2014년 10월 16일 목요일

200만원이면 개인용 슈퍼컴퓨터 만든다

美, 20달러 짜리 라즈베리파이로 클러스터 규성
Write by 김우용 기자  from zdnet
2013.05.27 / AM 09:11
  
슈퍼컴퓨터는 수백만달러를 호가하며 일반인에게 쉽게 접하기 힘든 고가 중의 고가 물품이다. 그런데 최근 2천달러(200만원) 정도에 개인용 슈퍼컴퓨터를 제작할 수 있는 방법이 나오고 있다.
최근 미국 지디넷은 라즈베리파이 보드와 리눅스 운영체제(OS)를 이용해 제작하는 소형 슈퍼컴퓨터를 소개했다.
일반적인 개인용 컴퓨터는 메인보드 하나와 CPU, 메모리, 저장장치, 전원, 그래픽카드, LAN카드 등으로 구성된다. 이 PC 여러개를 기술적으로 하나의 클러스터로 만들 수 있다면 그게 곧 슈퍼컴퓨터가 된다.
PC 한대만으로도 수십만원에서 수백만원의 비용이 들기 때문에 그를 클러스터로 묶어 슈퍼컴퓨터로 만들 엄두를 못낼 뿐이다. 즉, 클러스터를 이룰 PC의 가격만 대폭 낮출 수 있다면 개인용 슈퍼컴퓨터를 만드는게 불가능한 일도 아니란 얘기다.

▲ 라즈베이파이로 만든 슈퍼컴퓨터

라즈베리파이는 20달러짜리 PC로 더 유명하다. 세계 빈곤국가 학생들에게 값싼 컴퓨터를 공급하자는 취지로 시작됐다. 라즈베리파이는 보드형태로 구매해 부품을 조립하면 한 대의 리눅스 기반 컴퓨터가 된다.
미국 보이시 주립대의 전기컴퓨터엔지니어링학부 박사과정을 밟고 있는 조슈아 키퍼트란 사람은 라즈베리파이를 이용 2천달러란 비용으로 소형 슈퍼컴퓨터를 만들어냈다.
조슈아 키퍼트가 사용한 라즈베리파이는 700MHz ARM11 프로세서와 비디오코어IV GPU 기반으로 구동된다. 여기에 512MB RAM, 2개의 USB포트, 10/100Mbps 이더넷포트가 들어갔고, 키퍼트는 CPU를 오버클럭시켜 1GHz로 끌어올렸다.
그가 취미나 소유욕으로 자신만의 슈퍼컴퓨터를 만든 건 아니다. 그는 무선센서네트워크 상에서 데이터 공유에 대한 박사학위 연구를 위해 고성능 컴퓨터가 필요했다. 그는 학교에 있던 슈퍼컴퓨터를 이용했다. 인텔의 3.1GHz 제온E3-1225 쿼드코어 프로세서와 8GB RAM으로 이뤄진 노드 32개를 합친 오닉스 베오울프클러스터다.
그는 학교의 슈퍼컴퓨터를 본따 자신만의 32노드 규모 슈퍼컴퓨터를 제작했다. 오닉스 클러스터가 어떤 상황에 이르러 업타임률이 급격히 떨어졌기 때문에 MPI나 자바를 이용한 클러스터 환경을 고민했다.
그의 라즈베리파이 슈퍼컴퓨터는 임베디드 시스템에 사용되는 낮은 수준의 인터페이스를 사용하기 때문에 대규모 임베디드 하드웨어를 실험하는데 적격이다.
키퍼트는 자신만의 슈퍼컴퓨터를 제작하는데 32개의 라즈베리파이 보드를 사용했다. 각 보드는 8GB 카드를 포함 45달러 미만의 비용이 들었다. 학교의 오닉스 클러스터가 보드당 1천~1천500달러 수준임을 감안하면 PC 수준의 비용으로 슈퍼컴퓨터 한대를 만든 셈이다.
그는 슈퍼컴퓨터의 OS로 아치 리눅스를 택했다. 아치 리눅스의 최소지향주의 때문이란 설명이다. 아치 리눅스 이미지는 150MB 미만의 용량이다. 약 10초면 부팅되고, 인스톨 이미지는 추가용량을 요구하지 않는다. 네트워크 지원을 위한 CLI 인터페이스도 있다.
이 라즈베리파이 클러스터는 최대 10.13기가플롭스(GFLOPS) 연산성능을 기록했다. 세계 톱500에 들 수준은 아니지만, 1985년 제작된 최초의 크레이2 슈퍼컴퓨터가 1.9GLOPS였던 걸 생각하면 개인용도로 엄청난 성능이다.
그의 클러스터는 슬레이브노드를 라즈베리파이를 이용했고, 마스터노드로는 삼성 크롬북 시리즈3를 이용했다. 이 크롬북은 1.7GHz 듀얼코어 ARM 코어텍스A15 프로세서를 사용한다.