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HPC5
HPC5(에이치피씨5)는 이탈리아 밀란에 본사를 둔 에너지 기업인 에니(Eni)가 보유한 슈퍼컴퓨터이다. 친환경 에너지 개발, 유전 탐사와 모니터링 등의 목적으로 사용 중이다. [1]2020년 6월에, 슈퍼컴퓨터 랭킹의 6위를 차지했다.[2]
개요[편집]
HPC5의 정식 이름은 고성능 컴퓨팅 계층5(High Performance Computing - layer5)이다.[3] 2018년에 출시된 에니의 첫 번째 슈퍼컴퓨터이다. 이전 버전인 HPC4의 3배 이상을 웃도는 성능을 가졌다. 밀라노에서 남쪽으로 100km 떨어진 페레라 에르보그노네(Ferrera Erbognone)의 에니 그린 데이터 센터에 설치되어 있다. 에니가 에너지 전환의 변화를 돕고 새로운 에너지 원의 개발을 가속화시키기 위해 슈퍼컴퓨터가 존재한다. 그리고 HPC5는 정부의 자산이 아닌 슈퍼 컴퓨터 중에서 가장 빠른 속도를 자랑한다. 초당 5170억 개의 수학적 연산을 진행할 수 있는데, 이때 2개의 초고속 인텔 코어 프로세서와 4개의 가속기가 연결된 1820서버에 기인한다.[4] 이러한 슈퍼컴퓨터는 에너지 전환과 새로운 에너지원 개발을 원하는 에니에 설치되었기 때문에 에니에서 수행하는 작업의 효율성을 높이면서 에너지와 자원 및 시간적 측면의 낭비를 줄일 수 있다. 또한, 에니가 환경 성능을 점진적으로 개선하는 데 도움이 된다.[5] 2020년 6월 세계에서 6번째로 강력한 슈퍼컴퓨터이자 유럽에서 가장 강력한 슈퍼컴퓨터로 선정되었다.[3]
역사[편집]
HPC5는 에니가 2013년부터 유전 탐사, 개발 및 모니터링을 지원하기 위하여, 구축해온 시스템 중 5번째로, 이전 버전인 HPC4의 3배의 성능을 지니고 있다. 이러한 에니는 IBM, 레노버(Lenovo), HPE, 델(Dell) 등 다양한 회사와 계약하여 HPC1(2013), HPC2(2014), HPC3(2017), HPC4(2018), HPC5(2020)까지 제작했다.[6]에니는 HPC4에서 더욱 발전을 원했고, HPC5에서는 고급 병렬 아키텍처를 사용하도록 하고, 생산과정에서 생성된 빅 데이터의 사용을 가능하게 하고, 하이브리드 프로그래밍 모델을 지원하도록 하여, 지진 이미지를 더욱 빠르게 처리할 수 있도록 하고, 훨씬 더 정교한 알고리즘을 사용할 수 있도록 하였다. 슈퍼컴퓨터들은 산업용 슈퍼컴퓨터로서 환경적으로도 건전하고 지속 가능한 미래형 성능을 창출하려는 노력과 시도로 사용 시 냉각과 구동시 배출되는 온실가스를 줄이기 위해서 그린 데이터 센터에서 생산된 태양열까지 사용이 가능하도록 제작되었다. 이러한 HPC5의 제작 과정에서 델(DELL)과 에니는 노력을 통하여 공업 및 석유, 가스 처리 분야 슈퍼컴퓨터 중 최강자로 만들었다. [7]
특징[편집]
성능[편집]
HPC5 성능[8] 제조사 Dell EMC 코어수 669,760 메모리 349,440 GB 프로세서 Xeon Gold 6252 @2.1 GHz 인터커넥트 Mellanox HDR Infiniband 실측성능 35,450 TFlop/s 이론성능 51,720.8 TFlop/s 파워 2,252.17 kW (Submitted) 운영체제 CentOS Linux 7
