• 제목/요약/키워드: high-performance computing (HPC)

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High Performance Computing: Infrastructure, Application, and Operation

  • Park, Byung-Hoon;Kim, Youngjae;Kim, Byoung-Do;Hong, Taeyoung;Kim, Sungjun;Lee, John K.
    • Journal of Computing Science and Engineering
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    • 제6권4호
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    • pp.280-286
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    • 2012
  • The last decades have witnessed an increasingly indispensible role of high performance computing (HPC) in science, business and financial sectors, as well as military and national security areas. To introduce key aspects of HPC to a broader community, an HPC session was organized for the first time ever for the United States and Korea Conference (UKC) during 2012. This paper summarizes four invited talks that each covers scientific HPC applications, large-scale parallel file systems, administration/maintenance of supercomputers, and green technology towards building power efficient supercomputers of the next generation.

Proposal of Container-Based HPC Structures and Performance Analysis

  • Yong, Chanho;Lee, Ga-Won;Huh, Eui-Nam
    • Journal of Information Processing Systems
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    • 제14권6호
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    • pp.1398-1404
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    • 2018
  • High-performance computing (HPC) provides to researchers a powerful ability to resolve problems with intensive computations, such as those in the math and medical fields. When an HPC platform is provided as a service, users may suffer from unexpected obstacles in developing and running applications due to restricted development environments and dependencies. In this context, operating system level virtualization can be a solution for HPC service to ensure lightweight virtualization and consistency in Dev-Ops environments. Therefore, this paper proposes three types of typical HPC structure for container environments built with HPC container and Docker. The three structures focus on smooth integration with existing HPC job framework, message passing interface (MPI). Lastly, the performance of the structures is analyzed with High Performance Linpack benchmark from the aspect of performance degradation in network communications under Docker.

A Study on the Implementation Method for the Achievement of the Korea High-Performance Computing Innovation Strategy

  • Choi, Youn Keun;Koh, Myoungju;Jung, Youg Hwan;Hur, YoungJu;Lee, Yeonjae;On, Noori;Hahm, Jaegyoon
    • Journal of Information Science Theory and Practice
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    • 제10권spc호
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    • pp.76-85
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    • 2022
  • At the 8th National High-Performance Computing (HPC) Committee convened in 2021, the "National High-Performance Computing Innovation Strategy (draft) for the 4th Industrial Revolution Era" was deliberated and the original draft was approved. In this proposal, the Ministry of Science and ICT in KOREA announced three major plans and nine detailed projects with the vision of "Realizing the 4th industrial revolution quantum jumping by leaping into a high-performance computing powerhouse." Thereby the most important policy about national mid-term and long-term HPC development was established and called the HPC innovation strategy (hereinafter "the innovation strategy"). The three plans of the innovation strategy proposed by the government are: Strategic HPC infrastructure expansion; Secure source technologies; and Activate innovative HPC utilization. Each of the detailed projects has to be executed nationally and strategically. In this paper, we propose a strategy for the implementation of two items ("Strategic HPC infrastructure expansion" and "activate innovative HPC utilization") among these detailed plans.

국가 초고성능컴퓨팅 혁신 생태계 구축 지원을 위한 이종데이터 기반 통합 플랫폼: 생명·보건분야를 중심으로 (Integrated Platform on the Basis of Heterogeneous Data to Support the Establishment of an Innovative Ecosystem for National High-Performance Computing: Focusing on Life Science & Public Health Area)

  • 이도연;고명주;함재균;김근환
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제26권1호
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    • pp.1-14
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    • 2023
  • To secure national future competitiveness, the Korean government announced the 『National Ultra-High Performance Computing (HPC) Innovation Strategy (2021.5.28.)』 and set three innovation strategy goals throughout establishing an innovation ecosystem. This study presented a heterogenous data-based strategic support framework that allowed to understand both the current status of domestic & foreign R&D areas and domestic industrial economy areas in terms of strategic fields related to ultra-high performance computing, and the empirical research was conducted in the life science and public health area. The HPC innovation ecosystem platform based on the connection of heterogeneous data (domestic R&D project-technology-industry-overseas R&D project) presented in this study provided useful and essential information that allowed establishing a specific action plan for the national HPC innovation strategy and contributing to vitalizing the innovation ecosystem. Since the evidence-based policy assumes that a more reasonable consensus is reached through a non-biased decision- making process among stakeholders, the proposed platform may contribute to enhancing policy momentum by increasing legitimacy and trust of planning of the national HPC strategy.

