슈퍼컴퓨터 3호기 경제적 효과분석 - 슈퍼컴퓨터 3호기 효과분석 - 한국과학기술정보연구원 슈퍼컴퓨터 도입 타당성 분석

3. 슈퍼컴퓨터 3호기 효과분석

3.2 슈퍼컴퓨터 3호기 경제적 효과분석

KISTI 슈퍼컴퓨터 3호기는 국내 대학 및 연구소 그리고 민간기업 등에게까지 그 사용기회가 제공되는 등 다수의 기관이 공동으로 활용하고 있다. 이는 개별 기 관들이 각각 고가의 슈퍼컴퓨팅 자원을 구매하지 않고 KISTI의 슈퍼컴퓨터를 아 주 저렴한 비용 또는 무상으로 활용함으로써 상당한 액수의 비용을 절감할 수 있다.

4) 아래 각 효과에 대한 정의 및 분석방법은 이전의 연구결과(안문석, 2001)를 바탕으로 한다.

슈퍼컴퓨팅 자원의 공동활용효과는 각 사용자 기관별로 슈퍼컴퓨팅 파워에 대 한 수요가 항상 일정하지 않고 변동이 심할 경우, 그리고 이러한 사용자들이 많 으면 많을수록 그 효과는 더욱 커지게 된다.

다수의 국내 연구 및 대학 기관들이 이용하고 있는 슈퍼컴퓨터 3호기의 공동활 용효과는 상당히 높을 것으로 인식하고 있으나, 이를 구체적인 경제적 수치로 환산하면 얼마나 될 것인가?

2001년도 안문석(2001)에 의해 수행된 연구에서는 주요 사용기관들의 연중 1일 피크 이용시간을 산출하여 이 피크 이용시간을 충족하는 기종을 기관별로 도입 할 경우를 가정하여 공동활용효과를 산출하였다. 이 연구에 의해 산출된 슈퍼컴 2호기의 공동활용 효과는 3년간 약 1,212억원으로 나타났다.

본 연구에서도 과거의 연구방법을 반영하여 슈퍼컴퓨터 3호기의 공동활용 효과 를 산출하고자 한다. 다만, 과거의 연구는 연간 유지비용을 기준으로 산출한 반 면, 본 연구에서는 슈퍼컴퓨터 3호기의 도입 비용을 기준(2001년도 기준)으로 산출하고자 한다. 슈퍼컴퓨터 3호기의 도입비용은 2001년도 기준으로 IBM 기종 2,700만불, NEC 기종 600만불이다(슈퍼컴퓨팅센터 내부자료, 2005). 이를 2001년도부터 2004년도 환율의 평균치 1달러=1,191원으로 환산하면⁵⁾ IBM 기 종은 약 322억원, NEC 기종은 약 72억원이다. 슈퍼컴퓨터 3호기의 총 도입비 용은 이를 합산하여 약 394억원으로 추산되어 진다. 향후 연구에서는 이 금액 을 기준으로 경제적 효과를 측정하고자 한다.

공동활용효과는 단순히 슈퍼컴퓨터 하드웨어의 공동활용뿐만 아니라, 소프트웨 어 및 지원인력의 공동활용도 포함하여야 한다. 특히 소프트웨어의 가격이 하드 웨어보다 더 많은 비중을 차지하고 있는 추세임을 감안할 때, 개별 이용기관들 이 개별적으로 소프트웨어를 구입하는 것보다 공동으로 구입하여 활용하는 효 과는 매우 클 것으로 판단된다. 따라서 본 연구는 공동활용효과를 세 가지 차원 에서 분석하고자 한다. 첫 번째 효과는 슈퍼컴퓨터 3호기 즉 하드웨어의 공동활 용효과이다. 두 번째 효과는 슈퍼컴퓨터 3호기의 소프트웨어 공동활용효과이다.

세 번째는 슈퍼컴퓨터 3호기의 지원인력의 공동활용효과이다. 이 세 가지 차원 의 공동활용효과 산출 내용을 정리하면 다음과 같다.

5) 기준 환율은 2001년도부터 2004도까지 12월 31일 환율을 평균(약 1,191원)하여 사용하였 다.