HPC5는 에니와 MIT(Institute of Technology),스탠포드 대학(Stanford University), CNR (National Research Council), 폴리티코 디 토리노(Politecnico di Torino)와 기술 파트너인 델(Dell Technologies), 인텔(Intel) 및 엔티비아(Nvidia)등이 참여하여 제작했다. 최대 처리 능력이 51.7 페타플롭(petaFlops)인 병렬 컴퓨팅 장치 세트이다.[3] HPC5의 주요 사양으로 서버는 1820 Dell EMC의 장비가 1,820대, 이러한 장비에는 서버당 4개의 NVIDIA V100 Tensor Core GPU가 장착된다. 각 GPU는 맬라녹스의 인피니밴드를 통해 연결한다. 전체를 두고 보면 총 7,280개의 NVIDIA V100 GPU가 장착되어있다.[9] 이렇게 높은 사양을 가지고 있는 이유로는 2018년부터 운영 중인 슈퍼 컴퓨팅 시스템(HPC4)와 결합하여 사용하기 때문이다. 이때 인프라의 최대 계산 용량은 총 70 페타 플롭으로, 1초에 7천만 개의 수학적 연산이 수행되는 최신 세대의 슈퍼컴퓨터이다. HPC5는 빅 데이터 및 인공지능 시스템 처리 능력을 가지고 있는데, 이러한 기능으로 작업 프로셋, 안전, 성능, 탐사 활동 계획, 저수지 시뮬레이션의 정밀도 향상 및 인력 지원, 의사 결정 속도 향상으로 이어질 것이다.
이러한 성능을 가지고도 HPC5는 세계에서 가장 강력한 슈퍼컴퓨터 10대 중 하나이자, 가장 강력한 사설 소유이며, 지구상에서 가장 친환경적인 슈퍼컴퓨터 중 하나이다. 그 이유는 페타 플롭 당 전력 소비량이 가장 적기 때문이다. [4]
기술적 도전[편집]
HPC5는 컴퓨팅 클러스터 또는 전체 성능을 배가하기 위해서 함께 동작하도록 만든 컴퓨터 집합이다. 이 슈퍼컴퓨터의 성능은 이전 제품인 HPC4의 3 배이다. 에너지 소비를 최소화하며, 성능을 최적화하기 위해서 하이브리드 아키텍처가 선택되었고, 이에 따라 HPC5 및 HPC4는 GPU 계산(graphic processing units - GPU), 대용량 데이터를 병렬로 계산하는데 최적화되어있다. 이러한 방법으로 동작하는 HPC5는 매우 에너지 사용이 효율적이다
환경적 영향[편집]
HPC5에 결합된 HPC4에 제공되는 전력의 10% ~ 15%는 1MW의 전력을 가진 태양광 발전 시스템으로 전달되며, 이는 프로젝트 이탈리아 이니셔티브(Progetto Italia initiative)의 일부인 106개 문자열에 걸쳐서 배포된 2968개의 태양광 추적 모듈로 구성된다. 또한 친환경 특수 설계인 그린 데이터 센터(Green Data Center)를 통해 Eni는 일반 데이터 센터에 비해 연간 약 4500톤의 이산화탄소(CO2)를 절약하고 있다. 그린 데이터 센터는 연중 90% 정도 HPC5 주변의 공기를 주변 환경으로부터 차단하고 여과하는 파이프 시스템을 사용한다. 덕분에 HPC가 설치된 공간에서 순환되는 공기가 저속으로 냉각되어 이전보다 깨끗하게 관리된다. 그렇기 때문에 에어컨의 사용이 적고 더욱 친환경적으로 사용할 수 있다.[4]
활용[편집]
고급 분석 알고리즘[편집]
전 세계의 지구 물리학적 정보와 지진 정보를 지구 표면 아래 수 킬로미터 밖에서 일어나는 일에 대한 정확한 분석을 진행하고 또한 이렇게 추려낸 정보를 결합한다. 이러한 HPC5의 고급 분석 알고리즘으로 전 세계에서 수집한 지구 물리 및 지진 정보 처리를 위해 HPC5에 모으고 이러한 자료를 기반으로 매우 심층적인 심토 모델을 개발하고 이를 기반으로 수 킬로미터 아래에 어떤 것이 숨겨져 있는지 발견해낼 수 있으며, 이러한 방법을 사용하여 지중해에서 가장 큰 천연 가스전인 조어(Zohr)를 발견했다. 이러한 방법을 사용하여 더욱 깊고 거리가 먼 곳으로 탐사가 가능해지고, 이에 따라 세계적인 에너지 수요에 따른 빠른 응답에 대처할 수 있다. 슈퍼 컴퓨팅 시스템을 이용하여, 새로운 자원을 신속하게 식별해내고, 생산의 필요성을 판단한다. 이러한 과정에서 따라오는 탐사 작업의 위험을 시뮬레이션하여 사전에 제거하고 오류를 줄일 수 있다. 동시에 현장 식별과 생산 시작 사이의 시간을 줄일 수 있다. 이러한 이점은 에너지 자원의 능률적인 사용을 통한 에너지 지속 가능성에 대한 긍정적인 영향을 미친다.[10]
