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애란 초
6 years ago
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1 국가초고성능컴퓨팅육성기본계획 ( 안 ) (2013~2017) 1

2 기본계획개요 초고성능컴퓨팅개요및국내외현황 기본계획의비전과목표 부문및정책과제 1. 초고성능컴퓨터활용활성화 2. 초고성능컴퓨팅서비스기반강화 3. 초고성능컴퓨팅기술개발 산업생태계형성 2 2

3 기본계획개요 3

추진경위 나. 추진체계 국가초고성능컴퓨터활용및육성에관한법률 제정 ( 11.6) 및 시행령 제정( 11.

4 1. 추진배경 초고성능컴퓨팅은국가혁신역량제고의핵심인프라 세계각국은국가경쟁력확보의전략적요소로인식, 국가차원에서집중육성 미래과학기술및국가경쟁력제고를위해서는초고성능컴퓨팅인프라및서비스역량의고도화가시급 원천기술부재, 응용및활용의한계를극복하기위한국가차원의발전전략필요 2. 추진경위및체계 가. 추진경위 나. 추진체계 국가초고성능컴퓨터활용및육성에관한법률 제정 ( 11.6) 및 시행령 제정( 11.12) 기본계획수립을위한국내외산 학 연전문가자문및기획연구추진 ( 12.2~10월) 산업생태계, 인력양성, R&D, 국내인프라현황등 4 회 관계기관의견수렴및분야별전문가토론회개최 ( ) 분과위원회 4 회, 전문가회의 5 회개최 국가초고성능컴퓨팅위원회상정및심의 확정 ( 12.4~10) 4

5 3. 계획의범위 기본계획에포함된내용 ( 국가초고성능컴퓨터활용및육성에관한법률제 5 조 3 항 ) 국가초고성능컴퓨팅육성정책의기본방향및목표 국가초고성능컴퓨팅자원의확보 배분 공동활용에관한사항 소요재원의투자및조달에관한사항 국가초고성능컴퓨팅관련연구개발에관한사항 국가초고성능컴퓨팅관련인력자원의개발 활용에관한사항 국가초고성능컴퓨팅의국제협력촉진에관한사항 국가연구개발프로그램의초고성능컴퓨팅자원의활용연계에관한사항 그밖에국가초고성능컴퓨팅육성을위하여필요한사항 5 5

6 초고성능컴퓨팅개요및국내외현황 6

활용하게하는컴퓨터시스템 통상적으로는세계성능순위 500위권내의컴퓨터를의미 역할

7 1. 초고성능컴퓨팅개요 초고성능컴퓨터 보통의컴퓨터보다연산속도가수십배, 수백배혹은그이상빠른컴퓨터로보통의컴퓨터로는풀기어려운대용량정보들을초고속으로생산 처리 활용하게하는컴퓨터시스템 통상적으로는세계성능순위 500위권내의컴퓨터를의미 역할 미래사회변화를촉진할동력 경쟁국들의역량강화의가속화 중요성 과학기술은물론경제발전, 국민의삶, 발전속도가빠르고파급효과가크기 위기관리, 과학기술혁신등에기여 때문에늦을경우국가경쟁력약화 초고성능컴퓨터관련기술의파급성 IT 분야의원천 기반기술 서버, 데스크탑, 모바일컴퓨팅의원천 기반기술 빅데이터, 클라우드컴퓨팅, 인터넷데이터센터의인프라기술타과학기술분야의기술개발을가능 하게하는 Enabling 기술 국가안보및산업발전과밀접한연관 7 7

132PF ( 12) 20 년에는 12 년대비 170 배성능향상예상 * 1.

