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고성능 컴퓨팅이란?

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HPC용 데이터 스토리지

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고성능 컴퓨팅(HPC)은 데이터를 신속하게 처리하고 복잡한 계산을 수행하는 기능입니다. 예를 들어 3GHz 프로세서가 장착된 랩톱 또는 데스크톱은 초당 약 30억 번의 계산을 수행할 수 있습니다. 이는 인간이 달성할 수 있는 것보다 훨씬 빠르지만 초당 수천 조의 계산을 수행할 수 있는 HPC 솔루션에 비하면 느린 편입니다. 

가장 잘 알려진 유형의 HPC 솔루션 중 하나는 슈퍼 컴퓨터입니다. 슈퍼 컴퓨터에는 하나 이상의 작업을 함께 수행하는 수천 개의 컴퓨팅 노드가 포함됩니다. 이를 병렬 처리라고 합니다. 작업을 보다 빠르게 완료하기 위해 수천 대의 PC를 네트워크로 연결하여 컴퓨팅 파워를 결합하는 것과 비슷합니다.

HPC가 중요한 이유

데이터를 통해 획기적인 과학적 발견이 이뤄지고, 업계의 판도를 바꾸는 혁신이 달성되며, 전 세계 수십억 인류의 삶의 질이 개선되고 있습니다. HPC는 과학, 산업 및 사회 발전의 토대가 됩니다.

사물 인터넷(IoT), 인공 지능(AI) 및 3D 이미징과 같은 기술이 발전하면서 조직에서 사용하는 데이터의 크기와 양이 기하급수적으로 증가하고 있습니다. 데이터를 실시간으로 처리하는 기능은 스포츠 경기 생중계, 폭풍 추적, 신제품 테스트 또는 장세 분석과 같은 다양한 용도에서 매우 중요합니다.

경쟁 우위를 유지하려면 대량의 데이터를 처리, 저장 및 분석할 수 있는 매우 빠르고 안정적인 IT 인프라가 필요합니다.

HPC의 작동 방식

HPC 솔루션에는 기본적으로 다음 3가지 구성 요소가 포함됩니다.

  • 컴퓨팅
  • 네트워크
  • 스토리지

고성능 컴퓨팅 아키텍처를 구축하기 위해 컴퓨팅 서버는 네트워크를 통해 클러스터로 연결됩니다. 소프트웨어 프로그램과 알고리즘은 클러스터의 서버에서 동시에 실행됩니다. 클러스터는 데이터 스토리지에 네트워크로 연결되어 출력을 캡처합니다. 이러한 구성 요소는 함께 원활하게 작동하여 다양한 작업을 완료합니다.

최대 성능으로 작동하려면 각 구성 요소가 다른 구성 요소와 보조를 맞추어야 합니다. 예를 들어 스토리지 구성 요소는 데이터가 처리되는 즉시 데이터를 수집하고 컴퓨팅 서버로 공급할 수 있어야 합니다. 마찬가지로, 네트워킹 구성 요소는 컴퓨팅 서버와 데이터 스토리지 간의 고속 데이터 이동을 지원할 수 있어야 합니다. 한 구성 요소가 나머지 구성 요소의 속도를 맞추지 못하면 전체 HPC 인프라의 성능이 저하됩니다.

HPC 클러스터란?

HPC 클러스터는 네트워크로 연결된 수백 또는 수천 개의 컴퓨팅 서버로 구성됩니다. 각 서버를 노드라고 합니다. 각 클러스터의 노드가 상호 병렬로 작동하므로 처리 속도가 향상된 고성능 컴퓨팅을 제공합니다.

