PC 모아모아 슈퍼컴 만든다
한국과학기술정보연구원(KISTI)이 운영하는 ‘슈퍼컴퓨터 3호기’에 이용자가 몰리면서 한계상황에 다다르고 있다. 특히 슈퍼컴 3호기는 대학은 물론, 연구소와 기업체 소속 연구자들이 마음껏 이용할 수 있는 국내 유일의 슈퍼컴퓨터여서 대책 마련이 시급하다.
문제는 생명공학, 기상, 천문 등 짧은 시간에 엄청난 양의 연산이나 정보를 처리해야 하는 분야에서 슈퍼컴퓨터에 대한 수요가 급증하고 있다는 데 있다. 때문에 막대한 제작 비용이 드는 슈퍼컴퓨터 대신 각 가정의 PC(개인용 컴퓨터)를 초고속 정보통신망으로 연결, 저비용·고효율의 대용량 컴퓨터를 만드는 ‘코리아앳홈’(Korea@Home) 사업이 주목을 받고 있다.
●국내유일 완전개방 ‘슈퍼컴 3호기’ 곧 과부하
27일 KISTI에 따르면 슈퍼컴 3호기는 지난해 5월 이용률이 70%를 넘어선 이후 올 들어 80% 이상 유지하고 있다. 지난해 12월에는 이용률이 90%에 육박하기도 했다.
또 슈퍼컴 3호기 이용을 위해 인터넷을 통해 하루 평균 500차례 이상 접속이 이뤄지고 있으나, 이 가운데 실제 사용자는 60∼70명에 달한다. 슈퍼컴 3호기를 24시간 가동하더라도 1인당 이용시간이 30분도 돌아가기 어려운 상황이다.
KISTI 슈퍼컴퓨터센터 우준 연구원은 “슈퍼컴 3호기의 이용률은 70%대가 효율적이며 80%를 넘어서면 과부하 상태로 볼 수 있다.”면서 “이용자가 늘면서 짧게는 몇 시간에서 길게는 10일까지 기다려야 하기 때문에 연구에 차질을 빚을 수도 있다.”고 우려했다. 이처럼 이용률이 높아진 이유는 슈퍼컴 3호기가 국내 연구자들에게 완전개방된 유일한 슈퍼컴퓨터이기 때문이다. 물론 한국과학기술연구원(KIST)과 기상청에 더 좋은 성능의 슈퍼컴퓨터가 있지만 이용에 제한이 따른다. 생명공학 등 슈퍼컴퓨터를 활용하는 연구분야가 늘어나고, 슈퍼컴퓨터를 통해 계산해야 할 정도로 연구 규모가 커지고 있는 점도 한 원인으로 꼽힌다.
우 연구원은 “공급이 수요를 감당하지 못하고 있는 실정”이라면서 “연구개발(R&D) 환경이 급속도로 변하고 있는 만큼 슈퍼컴퓨터 교체주기 단축 등 제도적 보완이 필요하다.”고 강조했다.KISTI는 지난 1988년 슈퍼컴 1호기를 도입한 이후 5년을 주기로 교체하고 있어,3호기를 대체할 4호기는 내년쯤 도입된다. 하지만 컴퓨터 성능 발전 속도가 갈수록 빨라져 이같은 교체주기가 너무 길다는 지적이다.
실제 1호기(2기가플롭스)에 비해 2호기(16기가플롭스)는 성능이 8배 향상된 반면 3호기(4.3테라플롭스=4300기가플롭스)는 2호기보다 270배 개선됐다. 또 3호기는 도입 당시(2001년) 세계에서 손꼽히는 성능을 자랑했지만, 지난해 11월 발표된 ‘세계 슈퍼컴퓨터 톱 500 리스트’에서는 순위가 156위로 내려앉았다. 슈퍼컴퓨터의 성능 저하는 연구성과와도 직결된다는 점을 감안하면 발등에 떨어진 불인 셈이다.
