2024년 9월 시점 공개된 자료에 따르면 전 세계에서 가장 뛰어난 계산 능력을 자랑하는 슈퍼컴퓨터는 프런티어(Frontier)다.
전 세계 각국에서 개발 및 설치된 슈퍼컴퓨터는 주로 학술 용도로 사용된다. 예를 들어 작은 구름 입자가 지구 기후 온난화 속도에 어떤 영향을 미치는지에 대한 시뮬레이션과 같은 다양한 최첨단 모델 생성에 도움을 주고 있다. 오크리지 국립연구소 전문가는 이런 상황을 바탕으로 슈퍼컴퓨터는 과학 장비로 우주 망원경과 같은 역할을 한다고 발언했다.
프런티어는 2022년 등장한 슈퍼컴퓨터로 1엑사플롭스, 그러니까 1초에 1018 이상 부동 소수점 연산을 수행할 수 있는 성능을 갖고 있다. 프런티어 등장 이전 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터였던 일본 후가쿠(Fugaku)는 442페타플롭스 성능을 자랑했으며 단순 계산으로 프런티어는 후가쿠 2배 이상 계산 능력을 갖고 있다고 할 수 있다.
프린티어는 모두 9,408개 노드로 구성되어 있으며 각 노드에는 GPU 4개와 CPU 1개가 설치되어 있다. 대량 GPU를 사용해 동시에 다수 수치 계산을 수행할 수 있으며 이런 대규모 병렬화가 계산 능력 향상에 기여하고 있다. 과학자가 이런 GPU를 활용하려면 프로그램 코드를 맞춤화해야 한다. 맞춤화 필요성에 대해 전문가는 일반적인 PC와 슈퍼컴퓨터는 일반적인 자동차와 F1 카만큼 다르다고 말한다.
물론 슈퍼컴퓨터는 아무나 이용할 수 있는 게 아니며 매년 4월 신청서를 평가한다. 승인율은 평균 25%로 2023년에는 131개 프로젝트가 승인됐다. 2024년에는 프런티어 계산을 기반으로 한 논문이 500편 발표될 것으로 예상되고 있다.
이런 슈퍼컴퓨터 구축에서 에너지 문제가 걸림돌이 되고 있다. 계산 자체에 전력이 필요할 뿐 아니라 계산 중 발생하는 칩 열을 냉각하는 데도 에너지가 필요하다. 프런티어 전신 슈퍼컴퓨터였던 서밋(Summit)에서는 냉각만으로 전체 에너지 소비량 10%를 차지했지만 프런티어에서는 이를 3~4%로 억제하는 데 성공했다.
한편 앞으로 일리노이 주 아르곤 국립연구소에 설치된 세계 2위 슈퍼컴퓨터 오로라(Aurora)가 최적화 작업을 거쳐 프런티어를 추월할 것으로 예상되며 캘리포니아 주 로렌스 리버모어 국립연구소에서 2024년 내 가동될 예정인 엘카피탄(El Capitan) 역시 오로라를 뛰어넘는 계산 능력을 가질 예정이다. 이 외에도 독일 슈퍼컴퓨터인 주피터(Jupiter)가 등장할 예정으로 슈퍼컴퓨터 패권 경쟁이 더 치열해질 전망이다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.