HPC가 중요한 이유?
HPC(High Performance Computing)는 새로운 것이 아닙니다. HPC 워크스테이션과 슈퍼컴퓨터는 복잡한 문제를 해결하고 발견과 혁신에 박차를 가하면서 수십 년 동안 학술 연구에서 중요한 역할을 해왔습니다.
최근 몇 년 동안 데이터 양이 급격히 증가했고, 새로운 많은 응용 프로그램이 HPC의 성능, 즉 공유 리소스 전반에서 컴퓨팅 집약적인 작업을 수행할 수 있는 기능을 활용하여 기존 컴퓨팅에 비해 더 짧은 시간과 저렴한 비용으로 결과를 달성하고 있습니다. 동시에 HPC 하드웨어와 소프트웨어는 더 쉽게 구할 수 있게 되고 널리 보급되었습니다.
과학자, 엔지니어, 연구원은 일기예보, 석유 및 가스 탐사, 물리학, 양자 역학, 기타 학술 연구와 상업 응용 분야를 포함한 다양한 사용 사례에서 HPC를 사용합니다.
HPC 작동 방식?
HPC는 단일 노드에서 실행할 수 있지만, 진정한 성능은 병렬 데이터 처리 기능을 갖춘 클러스터 또는 슈퍼컴퓨터에 여러 HPC 노드를 연결하는 데서 나옵니다. HPC 클러스터는 단일 시스템에서는 불가능할 수 있는 대규모 시뮬레이션, AI 추론 및 데이터 분석을 계산할 수 있습니다.
최초이자 가장 유명한 슈퍼컴퓨터 중 일부는 현재 인텔® Data Center Builders 파트너인 Cray와 IBM이 개발했습니다. 최신 슈퍼컴퓨터는 CPU, 가속기, 고성능 통신 패브릭, 정교한 메모리 및 스토리지로 구성된 대규모 HPC 클러스터로, 노드 전반에서 함께 작동하여 병목 현상을 방지하고 최상의 성능을 제공합니다.
성능 스케일 업
HPC 응용 프로그램은 일반적으로 단일 서버에서 리소스 전반에 계산을 분산하는 하드웨어 및 소프트웨어 아키텍처를 활용합니다. 단일 시스템 내의 병렬 처리로 성능을 크게 높일 수 있지만 응용 프로그램은 해당 시스템의 한계 내에서만 확장할 수 있습니다.
성능 스케일 아웃
여러 시스템이 하나의 시스템처럼 작동하도록 구성된 경우, 그 결과로 생성되는 HPC 클러스터를 통해 더 많은 노드 전반에 병렬로 계산을 분산하여 응용 프로그램의 성능을 스케일 아웃할 수 있습니다.
HPC의 이점
대규모 데이터 세트와 고급 응용 프로그램을 처리해야 하는 수요가 증가하면서 학계와 기업에서 HPC가 널리 채택하고 있습니다. 또한 확장성이 뛰어난 고성능 프로세서와 고속의 고용량 메모리, 스토리지 및 네트워킹의 등장으로 HPC 기술에 보다 쉽게 접근할 수 있게 되었습니다. 과학자와 엔지니어는 보유한 온프레미스 인프라에서 HPC 워크로드를 실행하거나 대규모의 자본 지출이 필요하지 않은 클라우드 기반 리소스로 스케일 업 및 스케일 아웃할 수 있습니다.
HPC 사용 사례
오늘날 연구실과 기업은 자율 주행, 제품 설계 및 제조, 일기예보, 지진 데이터 분석, 에너지 생산 등의 다양한 응용 분야에서 시뮬레이션과 모델링에 HPC를 사용합니다. HPC 시스템은 정밀 의학, 재무 위험 분석, 사기 감지, 전산 유체 역학 및 기타 분야의 발전에도 기여합니다.