8 2. 국내외현황 가. 초고성능컴퓨팅발전추세 동향 세계각국은국가미래경쟁력을좌우하는핵심전략요소로간주, 전략적집중투자 : 미국, 일본, 중국등은세계 1위초고성능컴퓨터개발을위한치열한경쟁중 초고성능컴퓨터세계 1 순위 : 미국 ( 09) 중국 ( 10) 일본 ( 11) 미국 ( 12) 성능 주요국이보유한초고성능컴퓨터성능현황 지난 10 년간세계 1 위초고성능컴퓨터의연산성능은 561 배로증가 * 35.86TF( 03) PF ( 12) 20 년에는 12 년대비 170 배성능향상예상 * 1.2PF( 12) 204PF ( 12) Tefaflops: 초당 1조 ( ) 회계산속도로대한민국국민전체 (5천만) 가 5.5 시간전자계산기로작업할계산량을 1 초에연산하는속도 TF(Teraflops, ), PF(Petaflops, ) 초고성능컴퓨팅성능발전추세 출처 : 기술과가치, KISTI 초고성능컴퓨터 5 호기도입예비타당성 기획보고서 8 8

9 나. 주요국가의동향 미국 ( 정책 ) 세계최초로 고성능컴퓨팅법 ( 91) 제정, 초고성능컴퓨팅의최강국지위유지 * 고성능컴퓨팅현대화법안 ( 93), 고성능컴퓨팅부흥법안 ( 04) 등후속법안제정, 중장기목표수립 일본 ( 정책 ) 차세대초고성능컴퓨터개발을국 가전략과제로선정 (3~5 차과학기술기본계획 ) * 생명, 물질, 지구물리, 제조업, 우주 소립자등 5 대분야에대한초고성능컴퓨팅활용로드맵 ( 11~ 20) 수립 ( 일본 SDHPC, 11) ( 구축현황 ) 세계 500 위권내초고성능컴퓨터 252 대보유, 세계전체의 50.4% * 합계계산성능 83.8PF, 20 년까지 Exascale (PF 의 1,000 배 ) 개발을계획 추진중 ( 구축현황 ) 세계 500 위권내초고성능컴퓨터 35 대 (3 위 ), 합계성능 18.01PF(2 위 ) * 첨단연구망 SINET4 및범국가적공동활용인프라인 HPCI 를구축 활용, 대학간협동과정에서전문인력양성 ( 산업 투자 ) 연구개발, 상용화, 산업화로이어지는강력한산업생태계구축 * 한해약 20 조원규모 ( 11 년기준 ) 의세계초고성능컴퓨팅시장을 IBM, Cray, Sun, HP 등미국기업들이주도 ( 산업 투자 ) 정부주도하에산 학 연이연계하여초고성능컴퓨팅생태계발전 * 초고성능컴퓨팅시스템연구개발예산은 ( 06)35.5 억엔, ( 08)145 억엔, ( 11) 285 억엔등지속적으로증가 9

10 중국 유럽 ( 정책 ) 10 년세계 1 위의초고성능컴퓨터 를자체개발, 국가전략사업으로지정 * 15 년까지 8 개의국가센터및 5 개의민영센터 ( 석유, 기상, 우주, 방위, 에너지 ) 를포함한 15 개의 PF 급초고성능컴퓨팅센터신설예정 ( 정책 ) EU 전역을연결하는초고성능컴퓨 팅공동활용체제 PRACE 에 16 개국참여 * PRACE(Partnership for Advanced Computing in Europe): 유럽의과학자와기술자들에게세계최고급초고성능컴퓨팅서비스를제공하는것을목적으로설립 ( 구축현황 ) 세계 500 위권내초고성능컴퓨터 68 대 (2 위 ), 합계성능 11.04PF(3 위 ) * 상하이슈퍼컴센터에는신소재, 바이오, 제약등의기초연구로부터항공, 자동차, 조선, 원자력등산업영역까지 300 여개연구기관과국유기업이활용 ( 구축현황 ) 세계 500 위권내초고성능컴퓨터 107 대보유, 합계성능 29.24PF * 그중 1Petaflops 급이상의초고성능컴퓨터 5 대가 PRACE 에연결, 합계연동성능은 13.97Petaflops ( 산업 투자 ) 06~ 10 년기간동안약 19 억 4 천만위안 ( 연평균 734 억원 ) 투자 * 10 년기준, 중국의초고성능컴퓨팅시스템의 1~7 위는모두중국산임 ( 산업 투자 ) EU 차원의차세대초고성능컴퓨팅시스템구축을위한공동연구개발 * 2011 년현재 14 개국 115 명이상의전문가들이참여, 활용위주의소프트웨어개발을목표로하는 EESI 를운영중 (European Exascale Software Initiative) 10

