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후가쿠 (슈퍼컴퓨터)

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후가쿠
지원2021년부터
스폰서일본 문부과학성
운용 주체이화학연구소
장소이화학연구소 계산과학연구센터 (R-CCS)
아키텍처
운영체제맞춤형 리눅스 기반 커널
메모리HBM2 32 GiB/노드
스토리지
  • 16개 노드당 1.6 TB NVMe SSD (L1)
  • 150 PB 공유 러스터 FS (L2)[1]
  • 클라우드 스토리지 서비스 (L3)
속도442 PFLOPS (TOP500 Rmax 기준, 업그레이드 후); 다른 혼합 정밀도 벤치마크에서는 2.0 EFLOPS 이상
비용US$1억 (총 프로그램 비용)[2][3]
순위TOP500: 7, 2025년 6월
목적과학 연구
레거시TOP500: 1위, 2020년 6월 – 2022년 6월
웹사이트www.r-ccs.riken.jp/en/fugaku
출처Fugaku System Configuration
SC19의 PRIMEHPC FX1000 (후가쿠 노드)

후가쿠(일본어: 富岳)는 일본 고베시 이화학연구소 계산과학연구센터의 페타스케일 슈퍼컴퓨터이다. 2014년에 K 컴퓨터[4]의 후속기로 개발을 시작하여 2020년에 첫 선을 보였다. 후지산의 다른 이름에서 따온 이름이다.[5]

2020년 6월 TOP500 목록에서 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터가 되었으며[6] 이를 달성한 최초의 ARM 아키텍처 기반 컴퓨터가 되었다.[7] 이 당시 혼합 fp16/fp64 정밀도 HPL-AI 벤치마크를 사용하여 1.42 엑사플롭스를 달성했다. 2021년에 정식 운영을 시작했다.[8]

후가쿠는 2022년 5월 프론티어에 의해 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터 자리를 내주었다.[9]

하드웨어

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이 슈퍼컴퓨터는 후지쯔 A64FX 마이크로프로세서로 제작되었다. 이 CPU는 ARM 버전 8.2A 프로세서 아키텍처를 기반으로 하며 슈퍼컴퓨터를 위한 스케일러블 벡터 확장을 채택하고 있다.[10] 후가쿠는 K 컴퓨터보다 약 100배 더 강력한 성능(즉, 1 엑사플롭스의 성능 목표)을 목표로 했다.[11][12]

후가쿠의 초기(2020년 6월) 구성은 후지쯔의 독점적인 토러스 퓨전 인터커넥트를 사용하여 연결된 158,976개의 A64FX CPU를 사용했다.[7] 2020년 11월 업그레이드로 프로세서 수가 증가했다.[13]

소프트웨어

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후가쿠는 IHK/McKernel이라는 "경량 멀티 커널 운영체제"를 사용한다. 이 운영체제는 리눅스와 McKernel 경량 커널을 동시에 나란히 실행한다. 두 커널이 실행되는 인프라를 이기종 커널용 인터페이스(IHK)라고 부른다. 고성능 시뮬레이션은 McKernel에서 실행되며, 리눅스는 다른 모든 POSIX 호환 서비스에 사용할 수 있다.[14][15][16]

후가쿠는 병렬 스토리지를 컴퓨팅 노드에 제공하기 위해 3계층 스토리지 시스템을 사용한다. 첫 번째 계층인 LLIO 스토리지는 후지쯔와 이화학연구소가 공동 개발한 NVM 기반 파일 I/O 가속기로, 낮은 지연 시간으로 임시 데이터를 저장하기 위해 작업별 스토리지 기반으로 컴퓨팅 노드에 할당된다. LLIO 시스템은 러스터 소프트웨어 기반의 디스크 기반 스토리지를 사용하여 대규모의 영구적인 고성능 파일 시스템을 제공하는 두 번째 계층인 후지쯔 엑사스케일 파일 시스템(FEFS)으로 데이터를 주고받으며,[17][18] 자주 액세스되지 않는 대량의 데이터를 저장하기 위해 테이프 기반 아카이브를 사용한다.