분자 시뮬레이션[편집]
글로벌 에너지 기업인 에니의 그린 데이터 센터에서 HPC5를 사용하여 진행된 시뮬레이션은 바이러스와 결합할 수 있는 분자를 확인하고, 중화하며, 복제를 막는 것을 목표로 진행되었다. 이러한 실험은 분자 도킹을 시뮬레이션 한 것으로, 공개 데이터베이스 혹은 제약회사들에 의해 만들어진 약물, 천연 제품, 기능 식품 및 시장 상품 내의 분자들과 바이러스 단백질 사이의 가능한 모든 분자 차원의 연결을 의미한다. 스크리닝 결과의 분석을 통해 바이러스를 공격하고 차단하고 바이러스가 전염되는 것을 방지할 수 있는 후보 분자를 식별한다. 시뮬레이션의 목표는 임상시험을 거치고 이용 가능한 약물보다 더욱 빠르고 효과적인 약물을 보유하는 것이다.[11] 전 세계적으로 코로나 19가 발생한 이후 에니는 코로나 19에 대한 백신을 찾기 위해 노력하는 과학 연구 프로젝트들에게 HPC5를 제공하기로 결정했다.[4] EU에서 지원받은 'EXSCALATE4CoV' 프로젝트에 의해 실행된 이 실험은 현재까지도 가장 복잡한 슈퍼 컴퓨팅 시뮬레이션으로 여겨진다. 이 프로젝트의 실험 목적은 가장 최적의 치료법을 식별하기 위해 코로나 19의 행동을 시뮬레이션 하는 것이다. 과학자들은 슈퍼컴퓨터를 사용하여 코로나 19와 관련된 바이러스 단백질의 분자 역학 시뮬레이션을 실행한다. 이러한 시뮬레이션을 진행하면 수만 개의 제약 성분 중 가장 효과적인 성분을 최대한 빠르게 식별하고, 어떤 상호작용을 하는지 등 시뮬레이션의 결과가 무척이나 도움이 된다. 과학자들은 슈퍼컴퓨터를 이용해서 연구에서 사용되는 수십억 개의 조합과 구조를 분석하여 코로나 19에 대한 새로운 항체를 찾는다.[4] 이 시뮬레이션은 11월 19일 금요일에 시작되어 11월 21일 월요일 아침에 완료되었다. 60시간 만에 처리된 이 프로젝트는 바이러스의 15개 활성 영역(Active area)에서 716억 개에 달하는 분자들의 상호 작용까지 시험하였고, 이 과정에서 1,074억 개의 상호작용이 처리되었다. 이러한 결과는 초당 5백만 번의 시뮬레이션을 진행하는 것과 같다. EXSCALATE4CoV 프로젝트는 65테라 바이트(terabyte)에 달하는 결과를 생성했으며, 분석된 모든 SARS-CoV-2 활성 영역 당 4.33 테라바이트(terabyte)의 결과를 얻었다. 이러한 결과는 EXSCALATE4CoV 프로젝트의 개방형 과학 포털 MEDIATE를 통한 과학 커뮤니티에서 무료로 확인할 수 있다. 그리고 이렇게 진행된 슈퍼 컴퓨팅 실험은 향후 6개월 동안 코로나 19환자를 지원하기 위한 2가지 단계로 진행되는 XSCALATE4CoV 프로젝트의 일부이다. 프로젝트의 첫 번째 단계에서 수행된 연구의 임상 시험을 통해서 골다공증 치료제인 랄록시펜(raloxifene)이 코로나 19에 대한 유망한 치료제로서 사용을 승인받았다.[11]
각주[편집]
- ↑ 〈이탈리아 에너지 기업 에니(Eni) - GPU 기반 52페타플롭스 수준의 슈퍼컴퓨터 공개〉, 《uDNA》
- ↑ 〈2020년 6월 슈퍼컴 톱500 리스트 발표, Arm 아키텍처가 1위 차지〉, 《캐드앤그래픽스》, 2020-06-23