년간주요선진국들의자원증가는가속화되고있으나국내의자원은정체 10~ 12 기간동안미국은 4 배, 일본및중국은 2 배의국가초고성능컴퓨팅자원증가 주요국초고성능컴퓨팅계산성능증가의추이 ( 02~) 자체의시스템개발보다는시스템도입 서비스에중점을둠에따라기술발전미흡 06~ 10 기간동안연평균 697

11 다. 국내현황 자원확보 연구개발 Top 500 리스트랭킹, 시스템보유대수기준 15 위 (3 대 ), 계산성능기준 11 위 (1.06PF) 초고성능컴퓨팅연구개발을위한국가차원의종합추진체계미구축 연구개발을위한계획수립, 연구내용조정등전략이부처별로진행, 투자효율저하, 연구개발투자는소규모적으로진행 12 년기준, 총 46 개과제, 연구비 36 억원 ( 과제당 8 천만원 ) 최근 10 년간주요선진국들의자원증가는가속화되고있으나국내의자원은정체 10~ 12 기간동안미국은 4 배, 일본및중국은 2 배의국가초고성능컴퓨팅자원증가 주요국초고성능컴퓨팅계산성능증가의추이 ( 02~) 자체의시스템개발보다는시스템도입 서비스에중점을둠에따라기술발전미흡 06~ 10 기간동안연평균 697 억원투자, 규모에서는중국과별차이가없으나대부분자원도입에사용 ( 미국 )1 조 3,482 억원,, ( 일본 ) 2,937 억원, ( 중국 ) 708 억원 주요국가별초고성능컴퓨팅분야수준평가및비교 구분 연구기술개발산업기술력 기술수준추세기술수준추세기술수준추세 일본 매우높음 매우높음 매우높음 미국 매우높음 매우높음 매우높음 유럽 높음 일부높음 높음 중국 높음 매우높음 높음 한국 매우낮음 매우낮음 높음 자료 : 2011 년일본과학기술진흥기구, 전자통신분야과학기술연구개발의국제비교 11 11

산업생태계 활용 대형초고성능컴퓨팅시스템구축사업에 국내업체의참여가제한적 외국업체들은자사로부터인증받은솔루션사용 국내업체는시스템설치, 교육, 유지보수등극히일부용역사업에만참여 국내관행상 HW 구입시 SW 및용역비용미반영또는일부만반영 국내초고성능컴퓨팅응용 SW 기반도극히취약 산 학 연의각종 R&D 수행시초고성능 컴퓨팅활용이미흡 10~ 11

12 산업생태계 활용 대형초고성능컴퓨팅시스템구축사업에 국내업체의참여가제한적 외국업체들은자사로부터인증받은솔루션사용 국내업체는시스템설치, 교육, 유지보수등극히일부용역사업에만참여 국내관행상 HW 구입시 SW 및용역비용미반영또는일부만반영 국내초고성능컴퓨팅응용 SW 기반도극히취약 산 학 연의각종 R&D 수행시초고성능 컴퓨팅활용이미흡 10~ 11 년기간동안 KISTI 초고성능컴퓨터 4 호기 CPU 이용률은 ( 11)44.6%, ( 12.8 기준 ) 50.8% 로저조 KISTI 초고성능컴퓨터 4 호기 CPU 평균이용률 (%) 기간 2011(01~12) 2012(01~08) ~ 구분평균 Peak 평균평균 Peak 평균평균 Peak 평균 전문인력양성미흡에따른국가경쟁력약화가우려 현재국내의 2 개대학에서만계산과학전공석 박사 과정을운영 미국 (21 개대학 ), 유럽 (8 개대학 ), 일본 (4 개대학 ) 등에대학원 과정개설 미국은학부, 대학원은물론고등학교과정에도계산과학교육, 중국은 98 년부터교육부가주관하여정보및계산과학전공 을 426 개대학에개설 대형연구과제에서초고성능컴퓨팅을활용 하는건수도선진국대비낮은수준 11 년주요국의상위 14 개대형연구과제의경우과제당사용시간은평균 30.3 백만시간 ( 우리나라는 3.3 백만시간, 11% 수준 ) 주요국가별 1 개연구과제당초고성능컴퓨팅사용시간 근거 : INCITE Program ( 미국 ) 및 Regular Call ( 유럽 ), KISTI( 한국 ) 12 12

