슈퍼컴퓨터 제조국 물꼬···ETRI 가속기용 칩 개발

시스템온칩 형태 가속기용 칩 제작

[이데일리 강민구 기자] 국내 연구진이 슈퍼컴퓨터의 핵심기술인 가속기용 칩을 개발했다. 슈퍼컴의 계산 속도를 빠르게 해주는 역할을 하는 가속용 칩을 국산화하면서 슈퍼컴 제조국으로 도약하기 위한 기반을 마련했다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 ‘K-AB21’이라 불리는 시스템온칩 형태의 가속기 칩을 개발했다고 30일 밝혔다. 연구진이 개발한 칩의 크기는 가로 77mm, 세로 67mm이며, 12나노 공정으로 제작됐다.

슈퍼컴퓨터용 가속기 칩과 계산노드를 개발한 한국전자통신연구원 연구원들.(사진=한국전자통신연구원)

연구는 ETRI에서 총괄 주관했으며, 한국과학기술정보연구원이 소프트웨어 개발을 주도했다. 이 밖에 10여개 대학 연구실과 2개의 국내 기업이 소프트웨어와 계산노드 개발에 협력했다.

연구진이 개발한 슈퍼컴퓨터용 가속기에는 범용 프로세서와 64비트 병렬 연산기를 통합해 내장했다. 8테라플롭스(TFLOPS) 성능을 가지며, 3U 크기 계산노드 1대에는 액체 냉각시스템을 포함한 가속기 칩 2개까지 탑재할 수 있다.

현재 슈퍼컴퓨터를 자체 생산할 수 있는 나라는 4개 국가(미국, 중국, 일본, EU)이다. 각국은 범용가속기를 도입해 연산 성능을 높여가고 있다.

하지만, 범용가속기들이 인공지능용 저정밀도 연산에 초점을 맞춰 고정밀도 연산이 필요한 전통 슈퍼컴퓨터 응용에서는 사용 효율이 떨어진다. AI 추론용 가속기인 신경망처리장치는 저정밀도 연산만 지원하다 보니 정확한 과학계산이나 정밀한 엔지니어링 시뮬레이션에는 적합하지 않다.

이에 연구진은 전통적인 고정밀도 슈퍼컴퓨터 응용을 가속하기 위한 목적으로 핵심기술인 슈퍼컴 가속기 칩, 소프트웨어, 계산노드를 자체 개발했다. 가속기 칩 내에는 약 100억개의 트랜지스터가 들어가 있는 국내 개발 최대 규모의 초병렬 프로세서이다.

연구진은 향후 가속기 시장이 기술분야에 특화돼 다변화되는 시점에서 ETRI 슈퍼컴퓨터용 가속기 개발로 국내기술을 확보하고, 세계 시장 진출까지 노려볼 수 있으리라고 전망했다.

ETRI는 다음 달 미국 애틀란타에서 개최되는 ‘슈퍼컴퓨팅 기술 전시회’에 칩을 통합한 계산노드를 전시할 예정이다. 내년 상반기에는 고성능 컴퓨팅 서버와 소프트웨어를 통합해 실증할 방침이다.

조일연 ETRI 인공지능컴퓨팅연구소장은 “12나노 동일공정 세계 최고의 제품보다 우수한 것으로 평가된다”며 “우리나라 슈퍼컴퓨터 기반 생태계 조성과 활성화에 도움이 될 것이라고 기대한다”고 말했다.