[📪정보] 엑사스케일의 시대

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엑사스케일의 시대: 엄청나게 빠른 프론티어 슈퍼컴퓨터가 컴퓨팅의 다음 시대를 열다 (singularityhub.com)

엑사스케일의 시대: 엄청나게 빠른 프론티어 슈퍼컴퓨터가 컴퓨팅의 다음 시대를 열다

오늘날 Oak Ridge 국립 연구소의 Frontier 슈퍼컴퓨터는 반기별 Top500 목록에서 지구상에서 가장 빠른 속도로 선정되었습니다. Frontier는 마지막 타이틀 보유자인 일본의 Fugaku 슈퍼컴퓨터보다 속도를 두 배 이상 높였으며 공식적으로 1초에 5000조 계산 이상의 속도를 기록한 최초의 회사입니다. 이정표 컴퓨팅이 14년 동안 추구해 온 것입니다.

그것은 큰 숫자입니다. 계속 진행하기 전에 좀 더 인간적인 용어로 설명할 가치가 있습니다.

지구상의 모든 79억 인구에게 연필과 간단한 산술 또는 곱셈 문제 목록을 제공한다고 상상해 보십시오. 이제 모두에게 4년 반 동안 1초에 하나씩 문제를 풀도록 요청하십시오. 반년 동안 지구 인구의 수학 능력을 통합함으로써 이제 5000조 개 이상의 문제를 해결했습니다.

Frontier는 동일한 작업을 1초 만에 수행할 수 있으며 이를 무기한으로 유지할 수 있습니다. 지구상의 모든 사람이 1000년 동안 계산하는 데 프론티어가 4분도 채 걸리지 않습니다.

이 엄청난 성능은 엑사스케일 컴퓨팅으로 알려진 새로운 시대를 열었습니다.

엑사스케일의 시대

컴퓨터가 초당 푸는 부동 소수점 연산 또는 간단한 수학 문제의 수는 FLOP/s 또는 구어체로 "플롭"으로 표시됩니다. 진행률은 천의 배수로 추적됩니다. 천 플롭은 킬로플롭, 백만 플롭은 메가플롭 등입니다.

ASCI Red 슈퍼컴퓨터는 1997년에 최초로 1조 플롭 또는 1테라플롭의 속도를 기록했습니다. (특히 Xbox Series X 게임 콘솔은 현재 12테라플롭 을 지원 합니다.) Roadrunner 는 2008년에 처음으로 1조 플롭 또는 1테라플롭의 속도를 기록 했습니다. 그 이후로 가장 빠른 컴퓨터는 페타플롭으로 측정되었습니다. Frontier는 공식적으로 Roadrunner보다 약 1,000배 빠른 엑사플롭(정확히 1.102엑사플롭) 이상의 속도를 공식적으로 인정한 최초의 회사입니다.

오늘날의 슈퍼컴퓨터가 구형 기계보다 훨씬 빠른 것은 사실이지만 전선과 칩으로 가득 찬 캐비닛 행과 함께 여전히 전체 공간을 차지합니다. 특히 Frontier는 873만 AMD 프로세싱 코어를 실행하는 Cray의 수냉식 시스템입니다. 세계에서 가장 빠를 뿐만 아니라 와트당 52.23기가플롭스의 정격으로 캐비닛 중 하나로 구성된 테스트 시스템을 능가하는 두 번째로 효율성이 높습니다.

그래서, 큰 거래는 무엇입니까?

대부분의 슈퍼컴퓨터는 정부 기관에서 자금을 지원받고 구축하고 운영합니다. 그것들은 과학자들이 우주의 기후나 구조와 같은 물리적 시스템을 모델링하는 데 사용하지만 군대에서는 핵무기 연구를 위해 사용하기도 합니다.

슈퍼컴퓨터는 이제 인공 지능의 최신 알고리즘도 실행하도록 맞춤 제작되었습니다. 실제로 몇 년 전 Top500은 AI 애플리케이션에서 슈퍼컴퓨팅 속도를 측정하기 위해 새로운 낮은 정밀도 벤치마크를 추가했습니다. 이를 통해 Fugaku 는 2020년에 엑사플롭을 앞질렀습니다. Fugaku 시스템은 2엑사플롭으로 기계 학습에 대한 가장 최근 기록을 세웠습니다. Frontier는 6.86엑사플롭의 AI 속도로 이 기록을 경신했습니다.

최근 몇 년 동안 매우 큰 기계 학습 알고리즘이 등장하면서 민간 기업은 정부와 함께 자체 기계를 구축하기 시작했습니다. Microsoft 와 OpenAI 는 2020 년에 세계에서 다섯 번째로 빠른 기계로 헤드라인을 장식했습니다 . 1월에 Meta는 곧 출시될 RSC 슈퍼컴퓨터 가 5엑사플롭스로 세계에서 가장 빠른 AI가 될 것이라고 말했습니다. (프론티어에 맞도록 칩이 몇 개 더 필요할 것으로 보입니다.)