<표 3-8> The analysis method of cost reduction effects

<표 3-10> Peak CPU time of each organization at IBM system

(가) NEC 시스템의 공동활용효과 : 약 4배 비용절감 효과

8시간 이상 사용자 기준으로 NEC 시스템을 사용한 기관들은 18개 기관으로 이 들의 피크이용시간을 합한 결과는 3,492 CPU 시간이다. NEC 시스템 최고 이용 기관인 서울대학교의 피크타임 863 CPU 시간에 비해 약 4배 정도가 된다. 이는 각 개별기관들이 NEC 시스템 정도의 슈퍼컴퓨터를 개별 규모별로 구입할 경우(슈 퍼컴퓨팅 센터 포함), 약 4배의 비용이 필요함을 의미한다고 할 수 있다. NEC 시 스템의 도입 비용 72억원에 4배를 적용하면 약 288억원이 산출되는 데, 이 금액 이 NEC 시스템의 하드웨어 공동이용 효과라 할 수 있다.

(나) IBM 시스템 공동활용효과 : 약 2.1배 비용절감 효과

100시간 이상 사용자 기준으로 IBM 시스템을 사용한 기관들은 38개 기관으로 이 들의 피크이용시간을 합한 결과는 141,288.9 CPU 시간이다. IBM 시스템 최고 이용기관인 고등과학원의 피크타임 66,752.6 CPU 시간에 비해 약 2.1배 정도가 된다. 이는 각 개별기관들이 IBM 시스템 정도의 슈퍼컴퓨터를 개별 규모별로 구 입할 경우(슈퍼컴퓨팅 센터 포함), 약 2.1배의 비용이 필요함을 의미한다고 할 수 있다. IBM 시스템의 도입 비용 322억원에 2.1배를 적용하면 약 676.2억원이 산출 되는 데, 이 금액이 IBM 시스템의 하드웨어 공동이용 효과라 할 수 있다.

이상과 같이 산출된 두 시스템의 하드웨어 공동활용효과를 종합하면 964.2억원 으로서 두 시스템의 도입비용인 394억원에 비해 약 2.5배의 효과가 있는 것으로 추산되어졌다.

(2) 소프트웨어 공동활용효과

소프트웨어 공동활용효과는 슈퍼컴퓨터 3호기에 설치된 소프트웨어를 공동으로 이용함으로써 슈퍼컴퓨터 3호기를 이용한 각 기관들이 개별적으로 소프트웨어를 구입하였을 경우에 들어가는 비용을 절감한 비용을 의미한다. 따라서 슈퍼컴퓨터 3호기에 설치된 소프트웨어의 연간 임대비용과 슈퍼컴퓨터 3호기의 연간 이용기 관수를 이용하여 이 비용을 산출하고자 한다.

2003년도 기준으로 슈퍼컴퓨터 3호기에 설치되어 있는 소프트웨어 목록은 다음 과 같다.

<표 3-11> Status of commercial software packages

분야 소프트웨어명 버전 IBM NEC

구조/구체

ABAQUS 6.3 ○

MSC/PATRAN 2003 ○

LS-DYNA3D 970 ○

SYSNOISE 5.6

열유체

CFD-ACE 2003

CFX 5.6 ○

STAR-CD 3.15 ○

FLUENT 6.1 ○

화학/생명 GAUSSIAN 98(A.11) ○ ○

수학/행렬

IMSL 5.0 ○ ○

NAG 19 ○ ○

BLAS, LAPACK N/A ○ ○

ScaLAPACK N/A ○ ○

가시화 NCAR Graphics 4.2 ○ ○

이들 소프트웨어들은 연간 라이선스 형태로 임대되어 사용되고 있으며, 연간 이 들 소프트웨어 총 라이센스 비용은 약 6억원 이다.

한편, 2001년도부터 2004년까지 슈퍼컴퓨터 3호기를 이용한 기관수는 124개, 115개, 128개, 122개 기관이다. 이들 기관들이 위 소프트웨어를 개별적으로 구입 하였다고 가정할 경우 발생하는 총 비용이 슈퍼컴퓨터 3호기의 소프트웨어 공동 활용효과라 할 수 있다.

<표 3-12> Cost reduction effects of software packages

년도 2001년 2002년 2003년 2004년 합계

이용기관수 124개 115개 128개 122개

-소프트웨어 절감비용 744억원 690억원 768억원 732억원 2,934억원

슈퍼컴퓨터 3호기의 소프트웨어 공동활용효과를 산출한 결과, 2001년도부터 2004년도 까지 4년 동안 약 2,934억원의 비용이 절감된 것으로 나타났다.

