누리온

누리온(NURION)이란 계산 노드, CPU-only 노드, Omni-Path 인터커넥트 네트워크, 버스트 버퍼(Burst Buffer) 고속 스토리지, Lustre기반의 병렬파일시스템, RDHx(Rear Door Heat Exchanger) 기반의 수냉식 냉각장치로 구성된 시스템이다.

역사

한국과학기술원(KISTI)는 서울올림픽이 열린 1988년 처음으로 슈퍼컴퓨터를 도입하여 가동했다. 한국과학기술원만큼 큰 규모의 슈퍼컴퓨터를 운영하고 있는 기상청은 이보다 11년 늦은 1999년 도입, 2000년부터 1호기를 가동했다. 한국과학기술원은 1988년 1호기를 시작으로 거의 매 5~8년마다 슈퍼컴퓨터를 도입한다. 5호기는 크레이사의 기종을 사용하여 도입됐다. 5호기의 이름은 누리온이고 국민 공모를 통해 만들어진 이름이다. 대한민국 국민 모두가 슈퍼컴퓨터의 혜택을 고루 누릴 수 있도록 한다는 의미로 지어졌다.

개요

미국 크레이사에서 도입한 누리온(CRAY CS500)은 1988년 1호기 도입 이래 5번째로 구축된 국가 슈퍼컴퓨터로 57만 20개의 코어(Core)로 구성됐고 고성능 PC 2만대와 맞먹는 성능을 자랑한다. 누리온의 이론성능은 25.7페타플롭스(PFlops)로 1초에 2경 5,700조번의 부동소수점 연산이 가능하며 실측성능은 13.92 페타플롭스로 2018년 6월 기준 전 세계 슈퍼컴퓨터 중 11위다. KISTI는 누리온을 통해 우주 기원 같은 초거대문제 연구뿐만 아니라 기업의 신제품 개발 및 시장 분석, 자연재해, 교통문제 등 국가, 사회 현안 해결을 지원한다. 특히 빅데이터 처리와 인공지능 분야에서 수요가 많은 소프트웨어 등 맞춤형 환경을 제공하고 클라우드 기술을 통해 사용자가 원하는 컴퓨팅 환경을 구축할 수 있도록 지원해 컴퓨팅 분야 전문지식이나 경험이 없는 중소기업, 개인연구자 등도 쉽게 활용할 수 있도록 한다.

활용

클라우드

한국과학기술정보원이 슈퍼컴퓨터 누리온을 클라우드 환경에서 이용할 수 있는 KI(KISTI Intelligent) 클라우드 서비스를 오픈했다. 이 서비스는 전통적인 계산과학 연구자뿐만 아니라 인공지능, 빅데이터 분석 연구자들도 이용할 수 있다. KI 클라우드는 기존의 고전적 인터페이스와는 달리, 대화형 클라우드 서비스를 통해 연구자가 원하는 컴퓨팅 환경을 쉽게 구성할 수 있다. 기존에 슈퍼컴퓨터 누리온을 활용하고 싶은 사용자는 텍스트 터미널 환경에서 미리 코딩한 프로그램을 제출한 후 작업 순서를 기다려서 결과를 확인하는 일방향 형태의 작업 처리를 해야 했다. 하지만 이번에 새로 오픈한 KI 클라우드 서비스를 통해서는 슈퍼컴퓨터 사용자는 웹 사용자 환경을 통해 접속하여 자신만의 가상서버를 만들어 사용하거나 프로그래밍 도구를 이용하여 프로그램 결과를 시각적으로 즉시 확인하면서 작업을 수행할 수 있다. 한국과학기술정보원은 중앙처리장치(CPU) 서버 중심의 서비스뿐만 아니라 슈퍼컴퓨터 5호기의 그래픽처리장치(GPU) 서버를 중심으로 하는 뉴런 시스템을 클라우드 서비스에 연결함으로써 KI 클라우드 서비스를 지속적으로 확장해 나갈 예정이다. KI 클라우드 서비스 개시는 슈퍼컴퓨터를 빅데이터, 인공지능 등의 분야에서 손쉽게 활용할 수 있도록 하여 데이터 생태계 중심 기관인 한국과학기술정보원의 역할을 한층 더 강화할 수 있는 계기가 되었다.

폐암과 알츠하이머

우리나라에서 가장 빠른 컴퓨터 누리온이 우주 탄생의 비밀 찾기에서 알츠하이버병의 새 원인 발견까지 폭넓은 분야의 과학 연구현장에서 맹활양하고 있다. 카이스트 의과학대학원 주영석 교수와 서울대 의대 흉부외과 김영태 교수 공동 연구팀은 138개의 폐 선암 사례 전장 유전체 서열 데이터를 분석해 비흡연자한테서 폐암을 일으키는 유전체 돌연변이는 10대 이전 유년기부터 나타날 수 있다는 연구 결과를 국제학술지 셀에 발표했다. 카이스트 의과학대학원 이정호 교수, 한국과학기술정보원 이준학 박사 공동 연구팀은 52명의 할츠하이머병 환자에게 얻은 사후 뇌조직에서 전장 엑솜 유전체 서열(whole-exome sequencing) 데이터를 분석해 알츠하이머병에 존재하는 뇌체성 유전변이를 찾아냄으로써, 노화과정에서 발생하는 후천적 뇌 돌연변이가 알츠하이머병의 새로운 원인이 될 수 있다는 이론을 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션스에 발표했다.

원시 은하

고등과학원 박창범 교수 연구팀은 세계 최대 규모의 우주론적 유체역학 수치모의실험을 수행했다. 90일 동안 계산한 그랜드챌린지 과제였다. 슈퍼컴 4호기 타키온으로는 6년이상, 일반PC로는 30만년 이상 걸리는 계산이었다. 이 실험은 우주생성 직후(138억 년 전)부터 110억 년 까지 원시 우주의 은하, 은하단 및 대규모의 구조물 형성을 설명하려는 시도이다. 누리온 덕분에 은하를 대상으로 하는 통계학적 분석 및 연구에 활용할 데이터를 기존에 비해 5배 이상으로 확장할 수 있엇다. 이것은 은하 생성에 우주 거대구조의 효과를 처음으로 제대로 반영한 우주론적 시뮬레이션이며 원시 은하단의 생성 등 천체 생성의 비밀을 캐낼 수 있을 것으로 기대한다.

차세대 반도체와 첨단소재

서울대 박철환 교수 연구팀은 새로운 정보 저장용 소재로 주목받는 2차원 자성물질인 삼황화린니켈 소재를, 한국과학기술연구원 김상태 박사 연구팀은 배터리 소재를, 울산과학기술원(UNIST) 이근식 교수 연구팀은 차세대 나노 전자소자를 연구해 각각 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)에 발표했다. 서울대 한승우 교수 연구팀은 1만7700개 물질을 대상으로 여러 단계의 시뮬레이션 분석을 통해 최종적으로 두 개의 후보물질을 P형 반도체용 최적 소재로 제시했다. 카이스트 정유성 교수 연구팀은 인공지능 기술과 슈퍼컴퓨터 활용을 융합해 소재 개발 기간을 크게 단축할 수 있는 새로운 소재 역설계 방법을 찾아내 4종의 신물질을 발견했다.