Frontier 및 기타 개인 슈퍼컴퓨터는 기계 학습 알고리즘이 한계를 더욱 뛰어넘을 수 있도록 합니다. 오늘날의 가장 진보된 알고리즘은 수천억 개의 매개변수 또는 내부 연결을 자랑하지만 향후 시스템은 수조 개까지 성장할 것입니다.

따라서 AI이든 모델링이든 프론티어는 연구원들이 기술을 발전시키고 첨단 과학을 훨씬 더 세부적이고 더 빠른 속도로 수행할 수 있도록 합니다.

프론티어가 정말 최초의 엑사스케일 머신인가요?

정확히 슈퍼컴퓨팅이 처음으로 엑사플롭 장벽을 깼을 때 그것을 어떻게 정의하고 무엇을 측정했는지에 따라 부분적으로 달라집니다.

자원 봉사자 랩톱의 잡다한 집합으로 구성된 분산 시스템인 Folding@Home 은 전염병이 시작될 때 엑사플롭을 깨뜨렸습니다 . 그러나 Top500 공동 설립자 Jack Dongarra에 따르면 Folding@Home은 "당혹스러울 정도로 병렬"인 특수 시스템이며 완전히 독립적으로 해결할 수 있는 문제에만 작동합니다.

더 관련하여, 작년에 중국이 2대의 엑사스케일 슈퍼컴퓨터를 비밀리에 운영하고 있다는 소문이 돌았습니다. 연구원들은 작년 말에 기계에 대한 몇 가지 세부 사항을 논문에 발표했지만 아직 Top500에서 공식적으로 벤치마킹하지 않았습니다. 작년 12월 IEEE Spectrum 인터뷰 에서 Dongarra는 중국에 엑사스케일 기계가 존재한다면 정부가 지정학적 긴장을 일으키지 않도록 하기 위해 정부가 핵심 기술 수출을 제한할 수 있다고 추측했습니다.

따라서 중국이 미국을 엑사스케일 수준으로 이겼을 수도 있지만 1990년대 초부터 슈퍼컴퓨팅 분야에서 최고의 개를 결정하는 데 사용된 벤치마크인 Top500에 따르면 Frontier는 여전히 공식 고개를 끄덕입니다.

다음 단계: 제타스케일?

테라스케일에서 페타스케일로 바뀌는 데 약 12년이 걸렸고 엑사스케일에 도달하는 데 14년이 더 걸렸습니다. 다음의 큰 도약은 길거나 더 오래 걸릴 수 있습니다. 컴퓨팅 산업은 칩 에서 계속해서 꾸준한 발전을 이루고 있지만 속도가 느려지고 각 단계에 비용이 더 많이 듭니다. 무어의 법칙은 죽지 않았지만 예전만큼 안정적이지 않습니다.

슈퍼컴퓨터의 경우 도전 과제는 원시 컴퓨팅 성능 이상입니다. 원하는 벤치마크를 달성하기 위해 모든 시스템을 확장할 수 있어야 하는 것처럼 보일 수 있습니다. 그냥 더 크게 만드십시오. 그러나 규모에는 효율성도 필요합니다. 그렇지 않으면 에너지 요구 사항이 통제 불능 상태가 됩니다. 또한 점점 더 큰 시스템에서 병렬로 문제를 해결하는 소프트웨어를 작성하는 것도 더 어렵습니다.

zettascale로 알려진 다음 1,000배 도약에는 칩, 이를 슈퍼컴퓨터에 연결하는 시스템, 그리고 그 위에서 실행되는 소프트웨어의 혁신이 필요합니다. 중국 연구원 팀은 2035년에 제타스케일 컴퓨팅에 도달할 것이라고 예측했습니다 . 그러나 물론 확실히 아는 사람은 아무도 없습니다. 이전에 2018년 또는 2020년 에 도착할 것으로 예상되었던 Exascale은 예정보다 몇 년 늦게 도착했습니다.

더 확실한 것은 더 큰 컴퓨팅 성능에 대한 갈망이 줄어들지 않을 것이라는 점입니다. 자율 주행 자동차 및 혼합 현실과 같은 소비자 응용 프로그램과 모델링 및 인공 지능과 같은 연구 응용 프로그램에는 더 빠르고 효율적인 컴퓨터가 필요합니다. 필요성이 발명의 어머니라면 당분간은 더 빠른 컴퓨터를 기대할 수 있습니다.

[ㅇㅇㅇ(14.38)]

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