HPC5

HPC5

HPC5는 이탈리아 밀란에 본사를 둔 에너지 기업인 Eni가 가지고 잇는 HPC5라는 이름의 슈퍼컴퓨터이다. 친환경 에너지 개발, 유전 탐사와 모니터링 등의 목적으로 사용중이다. 이러한 HPC5는 2020년 6월에 열린 슈퍼컴퓨터 랭킹의 6위를 차지했다.

개요

HPC5의 정식이름은 고성능 컴퓨팅 계층 5 (High Performance Computing - layer 5)이다. 2018년에 출시된 Eni의 첫번째 슈퍼 컴퓨터이다. 이전 버전인 HPC4의 3배 이상을 웃도는 성능을 가졌다. 밀라노에서 남쪽으로 100km 떨어진 페레라 에르보그노네(Ferrera Erbognone)의 Eni 그린 데이터 센터에 설치되어 있다. Eni가 에너지 전환의 변화를 돕고 새로운 에너지 원의 개발을 가속화시키기 위해 슈퍼 컴퓨터가 존재한다. 그리고 HPC5는 정부의 자산이 아닌 슈퍼 컴퓨터 중에서 가장 빠른 속도를 자랑한다. 초당 5170억개의 수학적 연산을 진행할 수 있는데, 이때 2개의 초고속 인텔 코어 프로세서와 4개의 가속기가 연결된 1820서버에 기인한다. 이러한 슈퍼 컴퓨터는 에너지 전환과 새로운 에너지원 개발을 원하는 Eni에 설치되었기 때문에 eni에서 수행하는 작업의 효율성을 높이면서 에너지, 자원 및 시간적 측면의 낭비를 줄일 수 있기 때문에 eni가 환경 성능을 점진적으로 개선하는데 도움이 된다. 2020년 6월 세계에서 6번째로 강력한 슈퍼 컴퓨터이자 유럽에서 가장 강력한 슈퍼 컴퓨터로 선정되었다.

특징

사양

HPC5는 최대 처리 능력이 51.7 petaFlops 인 병렬 컴퓨팅 장치 세트이다. 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. 이렇게 높은 사양을 가지고 있는 이유로는 2018년부터 운영중인 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 슈퍼 컴퓨터이다.

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.

기술적 도전

HPC5는 컴퓨팅 클러스터 또는 전체 성능을 배가하기 위해서 함께 동작하도록 만든 컴퓨터 집합이다. 이 슈퍼 컴퓨터의 성능은 이전 제품인 HPC4의 3배이다. 에너지 소비를 최소화하며, 성능을 최적화 하기 위해서 하이브리드 아키텍처가 선택되었고, 이에 따라 HPC5 및 HPC4는 GPU 계산(graphic processing units - GPU), 대용량 데이터를 병렬로 계산하는데 최적화 되어있다. 이러한 방법으로 동작하는 HPC5는 매우 에너지 사용이 효율적이다.

환경적 영향

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.

활용

이러한 HPC5는 전세계의 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 알고리즘 덕분에 지중해에서 가장 큰 천연 가스전인 조어(Zohr)를 발견할 수 있었다.

전세계적으로 코로나 바이러스가 발생한 이후 Eni는 COVID-19에 대한 백신을 찾기 위해 노력하는 과학 연구 프로젝트들에게 HPC5를 제공하기로 결정했다. 유럽의'EXSCALATE4CoV' 프로젝트의 과학자들은 슈퍼 컴퓨터를 사용하여 COVID-19 균주와 관련된 바이러스 단백질의 분자 역학 시뮬레이션을 실행한다. 이러한 시뮬레이션을 HPC5를 통해서 진행하면 수만 개의 제약 성분 중 가장 효과적인 성분을 최대한 빠르게 식별하는 부분에서 무척이나 도움이 된다. 과학자들은 또한 슈퍼 컴퓨터를 이용해서 연구에서 사용되는 수십억개의 조합과 구조를 분석하여 코로나 바이러스에 대한 새로운 항체를 찾는다.

참고자료

• uDNA, 〈이탈리아 에너지 기업 Eni - GPU 기반 52페타플롭스 수준의 슈퍼컴퓨터 공개〉, 《uDNA》
• 정수진, 〈2020년 6월 슈퍼컴 톱500 리스트 발표, Arm 아키텍처가 1위 차지〉, 《CAD&Graphics》, 2020-06-23
• eni.com, 〈HPC5〉, 《eni.com》
• enioilproducts, 〈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
• AuDNA, 〈이탈리아 에너지 기업 Eni - GPU 기반 52페타플롭스 수준의 슈퍼컴퓨터 공개〉, 《CAD&AuDNA》