HPC 구성 요소
가장 생산성이 높은 HPC(High Performance Computing) 시스템은 고급 HPC 하드웨어와 소프트웨어 제품의 조합을 중심으로 설계됩니다. 일반적으로 HPC용 하드웨어에는 고성능 CPU, 패브릭, 메모리 및 스토리지, 네트워킹 구성 요소는 물론 특수 HPC 워크로드를 위한 가속기가 포함됩니다.
HPC 플랫폼 소프트웨어, 라이브러리, 빅 데이터 및 딥 러닝에 최적화된 프레임워크, 기타 소프트웨어 도구는 HPC 클러스터의 설계와 효율성을 개선하는 데 도움이 됩니다.
HPC와 인텔
인텔은 개발자가 HPC(High Performance Computing)의 잠재력을 최대한 활용할 수 있도록 포괄적인 기술 포트폴리오를 제공합니다.
인텔® 하드웨어는 민첩하고 확장 가능한 HPC 솔루션을 위한 견고한 토대를 제공합니다. 또한 인텔은 인텔® 프로세서, 가속기 및 기타 강력한 구성 요소를 활용하는 다양한 소프트웨어와 개발자 도구도 제공하여 성능 최적화를 지원합니다.
인텔은 이러한 광범위한 제품과 기술을 활용하여 인텔® HPC Platform Specification을 통해 많은 일반적인 HPC 워크로드에 대한 표준 기반 접근 방식을 제공합니다.
HPC 프로세서 및 가속기
인텔® 제온® 스케일러블 프로세서와 FPGA를 포함한 인텔의 다양한 HPC 프로세서 및 가속기는 워크스테이션에서 슈퍼컴퓨터에 이르는 구성에서 HPC 워크로드를 지원합니다.
HPC 소프트웨어 및 도구
인텔은 AI, 분석 및 빅 데이터 소프트웨어를 포함하여 개발자가 HPC 응용 프로그램의 프로그래밍 노력을 간소화하고 가속하는 데 필요로 하는 소프트웨어와 도구를 제공합니다.
HPC 스토리지 및 메모리
HPC 스토리지 및 메모리 요구 사항이 고도화되면서 지연 시간 단축에 대한 필요성이 부각되었습니다. 인텔® HPC 스토리지 및 메모리 솔루션은 비휘발성 메모리(NVM) 기술, HPC 소프트웨어 에코시스템 및 기타 HPC 아키텍처 구성 요소에 최적화되어 있습니다.
인텔® Optane™ SSD
인텔® Optane™ 솔리드 스테이트 드라이브(인텔® Optane™ SSD)는 HPC 데이터 센터의 병목 현상을 방지하고 성능을 개선하는 데 필요한 스토리지 유연성, 안정성 및 효율성을 제공합니다.
DAOS
인텔® Optane™ 영구 메모리 활성화로, 분할 비동기 개체 스토리지(DAOS)는 HPC, AI, 분석 및 클라우드 프로젝트를 가속화 할 수 있는 스토리지 I/O를 대폭 개선합니다.
인텔® Optane™ 영구 메모리(PMem)
PMem은 합리적인 비용의 대용량과 데이터 지속성 지원이라는 고유한 조합을 제공하여 차별화된 운영 모드를 지원하고 다양한 HPC 워크로드 요구 사항에 맞춰 적응합니다.
클라우드에서의 HPC
오늘날의 HPC 클라우드 서비스는 온프레미스 데이터 센터에서 사용할 수 있는 것과 동일한 많은 인텔® 기술을 사용하여 가장 복잡하고 까다로운 워크로드를 지원할 수 있습니다. HPC 처리량은 클라우드에서 가속될 수 있으며, 컴퓨팅 리소스의 온디맨드 가용성을 통해 작업이 대기열에서 지연되지 않고 계속 진행할 수 있습니다. 클라우드에서 HPC의 또 다른 장점은 클라우드 서비스 공급업체(CSP)가 미리 선택하고 구성한 HPC 하드웨어에서 워크로드를 실행할 때 얻을 수 있는 이점을 평가할 수 있다는 것입니다. 이렇게 하면 사용자에게 무엇이 적합하고 어떤 조정이나 최적화가 필요한지 파악하는 데 도움이 됩니다.
