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세계최초로 광프로세서 사용한 ‘장 제이’···엑사급 슈퍼컴 시대 이끈다

세계에서 가장 강력한 슈퍼컴 중 하나는 전류를 이용한 프로세서 대신 빛을 이용한 광자프로세서(OPU)를 연산에 이용한다.

최근 인터레스팅엔지니어·테크레이더는 그 주인공인 ‘톱500’ 가운데 105위에 랭크된 프랑스 라이트온(Light On)사의 ‘장 제이(Jean Zay)’ HPC(슈퍼컴)을 소개했다.

라이트온사가 지난주 공개한 이 슈퍼컴용 OPU(Optical Processing Unit)는 전력을 이용하는 기존 방식과 달리 빛을 사용해 정보를 전송 및 처리한다. 이는 슈퍼컴 산업 최초의 혁신으로 꼽힌다.

이를 통해 전반적 컴퓨팅 시간 절약과 함께 슈퍼컴 가동시 사용되는 엄청난 전력 사용량을 줄이는 효과를 기대할 수 있게 됐다.

▲프랑스에서 빛을 사용하는 광학프로세서(OPU)를 탑재해 연산하는 슈퍼컴퓨터가 세계 최초로 개발됐다. 연산속도는 물론 엄청난 전력이 소비되는 슈퍼컴 전력소비를 줄여줄 것으로 기대를 모은다. 이 컴퓨터는 슈퍼컴 톱500 가운데 105위에 올랐다. 사진은 유럽 AI 슈퍼컴퓨터에 통합된 라이트온의 광 코프로세서. (사진=라이트온)

개발사인 라이트온은 자사 오로라2 OPU(Aurora 2 OPU)가 30W TDP의 2U(2랙) 폼팩터에서 1.5페타 플롭스(1페타 플롭스=초당 1000조회 연산속도)의 성능을 낼 수 있으며. 엔비디아가 내놓는 GPU 전용 슈퍼컴보다 8~40배 높은 성능을 제공할 수 있다고 밝혔다. (TDP는 CPU, GPU의 발열 표시 단위다.)

라이트온의 광학 프로세서는 빛을 사용해 무작위화한 알고리즘 속도를 대규모로 향상시켜 주는데 이 과정에 표준 실리콘 CPU 및 엔비디아의 최신 A100 GPU도 함께 사용된다.

이 OPU 탑재 슈퍼컴은 앞으로 몇 달 동안 이 장비로 기계 학습 토대, 차등 프라이버시, 위성 영상 분석 및 자연어 처리(NLP) 작업에 대한 연구를 수행할 선별된 진 제이 연구 커뮤니티 사용자들을 대상으로 제공될 예정이다.

올해 미국 에너지부가 발표한 ‘과학 컴퓨팅을 위한 무작위 알고리즘’ 보고서에 따르면 이 기술은 컴퓨팅 과학과 과학을 위한 인공지능(AI)의 미래에 필수적으로 여겨지는 슈퍼컴 분야의 전반적 컴퓨팅 시간과 전력 소비를 줄이는 것을 목표로 하고 있다.

▲슈퍼컴퓨터 이미지 (사진=KIT)

이러한 슈퍼컴 프로세서의 혁신적 돌파구는 라이트온과 GENCI, 프랑스 컴퓨터 과학 및 자동화 연구소(IDRIS), 국립과학연구센터(CNRS) 등이 협업한 시범 프로그램을 통해 이뤄졌다.

GENCI(Grand équipement National De Calculation Encentif)는 프랑스 슈퍼컴 센터내 주요 장비들의 조정을 구현하고 보장하는 기관이다. GENCI는 세 개의 프랑스 국가 컴퓨팅 센터인 CNRS, IDRIS 및 슈퍼컴 빅데이터인프라인 TGCC 등에 대한 컴퓨팅 시간 할당을 조정한다.

이고르 카론 라이트온 최고경영자(CEO)는 “GENCI 및 IDRIS/CNRS와 같은 비전 있는 기관의 특별한 헌신이 없었다면 새로운 컴퓨팅 기술을 세계 슈퍼컴퓨터 중 하나에 통합하는 이 파일럿 프로그램은 불가능했을 것이다. 이번 빛 슈퍼컴 전세계 공개는 엑사(1엑사=1000페타=초당 100경회 연산속도)급 슈퍼 컴퓨팅 이후의 다음 단계가 양자컴퓨터와 함께 이 하이브리드 컴퓨팅이 될 것이라는 우리의 견해를 더욱 확고히 해 준다”고 말했다.

라이트온의 기술은 이미 2018년부터 연구자 커뮤니티에서 성공적으로 사용돼 왔다.

▲IBM의 슈퍼컴퓨터 써밋 (사진=IBM)

슈퍼컴퓨터는 지난 몇 년 동안 많은 발전을 해왔다. 지난 2018년 6월 미국에너지부가 써밋이라고 불리는 세계에서 가장 최신의 강력한 슈퍼컴를 가지고 있는 것으로 발표됐다. 미국 IBM의 써밋은 최대 200페타플롭스(1페타플롭=초당 1000조 회 연산속도)로 작동한다. 당시 이 수치는 중국의 선웨이 타이후라이트의 93 페타플롭스 연산속도는 물론 미국의 이전 기록보유자인 타이탄을 능가했다.

그러던 중 지난해 6월 톱 500은 일본의 최신 슈퍼컴퓨터 후가쿠(富岳)를 진 제이가 등장하는 톱500에서 가장 빠른 컴퓨팅 속도를 가진 것으로 발표했다. 그리고 업그레애드둔 후가쿠는 지난 11월 442페타플롭스의 속도로 또다시 세계 슈퍼컴 톱500 1위에 올랐다.

▲일본 리켄(이화학연구소)과 후지쯔가 공동 개발한 후가쿠(富岳·사진) 슈퍼컴퓨터가 4개 주요 고성능 컴퓨터(HPC)의 모든 성능 순위에서 4차례 연속 세계 1위를 지키는 데 성공했다. (사진=R-CCS)

라이트온이 개발한 광프로세서를 이용한 슈퍼컴은 프랑스 정치인 장 자이(Jean Zay, 1904.8,6일~1944.6.20.)에서 따왔다. 그는 1936년부터 1939년까지 프랑스 교육예술부 장관으로 근무했고 2차대전이 발발하자 장관직을 버리고 소위로 참전했다. 나치 독일이 침공해오자 레지스탕스 구성에 나섰고 친나치 비시 괴뢰 정부에 의해 탈영혐의로 유죄형을 받고 군교도소 수감중 살해됐다. 그는 1945년 사후 무죄판결을 받았다. 지난 2005년 프랑스에서는 그의 이름을 딴 문학상인 ‘장 제이 상’이 제정됐다.

라이트온은 어디에서나 모든 기업이 사용할 수 있는 가장 강력한 AI 도구 제공을 표방한다. 동급 최고의 엑사스케일 하드웨어와 혁신적인 교육 체계를 활용하는 라이트온은 증강 작업 및 창의성을 위한 가장 큰 기초 모델 제공을 내세우고 있다. 지난 2016년에 설립된 라이트온은 오티움 캐피털(Otium Capital),아노락 벤처스(Anorak Ventures),퀀토네이션(Quantonation)으로부터 투자를 받았다.

이재구 기자

jklee@tech42.co.kr
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