13 기본계획의비전과목표 13 13

14 비 전 초고성능컴퓨팅의효율적구축및활용을통한 국가혁신역량 (Super Korea) 강화 전략및목표 신규수요발굴을통한초고성능컴퓨팅 활용확대 세계 TOP 10 수준의초고성능컴퓨팅 서비스기반구축 독자적초고성능컴퓨팅 개발역량확보및산업화토대마련 14

15 부문및정책과제 1. ( 부문 1) 초고성능컴퓨터활용활성화 2. ( 부문 2) 초고성능컴퓨팅서비스기반강화 3. ( 부문 3) 초고성능컴퓨팅기술개발 산업생태계형성 15 15

16 부문 1: 초고성능컴퓨팅활용활성화 국가연구개발관련초고성능컴퓨팅의역할확대 대형국가 R&D 사업에서초고성능컴퓨팅활용확산 * 중이온가속기등대형사업에대해초고성능컴퓨팅활용방안포함 * 시뮬레이션활용 초고성능컴퓨팅활용 R&D 사업 시범추진 ( 예시 : 대형가스터빈개발, 해상풍력발전기등 ) 중 소규모 R&D 지원을통한초고성능컴퓨팅활용저변확대 * 초고성능컴퓨팅활용우수과제에대해후속연구시추가컴퓨팅자원제공및인센티브부여초고성능컴퓨팅에대한연구자들의접근성제고 초고성능컴퓨팅을활용한산업혁신강화 초고성능컴퓨팅활용생산성혁신모델개발 보급확대 * 대기업-중소기업이협력하는뿌리산업 ( 주조, 금형, 용접, 열처리등 ) 에중점 * 중소기업을위한저가의시뮬레이션-제조통합환경구축 초고성능컴퓨팅기반산업혁신지원센터 설치 운영 * 초고성능컴퓨팅활용인력 예산 자원공급 사후관리등통합서비스진행, 국산상용 SW 활용지원초고성능컴퓨팅활용지식서비스기업육성 * 초고성능컴퓨팅 SW와컨설팅서비스를통한신시장창출지원 16

17 초고성능컴퓨팅기반공공 민간응용서비스확대 공공서비스의질고도화를위한초고성능컴퓨팅활용확산 * 안전 복지 교육등국민생활과직결된분야에빅데이터분석및시뮬레이션기술활용 예시 : 범죄예측, 재난 재해전조감지, 복지수요 공급매칭등 초고성능컴퓨팅을활용한클라우드서비스육성 * 정부클라우드 IaaS(Infrastructure as a Service) 를초고성능컴퓨팅과연계, 자원활용의효율성제고초고성능컴퓨팅자원을서비스 제품테스트베드로활용 * 산 학 연이개발한응용 SW 및 HW 기술의시험검증, 상용화검증지원 국민과함께하는초고성능컴퓨팅문화기반형성 초고성능컴퓨팅과학문화사업추진 * 초고성능컴퓨팅을기반으로한국민참여형과학문화컨텐츠개발 보급 * 우주진화, 태풍생성관측등초고성능컴퓨팅의활용성과물을직접체험할수있는과학문화공간제공초고성능컴퓨팅활용 사용자참여형실험실 (Living Lab) 사업추진 문화, 교육, 예술, 미디어, 서비스등분야에서초고성능컴퓨팅능력을기반으로 Living Lab 구축 Living Lab: 사용자참여를통해사용자요구에부합되는기술을개발 실증하는사용자참여형 Lab 17 17

