[사이어스칼럼]일본 9년 만에 슈퍼컴퓨터 1위 탈환, 그 의미와 전망

황순욱 한국과학기술정보연구원 국가슈퍼컴퓨팅본부장

황순욱 한국과학기술정보연구원 국가슈퍼컴퓨팅본부장

코로나19 때문에 온라인으로 열렸던 지난 6월의 국제슈퍼컴퓨팅학회(ISC)에서 일본 이화학연구소(RIKEN)와 후지쯔가 공동 개발한 '후가쿠' 시스템이 세계 슈퍼컴퓨터 순위에서 1위 자리에 등극했다. 지난 2년간 세계 슈퍼컴퓨터 순위에서 1위 자리를 굳건히 지키고 있던 미국 오크리지국립연구소(ORNL)의 '서밋' 시스템을 정상의 자리에서 끌어 내린 것이다. 사실 전통적 슈퍼컴퓨터 강국인 일본이 이번에 슈퍼컴퓨터 왕좌를 차지한 것은 그리 놀라운 일은 아니다. 2002년 6월 '어스 시뮬레이터', 2011년 6월 '케이'로 세계 슈퍼컴퓨터 순위인 'TOP500'에서 1위를 차지했으니 일본은 지난 20여년 동안 9년마다 슈퍼컴퓨터 순위에서 1위에 오른 셈이다.

최근 수년간 미국과 중국이 슈퍼컴퓨터 1위 자리를 놓고 엎치락뒤치락하고 있었다. 이 와중에 일본이 '케이' 설치 무렵부터 거의 10년이라는 기간 동안 1.2조 원이라는 막대한 국가 예산을 투입해 슈퍼컴퓨터 왕좌 자리를 탈환했다는 사실도 놀랍지만 향후 슈퍼컴퓨터 기술 개발 관점에서도 몇 가지 주목할 점이 있다.

우선 저전력 모바일 프로세서로 알려진 ARM 아기텍처에 고성능 병렬계산을 위한 512비트 벡터 연산 기능을 추가한 'A64FX' 프로세서를 만들고 이를 이용해서 세계 1위의 슈퍼컴퓨터를 만들었다는 점이다. 그것도 슈퍼컴퓨터의 프로세서로 주로 사용되는 인텔 x86, IBM 파워와 엔비디어 가속기 대신에 순전히 ARM 기반 프로세서만 사용해 지난 2년간 부동의 슈퍼컴퓨터 1위를 차지하고 있던 '서밋'보다 무려 2.8배나 빠른 성능을 낸다는 점이다. 참고로 현재 TOP500 순위에 ARM 프로세서를 사용한 슈퍼컴퓨터가 총 4대가 등재돼 있는데 그 중 3대가 A64FX 기반의 슈퍼컴퓨터다.

또 후가쿠는 전통적인 64비트 부동소수점 계산 성능과 인공지능 계산 성능을 동시에 나타내는 HPL-AI(High-Performance Linpack and Artificial Intelligence) 벤치마크 성능에서도 1.42 엑사플롭스(초당 100경번 연산)로서 서밋보다 무려 3.2배나 더 빠르다. 4차 산업혁명의 핵심인 첨단 AI 기술과 서비스 개발에도 후가쿠가 얼마나 유용한 도구로 쓰일지에 대해서 관심을 가지고 지켜봐야 할 것 같다.

이번 후가쿠 시스템 등장을 계기로 저전력과 고성능의 A64FX 프로세서를 채용한 슈퍼컴퓨터가 주류로 자리잡을 수 있을까? 참고로 인텔 제온파이 프로세서를 이용해 KISTI 슈퍼컴 5호기 누리온을 제작했던 미국의 크레이 사에서도 A64FX 기반의 크레이 CS500 슈퍼컴퓨터를 제작할 계획이라고 발표했다. 다음 슈퍼컴퓨터 TOP500 순위가 발표되는 올해 11월과 내년 6월에 A64FX 기반의 슈퍼컴퓨터가 톱500에 과연 몇 대나 올라올지 한번 지켜보는 것도 재밌겠다.

장기적인 관점에서는 이번 후가쿠 시스템의 등장이 세간의 이목을 반짝 끈 일회성 이벤트로 끝날지, 아니면 지난 30여년 이상 거의 독주해 온 인텔 x86 기반의 슈퍼컴퓨터 생태계와 경쟁하고 서로 보완하는 ARM 기반 슈퍼컴퓨터 생태계 탄생의 서막을 알리는 중요한 사건이 될지 지켜볼 만하다. 일단 지난 6월 후가쿠의 화려한 데뷔로 절반의 성공은 거둔 것 같다. 다행스럽게도 우리나라도 2023년까지 ARM 아키텍처에 기반한 슈퍼컴퓨터용 프로세서 시제품 개발을 목표로 하는 '슈퍼컴퓨터 개발 선도 사업'에 착수했다. 우리도 시기적절하게 ARM 기반 슈퍼컴퓨터 생태계 경쟁을 위한 첫걸음은 내디딘 셈이다. 황순욱 한국과학기술정보연구원 국가슈퍼컴퓨팅본부장