●초고속 통신망 이용 개인PC 연결 하나의 컴퓨터로
한 대 가격이 수천만달러나 되는 슈퍼컴퓨터를 굳이 구입하지 않아도 슈퍼컴퓨터에 맞먹는 성능을 얻으려는 시도가 본격화되고 있다.KISTI가 지난 2003년 시작한 코리아앳홈 사업이 바로 그것이다.
KISTI 초고속연구망사업실 박학수 박사는 “세계 최고 수준인 국내 초고속 정보통신망을 통해 개인이 보유하고 있는 PC를 연결, 하나의 컴퓨터처럼 이용하자는 것”이라면서 “시스템이 안정화됨에 따라 올해부터 사업을 본격적으로 추진할 계획”이라고 밝혔다.
대부분의 PC는 CPU(중앙처리장치)의 활용률이 평균 10%에도 미치지 않는다. 이는 CPU의 성능과 메모리 용량이 급속도로 증가한 반면 실제 사용은 문서작성이나 인터넷 검색 등에 한정돼 있기 때문이다. 원리는 중앙 서버에서 정보를 조각조각 나눠 각각의 PC에 할당한 뒤 개별 PC가 처리한 결과를 모아 문제를 해결해 나가는 것이다.
이 사업에는 현재 4136명,1만 3259대의 PC가 참여해 1.8테라플롭스 성능의 슈퍼컴퓨터처럼 성능을 발휘하고 있다. 이는 전세계 슈퍼컴퓨터 가운데 150위권에 해당한다. 나아가 3만대의 PC가 연결될 경우 12.7테라플롭스의 성능을 얻을 수 있다.
●올 회원 10만명으로 “세계최고 슈퍼컴 가능하다”
박 박사는 “올해 회원을 10만명까지 늘릴 계획”이라면서 “세계에서 가장 성능이 좋은 슈퍼컴퓨터인 미국 IBM의 ‘블루진/엘’(70.72테라플롭스)보다 뛰어난 슈퍼컴퓨터도 실현가능할 것”이라고 내다봤다.
이 사업은 현재 신약 후보물질 탐색과 한반도 기후변화 예측 등의 작업을 수행하고 있다.
특히 컴퓨터 세계의 ‘개미군단’인 네티즌들의 참여가 이어질 경우 인공지능, 수학, 암호학 등 다양한 응용분야까지 확대될 수 있다.
박 박사는 “수만대의 PC가 동시에 작업을 실시할 수 있다는 점을 감안하면 순서대로 연산을 하는 슈퍼컴퓨터에 비해 효율적일 수 있다.”면서 “방대한 양의 연산작업을 반복 수행하는 분야에서 널리 활용될 수 있을 것”이라고 기대했다. 참여 및 문의는 인터넷 홈페이지(www.koreaathome.org)로 하면 된다.
장세훈기자 shjang@seoul.co.kr
그래픽 유재일기자 jae0903@seoul.co.kr
■ 플롭스(FLOPS)
슈퍼컴퓨터의 계산 속도를 나타내는 단위로 1초에 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈 등의 연산을 몇 번 할 수 있는지를 의미한다. 예를 들어 1초에 곱셈을 2번 하면 2플롭스가 된다. 그러나 컴퓨터의 계산 속도가 획기적으로 개선되면서 플롭스보다 100만배 빠른 메가플롭스,10억배인 기가플롭스,1조배인 테라플롭스 등이 더 널리 쓰이고 있다.
■ 슈퍼컴퓨터
가장 빠른 계산을 할 수 있도록 설계된 계산 전용 컴퓨터이다. 기술 발전에 따라 슈퍼컴퓨터의 기준도 바뀌고 있지만, 지금은 1테라플롭스 이상의 계산 능력을 보유해야 슈퍼컴퓨터라 불린다.2테라플롭스의 슈퍼컴퓨터는 계산 속도가 펜티엄급 PC보다 1만배 가량 빠르다. 미국 IBM의 ‘블루진/엘’은 계산 속도가 70.72테라플롭스로 가장 빠르다. 미항공우주국(NASA)의 ‘컬럼비아’(51.87테라플롭스), 일본의 ‘어스 시뮬레이터’(35.86테라플롭스) 등이 뒤를 잇고 있다.