(3) 지원인력 공동활용효과

지원인력 공동활용효과는 각 개별 기관들이 슈퍼컴퓨터를 유지 및 운영하기 위 해 투입되는 비용이 슈퍼컴퓨터 3호기를 이용함으로써 절감되는 효과이다.

현재 슈퍼컴퓨터 3호기의 유지 및 운영에 직접적으로 투입되는 인력은 운영 2 명, 지원 2명, 기반 1명이다(슈퍼컴퓨팅센터 내부자료). 총 5명으로서 이들의 연간 인건비와 슈퍼컴퓨터 3호기의 이용기관수를 이용하여 지원인력의 공동활용효과를 산출할 수 있다.

노동부 고용안정정보망 워크넷에 따르면 정보통신공학기술자(엔지니어)의 평균 연봉은 3,268만원이다(경향신문, 2004-05-13). 슈퍼컴퓨터의 유지 및 운영에 투 입되는 인력은 정보통신공학기술자로 분류가 가능하기 때문에 이 평균연봉을 이 용하고자 한다. 5명의 연봉을 합산하면 1억 6,340만원이다. 여기에 각 연도별 이 용기관수를 곱하여 각 연도별 지원인력 절감비용을 산출할 수 있다.

<표 3-13> Cost reduction effects of man power

년도 2001년 2002년 2003년 2004년 합계

이용기관수 124개 115개 128개 122개

-지원인력 절감비용 203억원 188억원 209억원 199억원 799억원

3.2.2 경제적 파급 효과

슈퍼컴 3호기의 진정한 경제적 효과는 공동활용효과 자체보다는 슈퍼컴 3호기 를 이용하여 발생하게 된 간접적인 경제적 파급효과라 할 수 있다. 현실적으로 일 반 연구자들은 이러한 고가의 장비를 구매하거나 이용하기가 어려우며, 이를 이용 하기 위한 상업적인 시장도 존재하지 않는다. 따라서 KISTI의 슈퍼컴퓨터가 존재 하지 않았다면 아래에서 언급하게 될 다양한 경제적 파급효과는 나타나지도 않았 을 가능성이 높다.

슈퍼컴 3호기를 이용한 모든 연구자들과 그 연구를 대상으로 조사하여 경제적 파급효과를 산출하는 것은 대단히 어려운 일이며, 연구자들 자신도 그 경제적 효 과에 대해서 산출하기가 어렵기 때문에 모든 연구를 대상으로 파급효과를 계산하 는 것은 무리가 있다고 판단된다. 따라서 본 연구에서는 슈퍼컴 3호기를 이용한 연구 중에 대표적인 사례를 발굴하여 대략적인 경제적 효과를 추정해 보고자 한 다. 따라서 여기서 추정된 경제적 파급효과는 실제 파급효과보다 적게 추정된 효 과로 보아도 무방할 것이다.

(1) 경제적 파급효과 대표 사례분석

(가) 탄소 나노튜브 연구 - 세계 최초로 평면 TV 신기술 개발 혁신

탄소나노튜브 기술은 산업은행, 삼성경제연구소 등이 차세대 10대 기술 중의 하 나로 선정할 만큼 세계적으로 주목받고 있는 신소재 기술이다.

탄소 나노튜브는 탄소 6개로 이루어진 육각형들이 서로 연결되어 관 모양을 이 루고 있는 신소재이다. 1991년 일본전기회사(NEC) 부설 연구소의 이지마 스미오 [飯島澄o] 박사가 전기방전법을 사용하여 흑연의 음극상에 형성시킨 탄소덩어리 를 분석하는 과정에서 발견하였다. 형태는 탄소 6개로 이루어진 육각형 모양이 서 로 연결되어 관 모양을 이루고 있으며, 관의 지름이 수∼수십 나노미터에 불과하 여 탄소나노튜브라고 일컬어지게 되었다. 나노미터는 10억 분의 1m로 보통 머리 카락의 10만 분의 1 굵기이다. 전기 전도도가 구리와 비슷하고, 열전도율은 자연 계에서 가장 뛰어난 다이아몬드와 같으며, 강도는 철강보다 100배나 뛰어나다. 탄 소섬유는 1％만 변형시켜도 끊어지는 반면 탄소나노튜브는 15％가 변형되어도 견

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