시스템 소프트웨어 외에도 이 슈퍼컴퓨터는 여러 벤치마크를 포함한 다양한 응용 프로그램을 실행했다. TOP500에서 사용되는 주류 HPL 벤치마크를 실행한 결과, 후가쿠는 페타스케일 수준이며 엑사스케일에 거의 절반에 도달했다. 또한 후가쿠는 HPL-AI를 포함한 최소 세 가지 다른 벤치마크에서 세계 기록을 세웠다. 2.0 엑사플롭스에서 시스템은 벤치마크에 대한 엑사스케일 임계값을 초과했다.[19] 해당 벤치마크에 대한 설명은 다음과 같다.

선택된 솔버 방법은 LU 분해와 이후에 수행되는 반복 정제 조합으로, 해를 64비트 정확도로 되돌린다. HPL-AI의 혁신은 전체 솔루션 프로세스에서 64비트 계산 요구 사항을 제거하고, 대신 LU에 대해 낮은 정밀도(아마 16비트) 정확도를 선택하고, 분해에서 손실된 정확도를 복구하기 위한 정교한 반복을 선택하는 데 있다.[20]

성능

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후가쿠의 초기 보고된 성능은 TOP500에서 사용되는 FP64 고성능 LINPACK 벤치마크의 Rmax 416 페타플롭스였다.[7] 2020년 11월 프로세서 수 업그레이드 후, 후가쿠의 성능은 Rmax 442 페타플롭스로 증가했다.[13]

2020년에 후가쿠는 Graph500, HPL-AI, HPCG 벤치마크를 포함하여 다양한 워크로드에서 컴퓨터를 테스트하는 다른 순위에서도 상위권을 차지했다. 이전의 어떤 슈퍼컴퓨터도 이 네 가지 순위에서 동시에 1위를 차지한 적은 없었다.[21]

하드웨어 업그레이드 후, 2020년 11월 현재, "후가쿠는 새로운 혼합 정밀도 HPC-AI 벤치마크에서 성능을 2.0 엑사플롭스로 늘려 6개월 전 기록했던 1.4 엑사플롭스 기록을 갱신했다. 이는 어떤 유형의 하드웨어에서도 어떤 정밀도에서도 1 엑사플롭스를 초과하는 최초의 벤치마크 측정값이다." (42% 증가)[22] 흥미롭게도 Arm A64FX 코어 수는 4.5%만 증가하여 7,630,848개가 되었지만, 해당 벤치마크에서 측정된 성능은 훨씬 더 많이 증가했고(이 시스템은 GPU와 같은 다른 컴퓨팅 기능을 사용하지 않는다), TOP500에서는 6.4% 증가하여 442 페타플롭스로 새로운 세계 기록을 세웠다.[23] HPCG 벤치마크의 경우, 16.0 HPCG-페타플롭스로 2위 시스템인 서밋보다 5.4배 빠르다.[24] 서밋은 TOP500에서도 2위를 차지했다.

2020년 11월 현재, 후가쿠의 성능은 TOP500 목록의 다음 4개 슈퍼컴퓨터의 성능을 합친 것보다 뛰어났고, HPCG 벤치마크에서 상위 10개 컴퓨터 중 나머지 컴퓨터들을 45%의 차이로 앞섰다.[25]

역사

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2019년 5월 23일, 이화학연구소는 슈퍼컴퓨터의 이름이 후가쿠로 명명될 것이라고 발표했다.[26] 2019년 8월에는 후가쿠의 로고가 공개되었는데, 이 로고는 "후가쿠의 고성능"과 "다양한 사용자 범위"를 상징하는 후지산을 묘사하고 있다.[4][27] 2019년 11월, 후가쿠의 프로토타입은 그린500 목록에서 1위를 차지했다.[28][29] 이화학연구소 시설로 장비 랙 선적이 2019년 12월 2일에 시작되었으며,[30] 2020년 5월 13일에 완료되었다.[31] 2020년 6월, 후가쿠는 IBM 서밋을 제치고 TOP500 목록에서 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터가 되었다.[7]

후가쿠는 코로나19 범유행과 관련된 마스크 연구에 사용되었다.[32][33]

2023년, 후가쿠는 도쿄 공업대학, 이화학연구소, 후지쯔 및 도호쿠 대학에서 일본어 생성형 AI 모델 개발에 사용되었다.[34]