연구원과 개발자는 전 세계의 주요 CSP에서 혁신적인 인텔® 아키텍처 기반 플랫폼이 지원하는 온프레미스 및 HPC 클라우드 환경 조합으로 HPC를 배포할 수 있습니다. 인텔® 기술 파트너는 조직이 최상의 HPC 클라우드 인스턴스를 선택할 수 있도록 전문가의 가이드와 조언을 제공할 수 있습니다.
HPC의 발전 주도
컴퓨팅과 소프트웨어의 최신 발전으로 HPC는 크게 도약하고 있습니다. 인텔은 하드웨어 성능을 최적화하고 HPC를 AI 및 분석과 통합하기 위해 OEM은 물론 광범위한 HPC 에코시스템과 긴밀하게 협업하고 있습니다.
인텔은 양자 컴퓨팅을 실험실에서 상용 부문으로 도입하는 데 도움이 되는 새로운 HPC 기술, 프로세서 및 소재를 설계하고 있습니다.
최신 인텔® 제온® 스케일러블 프로세서 기반 슈퍼컴퓨터는 순조로운 진행 과정을 거쳐 엑사급 컴퓨팅을 사용하여 세계에서 가장 까다로운 과학적 과제를 해결하고 있습니다.
HPC 및 AI
HPC, 머신 및 딥 러닝이 결합된 성능은 언어학에서 유전체 염기서열 결정, 글로벌 기후 모델링에 이르는 다양한 응용 분야에서 놀라운 가능성을 보여줍니다. 인텔은 에코시스템 파트너와 협력하여 이러한 중요한 솔루션을 위해 특별히 설계된 참조 아키텍처 및 솔루션을 개발함으로써 HPC와 AI를 지원하고 있습니다.
엑사급 컴퓨팅
과학자와 엔지니어는 점차 더 까다로워지는 문제를 해결하기 위해 HPC 기술을 적용하면서 엑사급으로 작동하는 강력한 슈퍼컴퓨터를 구축하고 있습니다. 예를 들어, 아르곤 국립 연구소(Argonne National Laboratory)의 오로라 슈퍼컴퓨터는 고급 3D 모델링을 위해 데이터 분석, AI, 및 시뮬레이션을 통합하는 완전히 새로운 기능을 제공할 것으로 기대됩니다.
그 밖의 혁신적인 HPC 프로젝트에는 Broad Institute of Harvard & MIT의 유전체 염기서열 결정, TACC(Texas Advanced Computing Center)에 있는 세계에서 가장 강력한 슈퍼컴퓨터를 활용한 고급 연구, CERN(European Organization for Nuclear Research)의 대형 강입자 충돌기 데이터를 기반으로 한 입자 가속기 시뮬레이션 등이 있습니다.
인텔, 강력하고 확장 가능한 HPC 지원
HPC(High Performance Computing)는 학계, 정부 및 산업 분야의 연구원, 개발자, 엔지니어에게 엄청난 잠재력을 제공합니다.
컴퓨팅과 소프트웨어의 최신 발전 덕분에 HPC는 계속 새로운 성과를 거둘 수 있습니다. 그러나 강력하고 확장 가능한 HPC 솔루션을 제공하는 최적의 하드웨어 및 소프트웨어 구성을 선택하는 것은 어려울 수 있습니다.
인텔은 하드웨어 성능을 최적화하고 HPC와 AI를 분석과 결합하기 위해 HPC 솔루션 제공업체와 긴밀하게 협력하고 있습니다. 인텔® 아키텍처 기반의 HPC 성능은 혁신을 촉진하고 점점 더 복잡해지는 문제를 해결하여 엑사급 및 제타급 컴퓨팅의 미래를 위한 기반을 마련할 수 있습니다.