세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터는? 방대한 데이터를 처리하는 슈퍼컴퓨터의 세계

날씨가 흐린 날이면 아침에 일기예보를 확인하고 우산을 챙길지, 아니면 빈손으로 집을 나설지 결정하는 경우가 많습니다. 신기하게도 일기예보를 보면 비가 올 확률을 퍼센트로 알려주거나 각종 자연 현상의 발생 유무를 예상해서 알려줍니다.

현대인에게는 일상적인 모습이지만, 미래의 날씨를 미리 예측할 수 있는 것도 알고 보면 반도체가 있기 때문에 가능한 일인데요, 인공위성을 비롯해 각종 첨단 측정 장비로 수집된 방대한 양의 관측 데이터를 기반으로 슈퍼컴퓨터가 미래 날씨를 분석해주는 것입니다.

오늘은 여러 분야에서 사용되고 있는 초고성능 컴퓨터, ‘슈퍼컴퓨터’에 대해 소개해 드릴게요!

■ 슈퍼컴퓨터, 얼마나 빠른 걸까? 슈퍼컴퓨터의 탄생

슈퍼컴퓨터는 ‘슈퍼(Super)’라는 단어에서 볼 수 있듯이 현재 사용되는 일반 PC에 비해 계산 속도가 엄청나게 빠른 컴퓨터를 말합니다. 그렇다면 도대체 속도가 얼마나 빠른 컴퓨터를 슈퍼컴퓨터라고 부르는 걸까요?

매년 6월, 11월에는 전 세계 슈퍼컴퓨터를 성능에 따라 1위~500위까지 정한 ‘Top500(http://www.top500.org)’ 리스트가 발표됩니다. 전 세계의 슈퍼컴퓨터를 일정 순위로 나열하는 데는 플롭스(FLOPS)라는 단위를 사용하는데요. 일반적으로 PC의 성능을 CPU의 클럭(CPU 동작 신호 발생장치) 속도로 비교하는 것처럼, 슈퍼컴퓨터는 1초 동안 처리할 수 있는 부동소수점 연산 횟수를 나타내는 플롭스를 기준으로 한다고 합니다.

최초의 슈퍼컴퓨터는 1976년 제작된 미국의 크레이(Cray)-1으로 꼽힙니다. 크레이-1은 80MHz 프로세서를 내장해 136메가플롭스의 연산속도를 자랑하는데, 이는 당시 세상에서 가장 강력한 컴퓨터 성능이었습니다. 이후 80년대까지 후속 제품을 출시하며 크레이 시리즈는 슈퍼컴퓨터의 기준을 제시하게 되었습니다.

이후 슈퍼컴퓨터는 국방, 우주, 재난 예방, 에너지 분야를 비롯해 바이오, 자동차, 전자, 신소재에 이르기까지 다양한 분야에서 중요한 역할을 하며 빠르게 발전하고 있습니다.

■ 슈퍼컴퓨터로 달에 착륙하다

2013년 12월, 중국의 달 탐사로봇 옥토끼호를 실은 탐사위성 ‘창어 3호’가 달 착륙에 성공했습니다. 중국은 발사 전, 착륙선이 달에 안착하기까지 모든 과정을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 검증했다고 합니다.

창어 3호는 착륙 과정에서 위험 지역을 자동으로 인식하고 피하는 기술을 도입했습니다. 다양한 상황을 가정하고 검증하는 시뮬레이션을 수없이 반복한 결과 안전하게 달에 착륙할 수 있었던 것이죠.

우주 연구는 물리적 규모로 인해 직접적인 실험이 어렵고, 첨단 장비를 개발하는데 천문학적인 비용이 소요되기 때문에 실패 가능성을 줄이는 것이 매우 중요합니다. 따라서 사전에 충분한 시뮬레이션을 통해 돌발 상황을 미리 예방하는 작업이 필요한데요. 이 정교한 분석 작업에 사용되는 슈퍼컴퓨터의 기술력은 중요 요소로 꼽힌다고 합니다.

이외에도 슈퍼컴퓨터는 국방이나 바이오 분야 등 매우 복잡하고 빠른 연산이 필요한 곳에서 활약을 보이고 있습니다. 슈퍼컴퓨터를 통해 신체 기관이나 관절, 뇌 구조를 분석해 질병을 예방하는 연구가 계속되고 있는데요. 2013년 10월 국내 한 연구진이 슈퍼컴퓨터로 가상 세포를 만들어 컴퓨터 앞에서 다양한 세포 반응을 실험할 수 있는 기술을 개발하기도 했습니다.