제 51회 TOP500 슈퍼컴퓨터 랭킹 이야기 (2018/06)

안녕하세요, 미친도사입니다.

매년 6월과 11월에 전세계 슈퍼컴퓨터 랭킹이 TOP500 사이트를 통해 정리 발표됩니다.

이번 주에 독일에서 ISC (International Supercomputing) 쇼가 시작하면서 오늘 (정확하게는 유럽 날짜 어제) 이번 회차(2018.06, 제51회)의 랭킹도 발표되었습니다.

이번에도 여러분과 정보를 공유하고자 합니다.

모든 내용은 TOP500.org 사이트에 있는 데이터를 기반으로 제가 재구성한 것입니다.

시간 나실 때 차 한잔 마시면서 슬슬 읽어 보시길 바랍니다.

TOP500 랭킹은 1993년 5월부터 시작되어 이번 2018.06 순위가 51회차입니다.

TOP10만 보고 말하기엔 좀 부족한 감이 있어 20위까지 나열해 봅니다.

수 년간 (2012년 6월부터) 중국이 슈퍼컴퓨터 랭킹 1위 자리를 독주했습니다. 어찌보면 미국의 자존심인 슈퍼컴을 중국에게 빼앗겼던 거죠.

그러면서 수년간 미국에서는 엑사 스케일 (Exa-scale) 프로젝트가 정부 연구소와 기업의 협업으로 추진되어 왔습니다.

대표적인 엑사 스케일 프로젝트가 IBM의 Summit와 Sierra, Cray의 Shasta인데, 그 중 IBM의 Summit과 Sierra가 세상에 나왔고 드디어 Summit이 1위에 오르면서, 미국이 1위를 찾아왔습니다.

비슷한 아키텍처인 Sierra 역시 3위로 등재되면서, 막강한 성능을 과시하고 있습니다.

셀의 색이 짙게 칠해진 시스템은 이번 회차에 새롭게 올라온 시스템들입니다.

주목할 만한 것은 11위에 우리 나라 KISTI의 시스템입니다. 엄청난 규모의 시스템으로 화제였는데, 역시나 11위에 등재되었네요.

처음 등장할 때보다 현재 순위가 높은 시스템은 첫 구축 이후 업그레이드하여 성능을 향상시킨 시스템들입니다. 6위의 스위스 시스템이 업그레이드로 굉장한 성능 향상을 시킨 경우겠지요.

TOP500에서는 순위 발표와 함께 주요 뉴스도 함께 공개하는데요, 그 주요 뉴스를 번역해봤습니다.

미국에서 DOE 연구소들은 세계 슈퍼컴퓨터의 추세를 이끈다고 할 정도로 늘 최강의 시스템을 설계, 구축하고 있습니다.

이번에 IBM과 함께 Summit과 Sierra를 만들어 1, 3위에 등재시켰는데요, 처음 의도된 엑사 스케일(1 엑사 플롭스)은 아직 구현하지 못 했네요.

그러고 보면 2년 전에 등장한 중국의 Sunway TaihuLight(93PF/s)는 정말 어마어마한 시스템이긴 합니다.

그리고 2012년에 혜성과 같이 나타나 1위를 차지했던 중국의 Milky Way 2는 자체 개발한 가속기로 시스템 성능을 업그레이드했네요.

순위의 큰 변화가 없어 눈에 띄지는 않지만 굉장히 놀라운 성과라 할 수 있겠습니다. 소비 전력의 상승도 아주 미미한 것이 더욱 놀랍군요.

일본의 대형 슈퍼컴퓨터를 주도해온 후지쯔 역시 5위에 새롭게 시스템을 등재시켰습니다.

새롭게 등재된 시스템들이 많아 이전 시스템들은 자연스럽게 내려 앉았습니다.

TOP500 순위의 성능 추이입니다. 제일 위는 전체 성능의 합계, 중간은 1위 시스템의 성능, 마지막은 500위 시스템의 성능입니다.

세로 축이 로그 스케일인 것은 감안해서 보면 비교적 비슷한 추이로 발전하고 있다 할 수 있습니다만 근 5년 정도 조금 주춤한 것은 사실입니다.

제가 분석을 시작한 약 3년 전만 해도 2018.6 정도엔 엑사 스케일이 나올 줄 알았거든요. 지금 추이로 보면 2020년에나 1위 시스템이 1 엑사 플롭스를 구현할 것으로 예상됩니다.

또, 모르죠 연말에 뭔가 세상을 놀라게 할 시스템이 만들어질 지도...

업체별 구축한 시스템 수를 보겠습니다. 큰 그래프는 이번 회차, 작은 그래프는 지난 회차 결과입니다.

500위 전체를 보면 Lenovo의 향상이 눈에 띕니다. 지난 회차에서 16%였는데, 23%로 많이 구축했군요.