고성능 컴퓨팅 클라우드의 산업 동향 및 이슈 (Industry Trends and Issues of High Performance Computing on Clouds)

  • 최정란;김형환;우영춘;최완
    • 전자통신동향분석
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    • 제28권1호
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    • pp.9-20
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    • 2013
  • 포레스터 리서치(Forrester Research)에 따르면 클라우드 시장은 2010년 400억 달러를 기점으로 2020년 2,400억 달러로 성장할 것이라고 예측하고 있다. 급격하게 성장하고 있는 클라우드의 pay-per-use는 그동안 시스템 활용의 한계를 느끼던 HPC(High Performance Computing) 사용자에게 상당한 매력으로 작용하고 있다. 그러나 현재 대부분의 클라우드는 HPC와 접목하기에는 한계들이 존재한다. 본고는 HPC가 클라우드로 이동하기 위해 해결해야 하는 도전과제와 장점을 알아보고, 현재 HPC 클라우드의 산업 현황에 대해 살펴본다. HPC와 클라우드 접목에 따른 HPC 위주의 성능 측정의 문제와 새로운 측정 지수 도입의 필요성 및 HPC가 클라우드로 서비스되기 위해 클라우드가 지원해야 할 요소들에 대해 기술하였다. 제기된 이슈들에 대한 접근이 해결된다면 HPC의 클라우드로의 전환도 머지 않을 것이다.

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제조업 혁신과 HPC(High Performance Computing) 활용 (Manufacturing Innovation and HPC (High Performance Computing) Utilization)

  • 김용열
    • 기술혁신학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.231-253
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    • 2016
  • 본 연구의 목적은 두 가지이다. 첫째, 제조업 혁신과 관련하여 이론적인 측면에서 의미, 파급효과, 고려요소 등에 대해 고찰한다. 둘째, 고성능컴퓨팅(HPC) 활용 정책의 위상을 검증하고 미국과 한국의 상황을 분석한다. 각국의 제조업 혁신 정책은 공통적으로 생산성의 획기적 향상을 목표로 하는데 단순한 생산성의 개선이 아니라 패러다임의 전환을 수반하는 혁신 지향 정책으로서의 성격을 갖는다. 장기적인 성장과 고용을 위해서는 탈공업화를 대체하여 재공업화의 필요성도 있다고 보아야 한다. 제조업 혁신을 통해 고용이 일시적으로 또는 부분적으로 줄어들 수 있으나 간접적인 경로로 고용이 확대되는 효과가 더 클 것이다. HPC 활용의 정책은 제조업 혁신의 부분집합으로서가 아니라 별개의 흐름으로서 중요성을 갖는다. 미국의 경우 HPC 기반의 M&S 활동을 촉진하기 위해 정부주도로 애로요인 해소에 주력하고 있고 민관 합동체제를 통한 문제해결 방식을 추진하고 있다. 한국의 경우 HPC 기반의 M&S 활동에 관련된 생태계 조성이 필요하고 이를 위해 제조기업 M&S 활용 확대와 M&S 지원 전문기업 육성의 과제가 중요하다고 할 수 있다.

PCIe Non-Transparent Bridge 인터페이스 기반 링 네트워크 인터커넥트 시스템 구현 (Implementation of Ring Topology Interconnection Network with PCIe Non-Transparent Bridge Interface)

  • 김상겸;이양우;임승호
    • 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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    • 제8권3호
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    • pp.65-72
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    • 2019
  • HPC(High Performance Computer)은 다수의 계산노드를 초고성능 상호연결망으로 연결하여 클러스터 시스템으로 구성된 시스템이다. 이러한 HPC 시스템에서 사용하는 계산 노드 간의 연결 네트워크 기술로는 Infiniband, Ethernet 등의 기술이 많이 사용된다. 최근 PCIe 표준의 발전으로 인해서 컴퓨터 호스트는 고속의 주변 장치 디바이스를 주로 PCIe Bridge 인터페이스에 연결하여 사용한다. PCIe 표준 기술 중 컴퓨터 노드 간의 직접 연결하는 방식으로 Non-Transparent Bridge(NTB) 기반의 인터콘넥션 표준이 존재한다. 그러나 NTB의 기본 표준은 두 노드 간에 분리된 메모리를 제공하는 방식이기 때문에 다중 노드를 직접 연결하기 위해서는 추가된 구성 방법이 필요하다. 본 논문에서는 다중 NTB 포트에 직접 연결된 다수의 호스트들 간에 무스위치 네트워크를 구성하여 NTB 통신을 이용한 데이터 공유 방법의 설계와 구현에 대해서 다룬다. 각 호스트에 연결된 두 개의 NTB포트를 이용해서 링 네트워크를 구성하고, 링 네트워크 상에서 NTB 인터컨넥션을 이용한 데이터 공유 방식의 구현을 하였다. 이와 같이 PCIe NTB 기반 무스위치 네트워크를 통해서 기존의 인터커넥트 네트워크에 비해서 Cost-Effective한 HPC 상호연결망을 구성할 수 있다.