비용

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2018년 닛케이는 이 프로그램에 1,300억 엔(약 10억 달러)이 소요될 것이라고 보도했다.[3][8]

비교

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TOP500 1위 컴퓨터들의 성능 및 비용 비교 차트
이름 시작 연도 종료 연도 성능
(페타플롭스)[note 1] 		비용
(백만 미국 달러)

(물가상승률 미조정)

TOP500 순위 CPU/GPU 공급업체 CPU 운영체제
후가쿠 2020 — 442[35] 1213[3][note 2] 2020년 6월 ~ 2021년 11월 1위[35] 후지쯔 A64FX 리눅스 (레드햇 8) 및 McKernel
서밋 2018 — 148 300[36] 2018년 6월 ~ 2019년 11월 1위 IBM, 엔비디아 POWER9, 테슬라 리눅스 (레드햇)
시에라 2018 — 94 2018년 11월 ~ 2019년 11월 2위
선웨이 타이후라이트 2016 — 93 280[37] 2016년 6월 ~ 2017년 11월 1위 NRCPC Sunway SW26010 리눅스 (레이즈)
K 2011 2019 10 1045[38] 2011년 6월 ~ 2011년 11월 1위 후지쯔 SPARC64 VIIIfx 리눅스
  1. ↑ 이는 FP64 정밀도의 LINPACK 벤치마크를 사용한 TOP500 Rmax 측정치에 기반한다.
  2. ↑ 이는 단순히 기계만을 위한 것이 아니라 기술 개발을 포함한 총 프로그램 비용이다.

같이 보기

[편집]

