비주얼 컴퓨팅 분야의 세계적인 선도 기업인 엔비디아(www.nvidia.co.kr, CEO 젠슨황)는 엔디비아 테슬라(Tesla) GPU가 2년 연속으로 세계에서 에너지 효율성이 가장 높은 페타플롭급 슈퍼컴퓨터인 츠바메(Tsubame) 2.0 시스템에 활용됐다고 밝혔다.

도쿄공업대학교 글로벌과학정보센터에 위치한 츠바메2.0은 매해 두 차례 에너지 효율성이 가장 높은 전세계 500대의 슈퍼컴퓨터를 발표하는 ‘그린 500(www.green500.org/lists/2011/11/top/list.php)’ 리스트에서 최근 세계에서 가장 친환경적인 페타플롭급 슈퍼컴퓨터로 선정되었다.

츠바메 2.0은 CPU와 GPU를 모두 채택하는 이기종 슈퍼컴퓨터(Heterogeneous supercomputer)로 일본 내 다양한 과학 및 산업용 리서치에 사용된다. 초당 1.19 페타플롭급의 성능을 1.2 메가와트의 전력으로 지속하는 츠바메 2.0은 와트 당 958 메가플롭의 프로세싱 파워를 제공하는데, 이는 와트당 278 메가플롭의 프로세싱 파워를 제공하는 미국 로스알모스국립연구소 씨엘로 크레이(Cielo Cray) 시스템 대비 3.4배 더 에너지 효율적이다. 씨엘로 크레이는 x86 CPU 단일 페타플롭 시스템으로 구축된 슈퍼컴퓨터로 최근 발표된 그린 500 리스트에서 2위를 차지했다.

엑사스케일(Exascale) 컴퓨팅 경쟁에서 연산 성능을 결정짓는 것은 바로 에너지 효율성인데, 이기종 GPU 가속 시스템은 다양한 종류의 작업 처리에 서로 다른 프로세서를 사용할 수 있게 하기 때문에 단일 CPU 시스템보다 에너지 효율이 높다. 어플리케이션의 순차적 작업은 CPU에서 가동되고 데이터 및 연산집약 작업은 대규모 병렬 GPU 프로세서에서 가속된다.

츠바메 2.0은 엔비디아 테슬라 GPU로 가속되는 인텔 제온(Xeon) CPU가 내장된 HP 프로라이언트 (ProLiant) SL390 서버로 구성되며, 테슬라 GPU가 성능의 80% 이상을 담당하기에, 초저전력 사용으로 높은 성능을 달성할 수 있다. 그 결과, 혁신적인 고성능 컴퓨팅 성과 사례에 대해 표창하는 고든 벨(Gordon Bell, awards.acm.org/homepage.cfm?awd=160) 상의 올해 최종후보 5개 중 확장성(Scalability) 및 솔루션구현시간(Time-to Solution) 부문 포함 2개 사례로 츠바메 2.0에서 구동된 성과를 올릴 수 있었다.

최신 그린500 리스트에서는 세계 최고효율 시스템 10개 중 5개, 최고 30개 중 22개가 GPU와 CPU를 결합한 이기종 디자인을 채택하고 있을 정도로 이기종 컴퓨터 디자인의 에너지 효율성이 눈에 띈다.

츠바메 2.0에 활용된 테슬라 GPU는 쿠다 병렬 연산 아키텍처에 기반한 대규모 병렬 가속장치로 어플리케이션 개발자는 쿠다 C, 쿠다 C++, 쿠다 포트란(Fortran) 또는 간단하고 쉬운 명령어 기반 컴파일러를 사용해서 어플리케이션을 가속할 수 있다.

츠바메 2.0에 관련된 보다 상세한 정보는 도쿄공업대학교 글로벌과학정보 및 컴퓨팅 센터 웹사이트(www.gsic.titech.ac.jp/en)에서 확인할 수 있다. 고성능 컴퓨팅을 위한 엔비디아 테슬라 GPU와 쿠다 병렬 컴퓨팅 아키텍처 및 프로그래밍에 대한 내용 www.nvidia.co.kr/tesla 와 www.nvidia.co.kr/cuda 에서 확인할 수 있다.