캐나다의 일기예보를 담당하는 슈퍼컴퓨터는 NVIDIA 네트워킹을 도입해 장기적이고 연산 집약적인 환경 모델을 지원합니다.
캐나다 퀘벡에 있는 이 슈퍼컴퓨터는 ‘글로벌 환경 다중 스케일 모델(GEM)’로 알려진 복잡한 예보/자료동화(data assimilation) 시스템을 구동합니다. GEM은 온도와 기압, 바람 관련 정보를 처리해 국지/전역적 예보를 생성하는데요.
IBM이 구축한 이 고성능 컴퓨팅 시스템은 환경 정책을 조직하고 캐나다의 일기예보를 생산하는 정부기관인 환경과 기후 변화 캐나다(Environment and Climate Change Canada, 이후 ‘환경캐나다’)의 주요한 날씨 클러스터입니다.
대기 변화의 모델링에 필요한 데이터와 시뮬레이션 프로그램의 복잡성 때문에 GEM을 사용하는 과학자들은 시스템 전반에서 데이터를 신속히 이동시켜줄 강력한 상호연결 테크놀로지가 필요합니다.
환경캐나다 슈퍼컴퓨터의 업그레이드 버전은 NVIDIA HDR InfiniBand 네트워킹을 사용하며, NVIDIA ConnectX-6 어댑터와 NVIDIA Quantum InfiniBand 스위치 수백 개를 드래곤플라이+(DragonFly+) 토폴로지로 제공합니다.
3,800개의 노드를 갖춘 이 레노버(Lenovo) 슈퍼컴퓨터는 특유의 유연성을 자랑하며 규모에 상관없이 모든 워크로드를 지원합니다. 대규모의 프로덕션급 모델을 개발하는 연구자들은 시스템 전체를 사용해야 하는 상황에 처하기도 하는데요. 환경캐나다의 슈퍼컴퓨터로 날씨를 예측하는 경우에는 시스템 전체를 동원하는 대신 일정이 촉박한 작업들을 병렬로 다중 실행할 수 있으며, 이때 각각의 애플리케이션은 사용자가 지정한 수의 프로세서를 사용합니다. 다른 HPC 애플리케이션의 경우에도 다양한 규모의 워크로드를 실행하면서 높은 성능과 처리량을 누릴 수 있습니다.
슈퍼컴퓨팅과 날씨의 전망은 오늘도 ‘맑음’
공유서비스 캐나다(Shared Services Canada)가 관리하는 환경캐나다 시스템은 대기/환경 부문의 과학 연구 프로젝트를 지원하는 한편, 24시간 내내 실시간으로 일기예보 생산 환경을 가동합니다.
환경캐나다는 50년이 넘는 기간 동안 대기 과학에 기반한 일기예보에 슈퍼컴퓨터를 활용해왔습니다. 일기예보의 품질은 결국 슈퍼컴퓨터가 처리할 수 있는 데이터 복잡성과 해상도의 수준에 좌우되죠.
GEM 모델은 가변 해상도(variable-resolution) 전략에 기반하므로 지구의 전체적 예보를 균일한 해상도로 보거나, 또는 캐나다 내 관심 지역처럼 구체적인 좌표를 선택해 고해상도 서브도메인을 생성하고 보다 세분화된 분석을 진행할 수 있습니다.
GEM처럼 복잡한 환경 모델을 실행하려면 상호연결 테크놀로지를 갖춘 시스템을 활용해 애플리케이션을 가속하고 확장성을 개선해야 합니다. GEM은 NVIDIA InfiniBand의 기술적 장점에 힘입어 미 항공우주국(NASA)과 스페인 기상청(Spanish Meteorological Agency), 중국 기상국(China Meteorological Administration) 등의 기관들이 기후 연구와 일기예보를 위해 믿고 찾는 솔루션으로 자리매김했습니다.
인네트워크(in-network) 컴퓨팅과 스마트 오프로드 기능을 갖춘 NVIDIA InfiniBand는 슈퍼컴퓨터들의 데이터 전송 속도를 개선합니다. 데이터센터 전반의 효율을 높이는 동시에 지연시간은 단축해 복잡한 환경 모델들이 더욱 신속히 구동될 수 있도록 하죠. InfiniBand의 표준 테크놀로지는 포워드/백워드 호환성을 보장하며, 오픈 소스 테크놀로지와 오픈 API를 지원합니다.
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