각주

[편집]
  1. ↑ “Post-K (Fugaku) Information”. Fujitsu. 2020년 6월 8일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2020년 6월 23일에 확인함. 
  2. ↑ Clark, Don (2020년 6월 22일). “Japanese Supercomputer Is Crowned World's Speediest”. 《The New York Times》. 2020년 6월 26일에 확인함. 
  3. ↑ 가 나 다 Takei, Tomohisa (2018년 9월 14일). “お値段1300億円のポスト「京」、IT業界は今度こそ生かせるか” (일본어). 《日経クロステック（xTECH）》 (Nikkei). 2020년 6월 28일에 확인함. 
  4. ↑ 가 나 “スーパーコンピュータ「富岳」プロジェクト” (일본어). 理化学研究所. 2019년 5월 25일에 확인함. 
  5. ↑ “Supercomputer Fugaku, named after Mt. Fuji, makes its debut”. 《The Asahi Shimbun》. 2020년 6월 16일. 2020년 6월 23일에 확인함. 
  6. ↑ “Japan's Fugaku gains title as world's fastest supercomputer” (영어) (보도 자료). www.riken.jp. 2020년 12월 7일에 확인함. 
  7. ↑ 가 나 다 라 Cutress, Dr Ian (2020년 6월 22일). “New #1 Supercomputer: Fujitsu's Fugaku and A64FX take Arm to the Top with 415 PetaFLOPs”. 《www.anandtech.com》. 2020년 6월 22일에 확인함. [깨진 링크]
  8. ↑ 가 나 Tsukimori, Osamu (2021년 1월 7일). “Japan's Fugaku supercomputer is tackling some of the world's biggest problems”. 《The Japan Times》. 2021년 1월 26일에 확인함. 
  9. ↑ “ORNL's Frontier First to Break the Exaflop Ceiling”. 《Top500》. 2022년 5월 30일. 2022년 5월 30일에 확인함. 
  10. ↑ “ポスト「京」のCPUの仕様を公表” (일본어). 富士通. 2018년 8월 22일. 2019년 5월 25일에 확인함. 
  11. ↑ “スパコン「京」後継機は「富岳」 計算性能100倍、21年稼働” (일본어). 《毎日新聞》. 2019년 5월 23일. 2019년 5월 30일에 확인함. 
  12. ↑ “Fugaku Remakes Exascale Computing In Its Own Image”. 2019년 12월 9일. 2020년 6월 22일에 확인함. 
  13. ↑ 가 나 “November 2020 summary – TOP500”. 《www.top500.org》. 2020년 12월 7일에 확인함. 
  14. ↑ “Outline of the Development of the Supercomputer Fugaku”. Riken Center for Computational Science. 2021년 1월 23일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2020년 6월 23일에 확인함. 
  15. ↑ “McKernel”. Riken. 2020년 6월 23일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2020년 6월 23일에 확인함. 
  16. ↑ (영어) mckernel - 깃허브
  17. ↑ “Supercomputer Fugaku” (PDF). Fujitsu. 
  18. ↑ “Fugaku Codesign Report” (PDF). RIKEN Center for Computational Science. 
  19. ↑ “Fugaku Retains Title as World's Fastest Supercomputer”. 《HPC Wire》. 2020년 11월 17일. 2020년 11월 27일에 확인함. 
  20. ↑ “HPL-AI Mixed-Precision Benchmark — HPL-AI 0.0.2 documentation”. 《icl.bitbucket.io》. 2020년 11월 18일에 확인함. 
  21. ↑ Byford, Sam (2020년 6월 23일). “ARM-based Japanese supercomputer is now the fastest in the world” (영어). 《The Verge》. 2020년 6월 23일에 확인함. 
  22. ↑ “November 2020 | TOP500”. 《www.top500.org》. 2020년 11월 18일에 확인함. 
  23. ↑ “Supercomputer Fugaku – Supercomputer Fugaku, A64FX 48C 2.2GHz, Tofu interconnect D | TOP500”. 《www.top500.org》. 2020년 11월 18일에 확인함. 
  24. ↑ “HPCG – November 2020 | TOP500”. 《www.top500.org》. 2021년 5월 6일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2020년 11월 18일에 확인함. 
  25. ↑ “HPCG – November 2020 | TOP500”. 《www.top500.org》. 2021년 5월 6일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2020년 12월 1일에 확인함. 
  26. ↑ “ポスト「京」の名称 「富岳（ふがく）」に決定” (일본어). 理化学研究所. 2019년 5월 23일. 2019년 5월 25일에 확인함. 
  27. ↑ “R-CCS announced the Fugaku logo | Riken Center for Computational Science Riken Website”. 《www.r-ccs.riken.jp》. Riken Center for Computational Science. 2020년 6월 23일에 확인함. 
  28. ↑ “November 2019”. TOP500.org. 2019년 11월 20일에 확인함. 
  29. ↑ “Fugaku prototype named greenest supercomputer”. Riken. 2019년 11월 18일. 2019년 11월 20일에 확인함. 
  30. ↑ “Fujitsu Begins Shipping Supercomputer Fugaku”. Fujitsu. 2019년 12월 2일. 2020년 6월 23일에 확인함. 
  31. ↑ “Delivery of the Supercomputer Fugaku has been Completed”. Riken Center for Computational Science. 2020년 5월 13일. 2020년 6월 23일에 확인함. 
  32. ↑ McCurry, Justin (2020년 8월 26일). “Non-woven masks better to stop Covid-19, says Japanese supercomputer” (영어). 《The Guardian》. 2020년 9월 22일에 확인함. 
  33. ↑ McCurry, Justin (2020년 9월 22일). “Face shields ineffective at trapping aerosols, says Japanese supercomputer”. 《The Guardian》. 2020년 9월 22일에 확인함. 
  34. ↑ “Fugaku Supercomputer to Train AI in Japanese Language Models”. 《The Japan News》. 2023년 5월 23일. 
  35. ↑ 가 나 “TOP500 November 2021”. 《Top500》. June 2021. 2021년 11월 16일에 확인함. 
  36. ↑ Shankland, Stephen (2018년 6월 26일). “スパコン「TOP500」、IBM製「Summit」で米が中国を抜き首位に返り咲き” (일본어). ZDNet Japan. 2020년 10월 28일에 확인함. 
  37. ↑ 伊本貴士 (2020년 6월 24일). “頂上極めた「富岳」の次の挑戦、日本が強い分野の開発に生かせるか” (일본어). 日経クロステック. 2020년 10월 28일에 확인함. 
  38. ↑ 田中誠士 (2019년 8월 5일). “「２位じゃダメ」のスパコン京、見納め ６年超す長寿で” (일본어). 朝日新聞デジタル. 2020년 10월 28일에 확인함. 

외부 링크

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기록
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