차세대 인공지능 서비스용 슈퍼컴퓨터, 빅데이터 분석에 최적 솔루션

2017년에 세계 최초로 Z-SSD를 개발한 삼성전자는 ‘800GB Z-SSD’제품을 출시하며, 인공지능·빅데이터·IoT와 같은 차세대 시장에서 캐시 데이터, 로그 데이터의 초고속 처리·분석에 최고 효율의 솔루션을 제공하게 됐습니다.

Z-NAND 및 고속 컨트롤러로 최고의 ‘성능·내구성·신뢰성’ 특성 구현

삼성전자의 ‘800GB Z-SSD’는 ▲3비트 V낸드보다 읽기 속도가 10배 이상 빠른 Z-NAND ▲고속 응답(Ultra Low Latency) 컨트롤러 ▲1.5GB용량의 초고속 초절전 LPDDR4 모바일 D램을 탑재해 기존 3비트 기반 고성능 NVMe SSD(PM963)의 쓰기응답 속도보다 5배 이상 빠른 16㎲와 1.7배 빠른 임의 읽기 성능 750K IOPS를 구현합니다.

또한 ‘800GB Z-SSD’는 800GB를 매일 30번씩 쓰는 경우에는 최대 5년의 사용 기간을 보증하며, 일일 사용량이 이를 더 초과할 경우에는 최대 총 쓰기 사용 용량을 42,000TB(테라바이트)까지 보증합니다.

특히 최고 용량과 성능을 동시에 구현하면서도 신뢰성(평균 무고장 시간: MTBF, Mean Time Between Failures)을 2백만시간으로 2배 높여 Z-SSD를 탑재한 시스템이 최고의 ‘성능’, ‘내구성’, ‘신뢰성’을 동시에 구현할 수 있게 했습니다.

향후 Dual Port기반 Z-SSD 출시로 프리미엄 Z-SSD 라인업 지속 확대

삼성전자는 기존 PC SSD, 엔터프라이즈 서버 및 스토리지 SSD, 소비자 SSD 시장을 주도하고 있으며, 이번 ‘800GB Z-SSD’ 출시로 차세대 슈퍼컴퓨터(HPC)용 SSD 등 프리미엄 SSD 시장에서도 확고한 제품 경쟁력을 확보했습니다.

삼성전자 메모리사업부 상품기획팀장 한진만 전무는 “이번에 용량을 더욱 높인 Z-SSD 출시로 글로벌 슈퍼컴퓨터 고객들에게 IT 투자 효율을 더욱 높인 차세대 솔루션을 제공하게 됐다”며, “향후에도 더욱 높은 용량과 제품 경쟁력을 갖춘 차세대 Z-SSD를 적기에 개발하여 프리미엄 SSD 시장을 지속 성장시켜 나갈 것”이라고 밝혔습니다.

삼성전자는 이번 3세대(48단) V낸드 기반으로한 ‘1세대 Single Port Z-SSD 라인업(800GB/240GB)’출시에 이어, 올해안에 두개의 연결 포트로 가용성을 확장해 시스템 성능을 더욱 향상시킬 수 있는 ‘2세대 Dual Port Z-SSD 라인업’을 출시, Z-SSD 라인업을 확대하며, 프리미엄 스토리지 시장을 선도해 나갈 계획입니다.

한편 삼성전자는 2월 11일 미국 샌프란시스코에서 열리는 ‘국제반도체회로학회 2018(International Solid-State Circuits Conference)’에서 프리미엄 시장을 이끌 첨단 Z-SSD 핵심 기술과 라인업을 발표할 예정입니다.

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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.

■ 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터

그렇다면, 현재 전 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터는 얼마나 빠른 속도를 가지고 있을까요? 2014년 11월 발표된 슈퍼컴퓨터 Top500 리스트에 따르면, 중국의 톈허2(Tianhe-2, 天河)가 세계에서 가장 빠른 컴퓨터로 1위에 올랐다고 합니다.

톈허2는 33.86페타플롭스의 속도를 자랑하는데요. 1페타플롭스가 1초에 1000조 번의 연산을 의미하니, 세계에서 가장 빠른 컴퓨터의 성능을 미루어 짐작할 수 있겠죠?

