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ARM 기반의 슈퍼컴퓨터 - 후지쯔 후카쿠


(PRIMEHPC FX1000 (Fugaku node) at SC19. Raysonho @ Open Grid Scheduler / Scalable Grid Engine. CC BY-SA 4.0)


 현재 슈퍼컴퓨터 분야는 미국과 중국의 경쟁이 치열한 상황입니다. 그런데 이런 상황에서 일본의 후지쯔가 깜짝 발표를 했습니다. 현재 설치 중인 후카쿠 슈퍼컴퓨터가 TOP 500에서 415 페타플롭스 기록을 세워 세계 1위를 한 것입니다. 사실 후카구의 등장은 의외의 결과는 아니었습니다. 후지쯔는 과거 SPARC 기반의 K 컴퓨터로 세계 1위를 했던 적이 있습니다. 후카쿠는 K 컴퓨터의 후속으로 2014년부터 계획되었습니다. 




 K 컴퓨터를 선보인 2011년만 해도 후지쯔는 SPARC 계열 CPU를 사용했지만, 세월이 흘러 SPARC는 결국 썬을 인수한 오라클도 더 이상 신경쓰지 않는 물건이 됐고 후지쯔 역시 이제는 새로운 대세가 된 ARM 아키텍처를 적용했습니다. 


 후지쯔의 A64FX CPU는 ARMv8.2-A Scalable Vector Extension (SVE) 을 지원하는 첫 번째 CPU로 48개의 컴퓨트 코어와 4개의 보조 코어로 이뤄져 있습니다. 52코어라는 매우 독특한 구조에 두 개의 512bit 대역 파이프라인 덕분에 CPU 한 개가 2.7TFLOPS 이상의 성능을 낼 수 있습니다. 참고로 TSMC의 7nm 공정으로 제조했으며 트랜지스터 집적도는 88억개 수준입니다. 메모리는 1TB/s 대역폭의 8GB HBM2 메모리 4개를 사용하는데, 구체적으로 어떤 회사 제품인지는 공개하지 않았지만, 삼성 아니면 SK 하이닉스 제품일 수밖에 없습니다. 


 후카쿠는 카드 형식의 A64FX CPU 노드에 1.6TB NVMe SSD를 탑재해 서버랙 한 개에 여러 개를 탑재합니다. 다른 것 없이 CPU와 붙어 있는 HBM2 메모리 덕분에 크기가 작아 158,976개의 카드를 붙여 대규모 시스템을 구축할 수있습니다. 총 729만9천개의 코어를 돌린 결과는 415 페타플롭스로 직전 세계 1위인 미국의 서밋의 두 배가 넘습니다. 


 후카쿠는 아직도 건설 중으로 2021년에 풀가동에 들어갈 예정입니다. 이를 도입하는 기관은 일본 이화학 연구소 (RIKEN)의 컴퓨터 과학 센터 RIKEN Center for Computational Science (R-CCS)입니다. 코로나 19 사태로 인해 후카쿠는 완성되기도 전에 이미 코로나 19 연구에 투입되고 있습니다. 


 ARM 기반 슈퍼컴퓨터가 x86이나 다른 아키텍처를 이기고 1위를 했다는 점은 의미심장한 결과입니다. 10년 전에는 상상하기 어려운 일이었습니다. 과연 10년 후에도 x86이 지금 같은 위상을 유지할 수 있을지 미래가 궁금합니다. 


 참고 
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