18 부문 2: 초고성능컴퓨팅서비스기반강화 미래수요대응초고성능컴퓨팅자원확보 국가차원의체계적인자원수급관리체계구축 5 년주기의수요조사에의한미래수요대응형자원도입로드맵마련 국가전략기술분야등을고려한범부처차원의자원배분전략수립 세계적수준의초고성능컴퓨팅자원확보대규모계산자원이소요되는국가전략과제해결을위해세계 Top 10 수준의시스템도입 운영분야별 지역별로특화된중 소규모의초고성능컴퓨터도입 운영대용량실험데이터분석에필요한저장 분석 가시화장비구축 운영도병행 초고성능컴퓨팅서비스지원을위한연구망자원확대 국내주요지역간초고속연구데이터전송자원및연구자접속망자원의확충및고도화추진 지역간첨단연구망백본 : ( 현재 ) 1~10Gbps ( 목표 ) 100Gbps 이상 연구자접속망 : ( 현재 ) 100M~1Gbps ( 목표 ) 1~10Gbps 18 18

효율적인국가초고성능컴퓨팅서비스체계구축 3 단계국가초고성능컴퓨팅서비스체계구축 공동활용체제구축도 * 국가센터, 전문센터, 연동센터로구성되는분산형체제를구축 * 국가센터는 KISTI가담당, 전문센터, 연동센터는단계적으로지정설치 전문센터지정은초고성능컴퓨팅자원을기보유하고있는분야를우선검토

거대자원이소요되는전략과제지원 전문센터 : 응용분야별특화된중소규모자원확보, 관련중점과제및특화분야사용자지원 전문센터 : 대학등기보유자원연동을통해해당기관 지역내자원수요대응 수요기반초고성능컴퓨팅전문인력육성 초고성능컴퓨팅핵심기술개발인력양성 (HW, 시스템 SW 분야 ) * 대학의교육과출연 ( 연 ) 의

19 효율적인국가초고성능컴퓨팅서비스체계구축 3 단계국가초고성능컴퓨팅서비스체계구축 공동활용체제구축도 * 국가센터, 전문센터, 연동센터로구성되는분산형체제를구축 * 국가센터는 KISTI가담당, 전문센터, 연동센터는단계적으로지정설치 전문센터지정은초고성능컴퓨팅자원을기보유하고있는분야를우선검토 연동센터는기관별자원의연동과확충지원을통하여단계적으로발전 국가초고성능자원공동활용확대 * KISTI, 기상청등에서운영중인자원간상호협력체계확대 * 대학의초고성능컴퓨팅자원을해당지역내민간기업이활용토록지원 공동활용효율성제고를위한서비스환경구축해외자원선진국과의국제적연계강화 국가센터 : 세계최고수준의자원확보, 거대자원이소요되는전략과제지원 전문센터 : 응용분야별특화된중소규모자원확보, 관련중점과제및특화분야사용자지원 전문센터 : 대학등기보유자원연동을통해해당기관 지역내자원수요대응 수요기반초고성능컴퓨팅전문인력육성 초고성능컴퓨팅핵심기술개발인력양성 (HW, 시스템 SW 분야 ) * 대학의교육과출연 ( 연 ) 의 R&D 인프라를연계한학 연협력초고성능컴퓨팅전문대학원설치 운영 * 학제간융합과정설치및학위과정신설 ( 학위 ), 관련학과커리큘럼확대및응용수요를반영한교과과정개발 ( 학과 ) 자원의효율적운영을위한관리 운영 서비스인력육성 * 기존전문인력재교육프로그램개발, 현재 KISTI 에서진행중인실무교육프로그램을 6 개월과정으로확대등 19 19

