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2012. 3. 9. 22:44 대덕밸리과학소식/ETRI

슈퍼컴퓨터가 특정 산업분야의 용도에 맞는 맞춤형으로 진화하고 있습니다.

ETRI(한국전자통신연구원)이 유전체 분석을 위한 고성능 슈퍼컴퓨터 '마하(MAHA : MAny-core Hpc system for bio-Application)'를 구축했습니다.

‘마하’는 ETRI가 미국의 슈퍼컴퓨팅 전문업체 ‘아프로 인터네셔널날과’ 공동으로 설계·구축한 것으로, 기존 슈퍼컴퓨터 대비 성능 및 전력 측면에서는 저전력·고성능을 확보했습니다.

‘마하’는 슈퍼컴퓨터의 핵심 경쟁력인 고성능을 확보하기 위해 32개의 컴퓨터에 인텔의 최신 고성능 CPU인 '제온 E5 프로세서'와 NVIDIA의 고성능 연산처리가속장치(GPGPU)를 장착해 약 3만 3000개의 코어를 지원토록 설계됐습니다.

이는 CPU가 처리할 작업 일부를 상대적으로 코어 수가 많으면서 전력소모량이 적은 GPGPU가 대신 수행토록 함으로써, 성능은 높이되 시스템 규모와 소모전력 등을 최소화하는 효과를 얻기 위함입니다.

이를 통해 전력 소모량은 기존 시스템 대비 50%를 줄였고, 이론적인 성능은 최대 53테라플롭스(TFLOPS)까지 구현했습니다.

또 '마하'는 자체개발 중에 있는 고속 SSD와 대용량 HDD로 구성된 69테라바이트의 하이브리드형 고속·대용량 스토리지를 지원함으로써, 무수히 많은 패턴과 조합의 수를 가지고 있는 유전체 및 단백질 구조 분석 등의 대규모 데이터 처리에 적합하도록 설계됐습니다.

‘마하’의 초기 시험평가 결과 일반 대장균에 대한 열 안정성 분석 시험에서 CPU만 사용할 경우 1개월 이상 소요되던 것을 GPGPU 동시 사용을 통해 수 시간 대로 대폭 단축시켜 기존 분석 시스템보다 150배 가량 향상된 성능을 나타냈습니다.

'마하'는 갈수록 수요가 폭증하고 있는 바이오, 3D 입체영상 등 신성장 산업분야에서의 빅데이터 정보를 고속으로 저장, 관리 및 분석 하는데 활용될 전망입니다.

이를 통해 유전체 분석 서비스와 이에 기반한 개인 건강검진서비스 제공, 단백질 구조 분석을 통한 신약개발 등의 국내 바이오 산업 발전에 크게 기여할 것으로 전망됩니다.

최완 ETRI 클라우드컴퓨팅연구부장은 이번 기술 확보로 바이오 관련 국내 산업체 누구나가 고성능·저전력의 슈퍼컴퓨터를 쉽게 확보하고 활용할 수 있는 시대가 멀지 않았다고 전망했습니다.

‘마하’ 서버 시스템(좌측) 및 스토리지 시스템(우측)


 용  어  설  명

Hpc :
High-performance computing, 고성능 컴퓨팅

GPGPU(General-Purpose computing on Graphics Processing Unit) :
그래픽 처리장치인 GPU를 사용하여 CPU가 전통적으로 취급했던 응용 프로그램들의 계산을 수행하는 기술.
최근 슈퍼컴퓨팅 영역에서 GPU 이용률을 높이는데 주목

core :
CPU와 GPGPU 안에 들어있는 연산장치

TFLOPS :
1초에 53조 번의 연산을 수행할 수 있는 성능

SSD(Solid State Drive) :
기계적 장치인 HDD와는 달리 반도체를 이용하여 정보를 저장하는 장치

TB :
Terra byte=1000기가=1조 바이트


<유전체 분석용 슈퍼컴퓨터 ‘마하(MAHA)’ 기술 경쟁력>

[가정] 이론 성능 ‘53테라플롭스(TFLOPS)’의 슈퍼컴퓨터를 구축할 경우(동일 성능 기준)

구분

일반 슈퍼컴퓨터
시스템
<2 CPU>
(a)

ETRI 마하 시스템
<2 CPU+2 GPGPU>
(b)

일반 시스템 대비 ‘마하’ 경쟁력 비교
(=b/a)

필요 컴퓨팅
노드 수

160개

32개

20% 수준

필요 CPU 수

320개

64개

20% 수준

필요 GPGPU 수

-

64개

추가 설치

전력 소모량

약 80KW

약 40KW

50% 수준

※ 인텔의 8코어 CPU인 ‘제온 E5 프로세서 ’와 엔비디아(NVIDIA)의 ‘M2090 GPGPU’ 사용 기준 


posted by 글쓴이 과학이야기

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