HPC 사용 사례

온프레미스, 에지 또는 클라우드에 구축된 HPC 솔루션은 여러 산업에서 다양한 용도로 사용됩니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

  • 연구소. 재생 가능한 에너지의 원천을 찾고, 우주의 진화를 이해하며, 폭풍을 예측 및 추적하고, 새로운 물질을 만드는 데 사용됩니다.
  • 미디어 및 엔터테인먼트. 장편 영화 편집, 놀라운 특수 효과 렌더링 및 전 세계 라이브 이벤트 스트리밍에 사용됩니다.
  • 정유 및 가스. 새 유정을 굴착할 위치를 보다 정확하게 식별하고 기존 유정의 생산을 증대하는 데 사용됩니다.
  • 인공 지능머신 러닝. 신용 카드 사기를 탐지하고, 셀프 가이드 방식의 기술 지원을 제공하며, 자율 주행 차량을 훈련하고, 암 검진 기술을 개선하는 데 사용됩니다.
  • 금융 서비스. 실시간 주식 추세를 추적하고 거래를 자동화하는 데 사용됩니다.
  • HPC는 신제품을 설계하고, 테스트 시나리오를 시뮬레이션하며, 생산 라인이 중단되지 않도록 부품 재고를 유지하는 데 사용됩니다.
  • HPC는 당뇨병 및 암과 같은 질병의 치료법을 개발하고 보다 빠르고 정확한 환자 진단을 내리는 데 유용합니다.

NetApp과 HPC

NetApp® HPC 솔루션은 고성능 및 고밀도 E-Series 스토리지 시스템의 완벽한 제품군을 갖추고 있습니다. 업계 최고 수준의 가격 대비 성능을 제공하는 모듈식 아키텍처는 진정한 종량제 솔루션을 제공하여 페타바이트 규모의 데이터 세트에 대한 스토리지 요구사항을 지원합니다. 이 시스템은 Lustre, IBM Spectrum Scale, BeeGFS 등 업계 최고 수준의 HPC 파일 시스템과 통합되어 세계 최대 규모의 컴퓨팅 인프라의 성능 및 안정성 요구사항을 처리합니다.

E-Series 시스템은 까다로운 워크로드를 지원하는 데 필요한 성능, 안정성, 확장성, 단순성 및 저렴한 TCO를 제공합니다.

  • 성능. 확장 가능한 구성 요소당 최대 100만 건의 랜덤 읽기 IOPS와 지속적인 13GB/초(최대 버스트)의 쓰기 대역폭을 제공합니다. 플래시 및 회전식 미디어에 최적화된 NetApp HPC 솔루션에는 워크로드를 모니터링하고 구성을 자동으로 조정하여 성능을 극대화하는 내장 기술이 포함되어 있습니다.
  • 안정성. 내결함성 설계는 99.9999% 이상의 가용성을 제공하며 이는 100만 대 이상의 시스템 구축을 통해 입증되었습니다. 내장 데이터 무결성 보장 기능을 사용하여 손실, 손상 또는 비트 누락 없이 정확한 데이터를 유지할 수 있습니다.
  • 손쉬운 배포 및 관리. 모듈식 설계, 스토리지 블록의 즉각적인 복제(“잘라서 붙여넣기”), 사전 예방적 모니터링 및 자동화 스크립트를 통해 쉽고 빠르며 유연하게 관리할 수 있습니다.
  • 확장성. 세분화된 구성 요소 접근 방식 확장을 통해 한 번에 하나 이상의 드라이브에 용량을 추가하여 테라바이트에서 페타바이트까지 원활하게 확장할 수 있습니다.
  • TCO 절감. 가격 대비 성능에 최적화된 구성 요소와 업계 최고의 밀도를 통해 일반 HDD 및 SSD 장치와 비교하여 전력, 냉각 및 지원 비용이 낮고 장애 발생률이 4배 더 낮습니다.

데이터 수요가 높은 산업 부문의 고성능 컴퓨팅

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미디어 및 엔터테인먼트 회사에서 현재와 미래의 고객 기대치를 충족하려면 기존 툴 및 애플리케이션과 통합되는 빠르고 안정적인 HPC 솔루션이 필요합니다.

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