슈퍼컴퓨터의 도입

기상청은 슈퍼컴퓨터 1호기로 일본 NEC사의 SX-5 벡터시스템을 1999년 12월부터 현업 운영하였다. 이 시스템의 최대 이론 성능은 약 224Gflops 이 며 , 실 제 성 능 은 212Gflops 로 서 당 시 슈 퍼 컴 퓨 터 Top 500 순 위 (2001.11월 기준)에서 142위(기상분야 16위)에 올라있었으며, 슈퍼컴퓨 터 2호기 도입에 따라 2005년 11월 30일 사용이 중단되었다.

6.1.1.1 슈퍼컴퓨터 1호기

기상청 슈퍼컴퓨터 2호기는 미국 CRAY 사의 X1E 클러스터 시스템이다. 2 대의 클러스터로 구성되어 각 각 512개의 X1E 벡터 MSP(CPU)를 가지며 2005년 12월부터 수치예보시스템의 현업운영과 현업백업 및 연구지원을 목적으로 운영되었다.

6.1.1.2 슈퍼컴퓨터 2호기

6.1 기상청 슈퍼컴퓨터의 활용

슈퍼컴퓨터 Top 500의 성능순위(2005. 11월 기준)를 보면 CRAY사의 X1E는 16위를 기록하였다. 전체 CRAY X1E 시스템의 최대 이론 성능은 18.5Tflops이고 실제 성능은 15.7Tflops이며 4TB의 메모리를 갖고 있다.

기상청의 슈퍼컴퓨터 2호기 전체성능은 18.5Tflops이지만, 장애에 대비하 여 시스템을 9.2Tflops씩 2대로 분리하여 메인 시스템의 명칭을 「바람 (Baram)」, 서브 시스템은「신바람(Shinbaram)」설정하여 운영하였다.

또한 기상청은 장비의 설치 공간 및 전원, 항온항습의 확보를 위해 기상청 내부가 아닌 외부의 IDC(Internet Data Center)에 슈퍼컴퓨터 2호기를 설 치하여 안정성을 확보하였으며, 기상청과 IDC간의 통신은 1Gigabit의 전 용회선 4회선으로 구성하였다.

슈퍼컴퓨터 3호기의 성공적인 현업운영으로 슈퍼컴퓨터 2호기는 더 이상 의 현업업무에는 투입되지 않고 있으며, 국가표준 기후변화 시나리오 생산 에 중점적으로 사용되고 있다.

6.1 기상청 슈퍼컴퓨터의 활용

2010년 12월 하반기에 최종적으로 도입 완료된 기상청 슈퍼컴퓨터 3호기 는 미국 CRAY사의 XE6 시스템이다. 계산성능 758TF, 공유저장장치 약 2.5PB, 백업저장장치 4.5PB로 구성된 되어 있다. 3호기 시스템의 명칭은 대국민 공모를 통하여 「해담(백업 시스템)」과 「해온(메인시스템)」으로 각각 결정되었다.

슈퍼컴퓨터 3호기는 AMD 사의 최신 Multi-core(12-core)프로세서와 Gemini 인터커넥트 기술로 구성된 슈퍼컴퓨터시스템이다. 슈퍼컴퓨터에서 계산을 담당하는 컴퓨팅 블레이드에는 4개의 컴퓨팅 노드가 탑재되어 있으 며, 각각의 노드에는 AMD사의 2.1GHz 12-core 소켓 2개와 DDR3 32GB 의 메모리가 장착되어 있다. 부트영역, I/O영역, 로그인 영역 등 다양한 서 비스를 제공하는 서비스 블레이드에는 4개의 각각 서비스 노드가 장착되어 있으며, 각 노드에는 AMD 사의 2.2GHz 6-core 소켓 1개와 DDR2 16GB 의 메모리가 장착되어 있다. 하나의 서비스 블레이드는 컴퓨팅 블레이드와 공유저장장치(Lustre File System)간의 I/O 대역은 DDR 4×(16Gbps)기 반 Infiniband 스위치로 연결되어 있으며, 이론적으로 최대 32GB/s까지 제 공할수 있다. 슈퍼컴퓨터 3호기 전체 컴퓨팅 블레이드의 Core 개수는 90,240개로 구성되어 있다.

