4차 산업혁명 시대에 도래하면서 데이터는 점점 더 방대해지고 있고, 다수의 기업이 디지털 전환을 시도하고 있습니다.
특히 5G의 출현과 IoT 기술의 발달, 생성형 AI 등장 등의 기술 트렌드에 따라 기업들은 급증한 데이터를 처리하고 분석하기 위해
더욱 복잡한 작업을 수행할 수 있는 컴퓨팅 성능을 필요로 하고 있습니다.

 

이러한 상황에서 주목받는 것이 바로 고성능 컴퓨팅(HPC)입니다.

 

2020년 12월 발표된 마켓앤마켓(MarketandMarket)의 ‘2025년까지 구성 요소별 HPC 시장 예측’ 보고서에 따르면,
고성능 컴퓨팅 시장은 2020년부터 2025년까지 5.5%의 연평균 성장률(CAGR)을 기록하며 성장할 전망입니다.
효율적인 컴퓨팅, 향상된 확장성과 안정적인 저장장치에 대한 요구, 클라우드에서 고속 데이터 처리 증가가 시장 성장을
견인할 것으로 예측되었으며, 2025년 494억 달러까지 성장할 전망입니다.¹⁾

 

 

고성능 컴퓨팅(HPC)이란?

 

HPC(High Performance Computing, 고성능 컴퓨팅)는, 특정한 슈퍼컴퓨터와 컴퓨터 클러스터를 사용하여
거대한 계산 능력과 속도가 필요한 복잡한 문제를 해결하는 데 사용되는 기술을 뜻합니다.
즉, 일반적인 데스크톱 컴퓨터가 데이터 처리나 복잡한 계산을 수행하는 것에 비해 빠른 시간 안에 작업을 완료할 수 있는 것입니다.

 

HPC의 주요 특징은 아래와 같이 6가지로 구분할 수 있습니다.

 

높은 계산 능력

HPC 시스템은 복잡한 계산 및 처리 작업을 매우 빠르게 수행할 수 있습니다.
따라서 대용량 데이터 처리, 과학적 시뮬레이션, 복잡한 모델링 및 시뮬레이션 작업에 적합합니다.

 

대규모 데이터 처리

HPC는 대용량의 데이터 세트를 처리하고 분석하는 데 특히 유용합니다.
이러한 시스템은 수백 테라바이트에서 페타바이트까지의 데이터 처리에 대응할 수 있으며,
이는 과학 연구, 금융 모델링, 의료 이미징 및 기타 분야에서 필요한 기능입니다.

 

병렬 처리를 통한 동시 작업

HPC 시스템은 하나의 작업을 작은 작업 단위로 분할하고 다수의 프로세서 또는 노드에 병렬로 배분하여 작업을 동시에 처리합니다.

 

특수화된 하드웨어 및 소프트웨어

HPC 시스템은 고성능을 위해 특수화된 하드웨어 구성 요소를 포함합니다.
이에 따라 병렬처리, 고속 인터커넥트, 고성능 저장장치 및 특수 HPC 소프트웨어를 사용합니다.

 

고급 프로그래밍 기술

HPC 환경에서 작업을 실행하려면 고급 프로그래밍 기술과 병렬 프로그래밍 모델을 이해하고 활용할 수 있어야 합니다.
MPI(Message Passing Interface), OpenMP 등과 같은 병렬 프로그래밍 모델을 사용하여 작업을 분산하고 병렬로 처리합니다.

 

출처 : 클루닉스 KSC 2023 발표자료 中

 

 

슈퍼컴퓨팅과 고성능 컴퓨팅(HPC)의 차이점

 

흔히 슈퍼컴퓨터와 고성능컴퓨터를 혼용하여 사용하기도 합니다. 이는 맞기도 하고 틀리기도 합니다.
슈퍼컴퓨터의 사전적 정의를 살펴보면, 계산 속도가 매우 빠르고,
많은 자료를 오랜 시간 꾸준히 처리할 수 있는 컴퓨터를 슈퍼컴퓨터라고 칭합니다.²⁾

 

일반적으로 슈퍼컴퓨터는 HPC의 하위 집합으로 볼 수 있습니다.
HPC는 고성능 컴퓨팅 시스템을 포괄적으로 다루는 용어로, 슈퍼컴퓨팅, 클러스터 컴퓨팅,
분산 컴퓨팅, 그리드 컴퓨팅 등 다양한 개념을 모두 포함합니다.

 

하지만 HPC 하위 개념의 컴퓨팅 시스템 중 가장 높은 성능을 가진 것이 슈퍼컴퓨터이기도 하고,
기술 발전에 따라 해당 용어의 개념이 점점 넓어지고 있습니다. 그래서 최근 슈퍼컴퓨터와 HPC는 혼용되어 사용되기도 하는 것입니다.

 

 

고성능 컴퓨팅(HPC)의 시장의 미래

 

HPC의 중요성이 강조되기 시작한 주요 요인으로 디지털 전환 시대에서의 데이터의 급증과 인공지능의 활용을 꼽을 수 있습니다.
현대 사회에서는 다양한 분야에서 대규모의 데이터가 지속적으로 생성 및 수집되고 있으며,
이러한 데이터를 효과적으로 분석하기 위해서 HPC의 중요성이 높아졌습니다.

 

특히 생성형 AI의 등장 이후 국내외의 다양한 기업이 인공지능 시장에 뛰어들며 AI 모델 훈련 및 모델 추론·연구 등을 위해
고성능의 컴퓨팅 리소스를 필요로 하고 있습니다. 데이터·인공지능의 시장은 아래와 같으며, 모두 빠른 속도로 성장하는 것을 확인할 수 있습니다.
이와 함께 HPC 시장이 더욱 성장할 것은 당연하다고 볼 수 있습니다.

 

데이터 시장의 성장

시장조사 기관 그랜드 뷰 리서치(Grand View Research)가 발표한 ‘글로벌 데이터 산업 데이터북(2023-2030)’ 보고서에 따르면
글로벌 데이터 통합 시장 규모는 2022년부터 2030년까지 연평균 11.9%의 성장률로 확대될 것으로 예상됩니다.³⁾

 

인공지능 시장의 성장

글로벌 투자은행 UBS는 글로벌 생성 AI 성장이 2020년 101억달러에서 2030년 1,094억 달러로 빠르게 성장할 것이라고 전망했습니다.⁴⁾

 

마무리

 

이제 대부분의 기업들이 디지털 전환을 이루고 기업의 경쟁력을 높이기 위한 전략들을 취하고 있습니다.
DX의 전략 속에는 복잡한 계산과 데이터의 분석처리, 인공지능의 활용 등을 가능하게 하는 HPC의 자원 활용이 더욱 중요해졌습니다.
슈퍼컴퓨터, 고성능 컴퓨터, 양자 컴퓨터 등의 다양한 개념들은 계속적으로 새로 생겨날 것이며,
이러한 컴퓨팅을 더욱 잘 활용하고 사용할 수 있는 솔루션과 서비스들 또한 필요성이 대두될 것입니다.

 

 

[출처]

1) https://www.ciokorea.com/news/176824
2) https://terms.naver.com/entry.naver?docId=2459641&cid=46637&categoryId=46637
3) https://www.gttkorea.com/news/articleView.html?idxno=5062
4) https://www.getnews.co.kr/news/articleView.html?idxno=622985