Computational Methods for On-Node Performance Optimization and Inter-Node Scalability of HPC Applications

  • Kim, Byoung-Do;Rosales-Fernandez, Carlos;Kim, Sungho
    • Journal of Computing Science and Engineering
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    • 제6권4호
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    • pp.294-309
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    • 2012
  • In the age of multi-core and specialized accelerators in high performance computing (HPC) systems, it is critical to understand application characteristics and apply suitable optimizations in order to fully utilize advanced computing system. Often time, the process involves multiple stages of application performance diagnosis and a trial-and-error type of approach for optimization. In this study, a general guideline of performance optimization has been demonstrated with two class-representing applications. The main focuses are on node-level optimization and inter-node scalability improvement. While the number of optimization case studies is somewhat limited in this paper, the result provides insights into the systematic approach in HPC applications performance engineering.

OpenMP와 MPI 코드의 상대적, 혼합적 성능 고찰 (Comparative and Combined Performance Studies of OpenMP and MPI Codes)

  • 이명호
    • 정보처리학회논문지A
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    • 제13A권2호
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    • pp.157-162
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    • 2006
  • 최근의 고성능 컴퓨팅 플랫폼들은 공유 메모리 다중 프로세서(SMP: Shared Memory Multiprocessor) 시스템, 대규모 병렬 프로세서 (Massively Parallel Processor) 시스템, 여러 개의 컴퓨팅 노드들을 연결한 클러스터(Cluster) 시스템 등으로 분류된다. 이러한 고성능 컴퓨팅 시스템들은 높은 수준의 컴퓨팅 성능을 요구하는 과학 기술용 응용 프로그램들을 위하여 사용된다. 이러한 응용 프로그램들의 실행시 최적의 성능을 얻기 위해서는 적절한 컴퓨팅 플랫폼과 프로그래밍 방식의 선택이 중요하다. 본 연구 논문에서는 여러 방식의 병렬 프로그래밍 모델을 사용하여 개발된 SPEC HPC2002 벤치마크 suite을 위한 최적의 컴퓨팅 플랫폼과 프로그래밍 모델을 그들의 성능 분석 및 평가 작업을 통하여 찾아간다.

칩 멀티쓰레딩 서버에서 OpenMP 프로그램의 성능과 확장성 (Performance and Scalability of OpenMP Programs on Chip-MultiThreading Server)

  • 이명호;김용규
    • 정보처리학회논문지A
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    • 제13A권2호
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    • pp.137-146
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    • 2006
  • 최근 Chip-level MuitiThreading(CMT) 기술을 내장한 프로세서 들이 출시되면서 그들을 기반으로 하는 공유 메모리 다중 프로세서(SMP: Shared Memory Multiprocessor) 서버 또한 그 사용이 점점 더 보편화 되고있다. OpenMP는 그 사용의 효율성으로 인하여 SMP 시스템을 위한 응용 프로그램의 병렬화를 위한 표준이 되었다. 고성능 컴퓨팅(HPC: High Performance Computing) 응용프로그램 분야에서 더욱 더 빠른 컴퓨터의 처리 능력에 대한 요구가 증가함에 따라, OpenMP 지시어를 사용하여 병렬화된 HPC 응용 프로그램 들의 성능과 확장성을 높이는 일은 그 중요성이 점차 증대되고 있다. 본 논문에서는 CMT 기술을 내장한 대용량 SMP서버인 Sun Fire E25K에서 OpenMP 지시어를 사용하여 병렬화된 HPC 응용 프로그램 들의 suite인 SPEC OMPL(OpenMP를 위한 표준 벤치마크 suite)의 성능과 확장성에 관해 연구했다. 본 논문에서는 또한 SPEC OMPL에 대한 CMT 기술의 효능을 평가하였다.