슈퍼컴퓨터 3호기는 365일 무중단 운영을 위하여 메인시스템(해온), 백업 및 연구용 시스템(해담), 동일한 구조의 시스템 2조로 구성되어 있으며 2011년 6월 현재 20위(해온), 21위(해담)에 랭크되어 있다.

6.1.1.3 슈퍼컴퓨터 3호기

6.1 기상청 슈퍼컴퓨터의 활용

[그림 6.4]해상도별 모델의 지형효과(왼쪽부터 100km, 50km, 25km)

구 분 1호기 2호기 3호기

기기명 NEC SX5 Cray X1E Cray XE6

운영연도 2000 2005 2010

이론성능 224 Gflops 18.5 Tflops 758 Tflops 메모리 224 GBytes 4 TBytes 119.8 TBytes Storage 3.78 TBytes 400 TBytes 2.5 PBytes Tape Backup 14 TBytes 2 PBytes 4.5 PBytes

전지구모델 T213L30(110km) T426L50(40km) UM N512L70(25km)

지역모델 MM5 30km

MM5 30km UM 12km L70 KWRF 10km KWRF 10km [표 6.2]슈퍼컴퓨터 주요 사양 및 주요 현업모델 비교

6.2 수치예보시스템

수치모델 운영 담당부서에서 관리하는 수치모델을 이용하여 수치모델 자 료를 생산하고 이를 제공하여 예보에 활용하게 되는 것을 수치예보 현업 시 스템이라 한다. 2005년 12월 1일부터 기상청 슈퍼컴퓨터 2호기 Cray X1E 를 이용하여 현업 수치예보 시스템을 수행했으며, 2010년 5월 14일 부터 슈퍼컴퓨터 3호기를 이용하여 통합 수치예보 시스템(Unified Model, UM) 에 기반을 둔 수치모델을 현업시스템으로 수행하고 있다.

현재 기상청의 수치예보시스템은 크게 전지구예보시스템 (Global Data Assimilation and Prediction System : GDAPS), 지 역 예 보 시 스 템 (Regional Data Assimilation and Predicion System : RDAPS), 초단기 분석 및 예측 시스템(Korea Local Analysis and Prediction System : KLAPS)과 여기서 파생된 각종 응용 시스템으로 구성되어 있다. , 파랑예 보모델 (WaveWatch-III, WWIII)은 전지구파랑모델, 지역파랑모델, 국지 예보용 모델이 있다. 통계예보모델로는 중기기온모델, 3시간기온모델, 칼 만필터 모델 등이 있다. 이들 모델들은 예측대상에 따라 일 1회에서 4회까 지 운영되고 있으며, 생산된 예측 결과는 즉각적으로 예보관에게 제공되어 대국민 일기예보 서비스에 활용되고 있다.

2011년 5월 23일부터 기상용 슈퍼컴퓨터 3호기를 통해 현업 운영중인 전 지구예보모델(UM N512L70)은 약 25km의 수평해상도, 연직 70개층으로 이루어져 있으며, 모델 상한은 0.1hPa 이다. 1일 4회 10.5일 까지의 예보 자료를 제공하고 있다. 지역예보모델(UM 12km L70)은 수평해상도가 12km, 연직 70층으로 이루어져 있으며, 72시간까지의 예보자료를 1일 4 회 제공하고 있다. 또 다른 지역예보모델(KWRF 10km L40)은 수평 10km, 연직 40개층의 해상도를 가지며, 72시간 예보자료를 1일 4회 제공하고 있 다.

또한, 2010년 6월 15일부터 초단기예보의 대국민 서비스가 실시됨에 따라