대형 시스템 구축이라는 차원에서 의미가 있는 100위를 보면 여전히 Cray가 강세입니다만, 지난 회차보다는 점유율이 조금 낮아졌습니다.

슈퍼컴이라는 것이 시스템 수도 의미가 있겠으나, 얼마나 강력한 시스템을 많이 구축했느냐도 큰 의미가 있지요.

그런 의미에서 이번에 1, 3위를 차지한 IBM이 성능 점유율에서 확 올라왔습니다.

성능 점유율은 최근 수 회차에 걸쳐 Cray가 1위였는데, 조금 주춤하네요.

슈퍼컴에서 중요한 것이 연산을 담당하는 CPU 혹은 GPU이겠지만, 병렬 처리를 하는 지금의 슈퍼컴 형태에서 노드간의 인터커넥트가 매우 중요합니다.

그 인터커넥트를 보면, 시스템 수는 저렴한 10G 이더넷이 많이 점유하고 있지만, 성능 측면에서는 InfiniBand EDR (100Gbps)가 점유율이 확~ 높아졌습니다.

높은 대역 폭과 낮은 Latency의 InfiniBand가 슈퍼컴의 대세임을 재확인합니다.

지난 회차에 전체 시스템 대수에서 50% 점유율의 아시아였는데 미대륙이 이번에 많이 만회하였습니다.

국가별 점유율은 시스템 수에서는 변함없이 중국 - 미국 - 일본 순입니다.

그렇지만, 성능 점유율에서는 미국이 1, 3위를 차지하면서 지난 회차의 수모(?)를 이겨 냅니다.

우리나라는 전체 점유율로 보면 아주 미약합니다.

프로세서는 인텔 CPU가 독보적입니다. 그 중에서도 Xeon Scalable Processor Family (코드명 Skylake)가 점유율을 높여가고 있습니다.

Xeon Platinum과 Xeon Gold가 Skylake 프로세서의 라인업 이름입니다.

아마도 다음 회차에서는 급격히 점유율을 높일 거라 예상됩니다.

NVIDIA의 Tesla로 대표되는 GPGPU를 포함한 가속기의 활용은 점차 늘어나는 추세입니다.

지난 회차에서 시스템 점유율 약 20%에 성능 점유율 25.4%에서 이번 회차에서는 22% 시스템 점유에 성능은 38.4%로 급격히 높아졌습니다.

새롭게 구축된 대형 시스템들이 거의 모두 가속기를 탑재하고 있기도 하고, 최근에 발표된 NVIDIA의 Volta GPGPU가 성능이 월등히 향상되었음을 알 수 있습니다.

최근의 슈퍼컴이 병렬 컴퓨터 형태이기에 어찌보면 무조건 노드 수가 많으면 장땡이라 할 수도 있습니다.

그렇지만, 소비 전력을 무시할 수 없기 때문에 갈수록 고성능 저전력 시스템의 의미가 굉장히 중요한 분야이기도 합니다.

등재된 500대의 시스템 중에 파워 대비 성능이 높은 고효율 시스템 상위 10대를 묶어 보았습니다.

보면 모두 가속기를 사용한 시스템입니다. 특히나 일본의 PEZY라는 곳에서 만들어서 일본 내에 구축한 시스템이 효율이 무척 좋군요.

그 외엔 모두 NVIDIA의 Pascal 코어 및 Volta 코어 GPU를 탑재한 시스템들입니다.

초기 구축 비용은 비싸겠지만, 유지 비용은 상대적으로 저렴한 가속기의 활용은 계속 증가할 것으로 보입니다.

NVIDIA의 독주가 좀 걱정되긴 합니다.

최근 1년 이내에 구축된 시스템이 거의 절반이네요. 35회차에 등장한 시스템이 아직 있는데 거의 9년을 버티고 있군요. 아직 200위 안에 있는 거 보니 대단한데요?

활용 분야는 산업체가 제일 많네요. 우리나라도 그런가? 잘 모르겠습니다.

500위 안에 있는 우리 나라의 슈퍼컴들입니다.

기상청 시스템이 계속 상위권에 있는 중에 KISTI의 시스템이 11위로 강렬하게 등장하였습니다.

높은 순위에 등재된만큼 활용도 잘 하여서 여러 분야에서 활약하면 좋겠습니다.

201위에 어느 회사인지는 모르겠지만, 소프트웨어 회사에서 꽤나 큰 시스템을 구축했네요. 흠.

근 몇 년간 계속 하향 추세였는데, 이번 회차에 2개의 시스템이 새롭게 등재되어 기분이 좀 좋습니다.

제가 정리한 내용은 여기까지입니다.

앞에서도 언급했듯이 이 자료는 모두 Top500.org에 올라온 자료를 기반으로 만들어진 것이고, 훨씬 많은 정보가 있지만 주요 정보만 추려본 것입니다.

다른 내용도 궁금하신 분들은 TOP500.org 홈페이지에서 확인하실 수 있습니다.

이상입니다.