세상에서 가장 빠른 컴퓨터인 ‘슈퍼컴퓨터’에 대한 이야기, 재미있으셨나요? 전 세계 슈퍼컴퓨터를 성능에 따라 1위~500위까지 정한 Top500의 모든 시스템 속도를 합한 수치는 2013년 11월 250페타플롭스에서 2014년 6월 274페타플롭스, 그리고 2014년 11월에는 309페타플롭스로 빠르게 성장하고 있는데요. 슈퍼컴퓨터를 통해 그 동안 비밀에 쌓여있던 우주의 생성이나 유전 정보 같은 수수께끼들이 하나씩 풀릴 수 있을까요? 앞으로의 미래가 더욱 기대됩니다!

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엔터프라이즈 서버에 이어 슈퍼컴까지 그린 솔루션 채택

삼성전자는 엔터프라이즈 서버에 이어 고도의 에너지 효율성과 성능을 요구하는 페타플롭스급(Petaflops: 초당 1000조회 연산처리) 슈퍼컴퓨터에 30나노급 4GB DDR3 RDIMM 모듈을 공급함으로써, 고성능 컴퓨팅 시스템 시장 전분야에 그린 메모리를 적용하는 성과를 달성하였습니다.

일반적으로 슈퍼컴퓨터는 주로 과학기술연산에 사용되는 초고속 컴퓨터로 에너지 분야, 기상예측, 우주개발 등 주요 첨단 산업분야에서 활용되고 있기 때문에 해당 국가의 과학기술 경쟁력에 대한 척도로 평가되고 있습니다. 슈퍼컴퓨터의 순위는 국제 슈퍼컴퓨팅 컨퍼런스(ISC)에서 발표되며, Top 500의 상위권에 오른 슈퍼컴퓨터들은 모두 페타플롭스급 이상의 연산처리 속도를 가지고 있습니다.

그린메모리 탑재, 유럽 최고 성능의 슈퍼컴퓨터 탄생

이번에 삼성전자가 그린 DDR3를 공급한 LRZ의 SuperMUC 역시 2.89페타플롭스의 처리 속도를 자랑합니다. 이는 현재 유럽 1위(전세계 4위)에 올라 있는 초고속 슈퍼컴퓨터로, 약 15만개의 코어와 8만여 개의 4GB DDR3 서버 메모리로 324테라바이트(TB)(1테라바이트=1024 기가바이트) 메모리로 구성되어 있습니다.

뿐만 아니라, 슈퍼컴퓨터 최초로 물을 순환시켜 냉각시키는 방식을 적용해 전체 시스템의 에너지 소비를 40% 감소시켜 경제성을 극대화한 점이 특징입니다.

삼성전자 DS부문 구주총괄 김윤식 상무는 “엔터프라이즈 서버 시스템에 이어 최고 수준의 LRZ 슈퍼컴퓨터에 고효율 그린 DDR3가 단독 탑재된 것은 삼성전자의 그린메모리가 경제성을 극대화할 수 있는 최적의 솔루션임을 보여 주는 사례”라며 “향후 글로벌 IT업체와 기술 협력을 확대하여 에너지효율성을 높인 그린 IT 솔루션을 고객과 함께 확대시켜 나갈 것”이라고 밝혔습니다.

글로벌 IT업체와 차세대 그린 시스템 개발 강화

삼성전자는 이미 델 솔루션 센터(Dell Solutions Center) 및 마이크로소프트 기술센터(Microsoft Technology Center)와 함께 그린 메모리를 통해 고성능·고효율 그린 서버 시스템을 개발하여 고성능 컴퓨팅 시스템 고객의 IT 투자 이익 증대에 기여하고 있습니다.

향후에도 삼성전자는 세계 유수의 S/W 업체 및 서버업체와 20나노급 그린 메모리를 기반으로 차세대 그린 IT 시스템 개발을 위한 기술 협력을 추진해 나감으로써, 프리미엄 메모리 시장을 지속 성장시키고 사업 위상을 더욱 강화할 예정입니다.

□ 삼성 그린 메모리 홈페이지: www.samsung.com/GreenMemory

□ Leibniz Supercomputing Centre (LRZ : Leibniz-Rechenzentrum)

    – 독일 뮌헨에 위치한 슈퍼컴퓨팅 기반 연구소

    – SuperMUC: IBM iDataPlex system기반 슈퍼컴퓨터
      · 인텔 Xeon CPU 및 삼성 그린 DDR3를 탑재한 슈퍼컴퓨터로 현재 유럽 1위,
        전세계 4위 성능을 인정받고 있으며, 초당 2.89 페타플롭스(Petaflops) 연산 수행
      · TOP500 List (2012.6월) www.top500.org/list/2012/06/100

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