- ↑ 3.0 3.1 3.2 〈HPC5〉, 《에니》
- ↑ 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 〈Eni’s new HPC5 supercomputer is helping to develop a vaccine against COVID-19〉, 《enioilproducts》, 2020-09-07
- ↑ Energy Industry Review, 〈New Supercomputing System HPC5〉, 《Energy Industry Review》, 2020-02-21
- ↑ Timothy Prickett Morgan, 〈석유 및 가스 거인들이 전략적 GPU 보유량을 구축〉, 《넥스트플랫폼》, 2019-11-12
- ↑ Mary Page Bailey, 〈DELL AND ENI START UP WORLD’S MOST POWERFUL INDUSTRIAL SUPERCOMPUTER〉, 《CHEMICAL ENGINEERING》, 2020-02-07
- ↑ 〈HPC5 - POWEREDGE C4140, XEON GOLD 6252 24C 2.1GHZ, NVIDIA TESLA V100, MELLANOX HDR INFINIBAND〉, 《TOP500》
- ↑ 〈이탈리아 에너지 기업 Eni - GPU 기반 52페타플롭스 수준의 슈퍼컴퓨터 공개〉, 《uDNA》
- ↑ 〈Dell Super-Computer Heralds New Dawn for Eni’s Energy Transition〉, 《QGV ENERGY》, 2020-07-03
- ↑ 11.0 11.1 Heewon Shim, 〈유럽 최고 슈퍼컴퓨터, 코로나 바이러스 치료법 개발에 활용〉, 《KERC》, 2020-12-31
참고자료[편집]
- 〈이탈리아 에너지 기업 Eni - GPU 기반 52페타플롭스 수준의 슈퍼컴퓨터 공개〉, 《uDNA》
- 정수진, 〈2020년 6월 슈퍼컴 톱500 리스트 발표, Arm 아키텍처가 1위 차지〉, 《캐드앤그래픽스》, 2020-06-23
- 〈HPC5〉, 《에니》
- 〈Eni’s new HPC5 supercomputer is helping to develop a vaccine against COVID-19〉, 《enioilproducts》, 2020-09-07
- Energy Industry Review, 〈New Supercomputing System HPC5〉, 《Energy Industry Review》, 2020-02-21
- Timothy Prickett Morgan, 〈석유 및 가스 거인들이 전략적 GPU 보유량을 구축〉, 《넥스트플랫폼》, 2019-11-12
- Mary Page Bailey, 〈DELL AND ENI START UP WORLD’S MOST POWERFUL INDUSTRIAL SUPERCOMPUTER〉, 《CHEMICAL ENGINEERING》, 2020-02-07
- 〈이탈리아 에너지 기업 Eni - GPU 기반 52페타플롭스 수준의 슈퍼컴퓨터 공개〉, 《uDNA》
- 〈HPC5 - POWEREDGE C4140, XEON GOLD 6252 24C 2.1GHZ, NVIDIA TESLA V100, MELLANOX HDR INFINIBAND〉, 《TOP500》
- 〈Dell Super-Computer Heralds New Dawn for Eni’s Energy Transition〉, 《QGV ENERGY》, 2020-07-03
- Heewon Shim, 〈유럽 최고 슈퍼컴퓨터, 코로나 바이러스 치료법 개발에 활용〉, 《KERC》, 2020-12-31
같이 보기[편집]
