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후가쿠 (슈퍼컴퓨터)
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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]
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하드웨어
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
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]
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성능
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
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]
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비용
비교
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같이 보기
- ARM 슈퍼컴퓨터
- 오로라 (슈퍼컴퓨터)
- 프론티어 (슈퍼컴퓨터)
- 가장 빠른 컴퓨터 목록
- 서밋 (슈퍼컴퓨터)
- TOP500
각주
외부 링크
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