20 부문 3: 초고성능컴퓨팅기술개발 산업생태계형성 초고성능컴퓨팅시스템자체개발역량확보 세계최상위수준의대형범용초고성능컴퓨팅개발추진우리나라기술역량, 사용계획등을고려한 2 단계개발 * (1단계): 기존범용 HW와공개 SW를활용한시스템통합및최적화분야기술개발 ( 세계 30위권, 14~ 17) * (2단계): SW 원천기술기반의시스템확장분야기술개발추진 ( 세계 10위권, 18~ 22) ( 가칭 ) 초고성능컴퓨팅연구개발센터 설치 * 개방형센터운영을통한산 학 연협력체제구축 * 단계별 세부사업별개발목적및목표를구체화 ( 진도별관리 ) 사례 RIKEN & K computer 일본은 10PF( 11 년세계 1 위 ) 성능의 KEI 컴퓨터개발을위해이화학연구소 (RIKEN) 을전담기관으로지정 산업별, 용도별로특화된중소규모의시스템개발대용량범용시스템으로효율적대응이어려운특화된분야및개발후파급효과가큰분야선정지원 한국전자통신원은유전체분석연구를위한계산성능 53TF 급의 MAHA 개발 ( 11) 초기단계부터산업체참여를적극유도, 전문기업 고급인력육성 ( 일자리창출 ) 개발된국산시스템의도입 검증및활용지원 국내외초고성능컴퓨팅전문가협의체를구성, 객관적평가지표개발및평가시스템마련 용도별로특화되어개발된시스템을수요기관 ( 산 학 연 ) 에설치, 시범도입운영및평가 20 20

차세대초고성능컴퓨팅원천기술 R&D 확대 차세대초고성능컴퓨팅원천기술 R&D 확대 * 독자기술로개발이가능하면서가격경쟁력및기술경쟁력이있는분야를선정, 집중추진 차세대메모리기반의대용량저장장치, 임베디드모바일기술이용, 에너지효율을극대화할수있는저전력분야기술개발등 현존초고성능컴퓨팅시스템을대체할미래형시스템개발을위한 R&D 추진 초고성능컴퓨팅기술개발및검증을위한테스트베드구축

21 차세대초고성능컴퓨팅원천기술 R&D 확대 차세대초고성능컴퓨팅원천기술 R&D 확대 * 독자기술로개발이가능하면서가격경쟁력및기술경쟁력이있는분야를선정, 집중추진 차세대메모리기반의대용량저장장치, 임베디드모바일기술이용, 에너지효율을극대화할수있는저전력분야기술개발등 현존초고성능컴퓨팅시스템을대체할미래형시스템개발을위한 R&D 추진 초고성능컴퓨팅기술개발및검증을위한테스트베드구축 운영 초고성능컴퓨팅관련산업기반육성 국가초고성능컴퓨팅관련산업육성을위한제도개선 * 국가 전문센터등에서신규시스템도입시 HW, SW 및용역등에대한분리발주제도화 국내에서개발된 SW 가있는경우우선사용, 부득이외국산사용시국내유지관리업체에게기술전수를명문화하여계약체결 * 초고성능컴퓨팅운용용역업체에대한합리적인위탁비용반영제도화 국산초고성능컴퓨팅시스템에대한상용화적합성인증제도시행 * 국산제품에대한객관적평가및검증을위해 ( 가칭 ) 국산시스템도입활성화위원회 운영 국가연구개발결과물의민간이전활성화초고성능컴퓨팅산업마켓플레이스구축 * 국가센터내에초고성능컴퓨팅업체, 제품등을등록 홍보할수있는인터넷사이트구축및정보제공 * 마켓플레이스자체를산업체로육성, 세계적수준의초고성능컴퓨팅정보유통산업으로확장 21 21

22 감사합니다 22 22

ㅇ ㅇ

ㅇ ㅇ ㅇ ㅇ ㅇ 1 ㆍ 2 3 4 ㅇ 1 ㆍ 2 3 ㅇ 1 2 ㆍ ㅇ 1 2 3 ㆍ 4 ㆍ 5 6 ㅇ ㆍ ㆍ 1 2 ㆍ 3 4 5 ㅇ 1 2 3 ㅇ 1 2 3 ㅇ ㅇ ㅇ 붙임 7 대추진전략및 27 개세부추진과제 제 5 차국가공간정보정책기본계획 (2013~2017) 2013. 10 국토교통부 : 2013 2017 차 례 제 1 장창조사회를견인하는국가공간정보정책