전산과학센터(R-CCS)에 구축된 후가쿠다. 후지쯔에서 구축한 후가쿠의 HPL은 442 페타플롭스다. 763만848 코어를 사용한다.

미국 오크리지국립연구소 슈퍼컴퓨터 프론티어

프론티어는 HPE 그레이 EX시스템으로 구축됐다. 873만112코어를 가졌으며, HPC 및 인공지능에 최적화된 3세대 AMD EPYC CPU, AMD 인스팅트250X 가속기, 슬링샷-10 인터커넥트 등으로 구성됐다. 프론티어는 이론상 피크성능 2 엑사플롭스 성능을 낼 수 있어 이전에 오크리지연구소에서 사용하던 '서밋' 시스템보다 10배 빠르다.

프론티어는 DoE의 엑사스케일 컴퓨팅 프로젝트의 일환으로 만들어졌다. HPE 크레이 EX 슈퍼컴퓨터 캐미넷 74개로 만들어졌으며, 9천400여대의 AMD 서버 노드와 144킬로미터 이상의 네트워크 케이블이 들어갔다. GPU는 3만7천개를 장착했다.

암세포, 초신성, 코로나19 바이러스, 원자 구조 요소 등을 모델링하려면 슈퍼컴퓨터의 64비트 정밀로가 필요하다. 머신러닝 알고리즘은 32비트, 24비트, 16비트 정확도가 필요해 GPU를 활용할 수 있다.

프론티어의 스토리지 시스템 '오리온'은 700페타바이트의 데이터를 저장한다. 각 캐비닛의 무게가 3.6톤에 달하며, 350마력 펌프 4개가 6천갤론의 물을 순환시켜 시스템을 냉각한다. 이 펌프는 올림픽급 규모의 수영장을 30분 안에 채울 수 있다.

핀란드 카야니 CSC데이터센터 유로HPC센터에 설치된 슈퍼컴퓨터 'LUMI'

3위는 핀란드 카야니의 CSC데이터센터 내 유로HPC 센터에 설치된 LUMI 시스템이다. HPE 크레이 EX 시스템으로 구축된 LUMI는 그사이 대대적인 업그레이드를 실시해 장비 규모를 2배 늘렸고, 309 페타플롭스의 HPL 점수를 받았다.

유럽의 슈퍼컴퓨터 연합체인 유로HPC JU는 2024년 가동을 목표로 엑사플롭스급 슈퍼컴퓨터 개발을 추진중이다.

4위는 톱500 순위표에 새롭게 등록된 슈퍼컴퓨터로 이탈리아 시네카 유로HPC 사이트에 설치된 '레오나르도'다. 프랑스 아토스사의 불세쿼나 XH2000 시스템으로 만들어졌다. 인텔 제온 플래티넘8358 32C 2.6GHz를 메인 프로세서로 하고, 엔비디아 A100 SXM4 40GB 가속기, 쿼드레일 엔비디아 HDR100 인피니밴드 인터커넥트 등을 탑재했다. 린팩 성능 174.7 페타플롭스를 기록했다.

올해초 아토스는 XH300을 공개했다. AMD, 인텔, 엔비디아 등의 CPU, GPU, 가속기 등을 사용해 기존 XH200 시스템보다 성능을 높였다. 프랑스의 마이크로프로세서 개발사 실리콘펄도 부품을 공급했다.

IBM에서 구축해 한때 세계 1위였던 오크리지연구소의 '서밋'은 5위를 차지했다. 서밋의 성능은 148.8 페타플롭스다.

미국 캘리포니아의 로렌스리버모어국립연구소에 설치된 서밋의 형제 시스템 '시에라'는 94.6 페타플롭스 성능으로 6위를 기록했다.

9위는 미국 엔비디아 사내에 설치된 셀레네(Selene)다. 셀레네는 엔비디아 DGX A100 슈퍼팟으로 만들어졌다. 엔비디아 A100 GPU와 AMD EPYC 프로세서, 멜라녹스 HDR 인피니밴드를 사용한다. 성능은 63.4 페타플롭스다.

2017년까지 세계 최고 슈퍼컴퓨터였던 중국 선웨이 텐허라이트는 7위를 차지했다. 93 페타플롭스 성능을 기록했다. 2017년 2위였던 텐허-2A는 61.4 페타플롭스 성능으로 10위를 차지했다.

상위 10위권에서 중국 슈퍼컴퓨터가 하위로 밀리긴 했지만, 500대 순위에서 중국의 슈퍼컴퓨터의 수가 미국보다 많다. 500위권 내 미국 슈퍼컴퓨터는 126대인 반면, 중국 슈퍼컴퓨터는 162대다. 단, 중국 슈퍼컴퓨터의 수는 6월 순위 173개보다 다소 줄었다. 유럽 전체 슈퍼컴퓨터는 6월 118대에서 증가한 131대였다.

국내 슈퍼컴퓨터로 삼성전자에 설치된 'SSC-21'이 18위에 올랐다. SSC-21은 지난 6월 순위보다 3단계 하락했다. SSC-21의 성능은 25.1 페타플롭스를 기록했다. HPE 아폴로6500 Gen10플러스 시스템에 AMD EPYC 7543 32C 2.8GHz CPU와 엔비디아 A100, HDR200 인피니밴드 등을 장착했다.

이밖에 한국기상청의 구루와 마루가 각가 35위, 36위를 기록했고, 한국과학기술정보연구원(KISTI)의 누리온이 42위를 차지했다. SK텔레콤의 타이탄이 92위를, 광주과학기술원(GIST) SCENT의 드림AI가 178위를 기록했다. 삼성전자 SSC-21 확장모듈이 349위를 차지했다.

세계 슈퍼컴퓨터 시스템에서 AMD EPYC의 점유율이 가장 높았다. 운영체제는 리눅스 독점이다.

퍼블릭 클라우드 사업자 중 마이크로소프트 애저가 14위를 비롯해 40위부터 43위를 차지하며 5개 시스템을 순위표에 올렸다. 아마존웹서비스(AWS)는 57위에 올랐다.