[HPC Cloud] HPC 란?

yoonj1n·2022년 9월 15일
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0. HPC 란?

본 게시글은 개인 공부용으로 정확하지 않은 내용이 존재할 수 있으며, 수시로 수정 및 삭제 될 수 있습니다.

HPC가 뭔데 💻

High Performance Computer(or Computing)

= Super computer 와 같다.
이러한 고오급 능력치를 가진 친구들이 필요한 이유는
1. 빠른 컴퓨터가 필요해서
2. 큰 용량의 컴퓨터가 필요해서
3. 정확한 해를 사용하기 위해서 가 있다.

HPC 성능

모든 컴퓨터에는 성능이 있다. 이러한 HPC도 성능을 결정하는 요인이 따로 있는데, 크게 두가지로 나눈다.

  1. Hertz (Machine Cycle)
    • 프로세서 동작 주기
    • 반도체 기술에 의해 좌우되며 기술적 한계에 관련있다.
  2. CPI (Cycle per Instruction)
    • 명령어 당 소요되는 사이클 수

CPU Execution Time

이를 통해 CPU가 어떠한 일을 할 때 걸리는 시간인 CPU Execution Time을 계산할 수 있다.

[CPU Execution Time]=[Instruction Count][CPI][Clock Cycle Time]\displaystyle[CPU Execution Time] = [Instruction Count] * [CPI] * [Clock Cycle Time]

걸리는 시간이니 짧을수록 성능이 좋다!
세상에 있는 모든 HPC들은 N x N 행렬로 구성된 연립방정식 해를 구하는 성능을 flops 단위로 나타내 순위가 메겨진다. 이 성능은 TOP500 이라는 사이트에서 확인 가능하다.

What is FLOPS?

flops, 초당 수행할 수 있는 부동 소수점(floating-point) 연산 회수를 의미한다.
단일 프로세서에 대한 이론 성능을 계산할 수 있는데, 다음과 같다.

(1.3GHz)(1/inst./cycle)(2FPU)=2.6GFlops\displaystyle(1.3GHz)*(1/inst./cycle)*(2FPU) \displaystyle= \displaystyle2.6GFlops
*FPU는 부동소수점 연산 장치를 의미한다.

What is Rmax, Rpeak?


Top500 Rank를 보다보면 Rmax, Rpeak와 같은 용어가 나온다. 간단히 말해서 Rpeak는 이론적으로 계산하여 나온 성능이고, Rmax는 실제로 연산할 때 나오는 성능이다.
사진은 21년 11월 기준으로 TFlops는 테라 플롭스 단위를 의미한다.

데이터 전송 능력

또 다른 성능 결정 요인 중 하나이다. 컴퓨터가 어떠한 연산을 할 땐 어떠한 데이터를 사용하는 경우가 있는데, 이때 데이터를 전송하는 능력에 따라 성능이 좌우된다.
즉, CPU에서 메모리, 메모리에서 디스크, 시스템에서 시스템으로 연산에 필요한 데이터를 전송하는 능력을 말한다.

다음 그림과 같이 Register 단으로 갈수록 데이터 전송 속도가 빠르고, Disk 단으로 갈수록 속도가 느림을 알 수 있다.

병렬 처리 기법

병렬 처리는 여러 동작을 일괄적으로 처리할 수 있도록 만드는 기법인데, 이와 관련된 내용은 다음 게시글에 작성하겠습니다!

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