China의 LineShine all-CPU exaflops급 슈퍼컴퓨터가 TOP500 순위에서 US 시스템 추월, 자체 컴퓨팅 역량 강화

TOP500 CPU 전용 시스템 지배는 GPU 수출 규제로부터의 중국 계산 독립성과 미국 알고리즘 우월성에 대한 신뢰할 수 있는 위협을 시사한다.

업계 전문지Slicast · 2026년 6월 25일 15:48 UTC · 글로벌 · 출처: The Next Platform

중요도 70

중국 HPC 슈퍼컴퓨터가 하이퍼포먼스 린팩(HPL) 성능 랭킹에서 1위를 차지한 지 9년이 지났지만, 중국은 미국보다 먼저 두 가지 다른 시스템에서 64비트 정밀도의 엑사플롭스(exaflops) 장벽을 돌파했다. 중국은 이러한 성과를 공개적으로 대대적으로 홍보하지 않았으나, 미국 전문가들에게는 기록 수립을 입증하기에 충분한 정보가 유출되었다.

NSC 칭다오에 설치되어 2021년 2월 처음 논의된 선웨이(Sunway) OceanLight 머신이 그 첫 번째 사례다. 4,193만 개의 코어를 갖춘 선웨이 SW26010-Pro CPU를 기반으로 하는 이 전체 시스템은 HPL 기준 1.22 petaflops의 성능을 발휘했으며, 2021년 3월까지 가동되었을 것으로 추정된다.

이어서 톈허-3(Tianhe-3) 슈퍼컴퓨터가 등장했는데, 이는 하이브리드 피티움(Phytium) 2000 Arm 프로세서와 매트릭스(Matrix) 3000 DSP 보조 프로세서를 결합한 것이다. 이론상 최대 성능은 2.05 exaflops였으며, HPL 테스트에서는 약 1.57 exaflops를 기록했다. 2021년 10월 NSC 광저우에 초기 저성능 수준으로 배치된 이 시스템은 2023년 12월 완전 가동 시 이러한 수치를 달성했다. 매트릭스 2000+ DSP 보조 프로세서를 사용한 이전 프로토타입은 2021년 말 HPL 기준 1.3 exaflops를 달성했으며, 이는 1.7 exaflops의 이론상 최대 성능 대비 수치였다.

두 시스템 모두 AMD "트렌토(Trento)" Epyc CPU와 4개의 AMD "알데바란(Aldebaran)" MI250X GPU 가속기를 결합한 하이브리드 시스템인 미국의 오크리지(Oak Ridge) "프론티어(Frontier)" 슈퍼컴퓨터를 능가했다. 프론티어는 약 870만 개의 코어를 보유하고 있으며, HPL 기준 1.19 exaflops의 성능과 1.68 exaflops의 이론상 최대 성능을 기록했다. 이 시스템은 2022년 5월 양산에 들어갔는데, 이는 중국의 성과보다 1년 이상 늦은 시기였다.

중국은 구형 공정 기술을 사용하고 더 높은 온도에서 작동하며 상당한 공간을 차지하고, 당연히 막대한 비용이 들었음에도 불구하고 이러한 성과를 달성했다. 필수적으로 이러한 시스템들은 엔비디아(Nvidia)와 AMD GPU에 대한 접근을 막는 미국 수출 통제로 인해 반도체 제조 국제공사(SMIC)의 국산 부품에 의존할 수밖에 없었다. 이러한 제약은 컴퓨팅 독립성에 대한 중국의 전략적 의지를 반영한다.

Top500 슈퍼컴퓨터 목록에서 새로운 1위 기종인 "라인샤인(LineShine)"은 NSC 선전에 설치되었으며, 5년간의 기술 진보가 규모와 효율성 모두에서 전작을 뛰어넘는 시스템을 가능하게 했음을 보여준다. 라인샤인은 SVE2 벡터 유닛과 SME 행렬 수학 유닛, 그리고 정수 처리 기능을 갖춘 Armv9.2 CPU 코어를 기반으로 하는데, 이는 정수 처리와 AVX 벡터 및 AMX 행렬 유닛을 결합한 인텔(Intel)의 P-core 제온(Xeon) 프로세서와 아키텍처적으로 유사하다.

NSC 선전이 화웨이(Huawei)의 하이실리콘(HiSilicon) 부서와 협력하여 설계한 LX2 칩은 소켓당 304개의 활성 코어를 포함하며, 수율 최적화를 위해 추가 코어가 비활성화되었을 가능성이 높다. 라인샤인 시스템은 아마도 InfiniBand 기술을 기반으로 하거나 특수화된 이더넷 변형일proprietary LingQi LQLink 인터커넥트를 사용한다.

LX2 CPU는 SVE2 및 SME 유닛을 통해 충분한 FP64 성능을 제공하므로, 2.74 exaflops의 이론상 최대 성능을 달성하는 데 필요한 코어 수는 1,379만 개에 불과하다. 이는 OceanLight보다 코어 수가 32.9% 적으면서도 성능은 46.7% 더 높다는 의미다. HPL 테스트에서 라인샤인은 2.2 exaflops 미만의 성능을 보여주며, AMD MI300A 컴퓨트 엔진을 사용하는 로렌스 리버모어(Lawrence Livermore)의 "엘 카피탄(El Capitan)" 슈퍼컴퓨터보다 21.5% 더 강력한 것으로 나타났다.

라인샤인에 대한 세부 사항은 4월 17일 발표된 NSC 선전 논문 "Breaking the Training Barrier of Billion-Parameter Universal Machine Learning Interatomic Potentials"과 5월 22일부터 5월 25일까지 선전에서 열린 제2회 HPC 및 AI 공동 혁신 포럼(HACI 2026)에서의 발표를 통해 알려졌다. 라인샤인의 발표 내용은 기밀 유지되었으나, 스위스 CSCS의 AI 및 머신러닝 수석 아키텍트이자 ETH 취리히 교수인 토르스텐 호펠(Torsten Hoefler)과 일본 파나서스(Panasas)의 기술 영업 매니저인 다다시 오가와(Tadashi Ogawa)가 슬라이드를 공개적으로 공유했다.

동일한 논문은 미공개 64비트 CPU와 8개의 GPU를 탑재한 노드를 기반으로 한 또 다른 엑사스케일급 시스템인 차세대 지능형 슈퍼컴퓨터(CNIS)도 언급했다. CNIS 시스템은 총 5,632개의 노드로 구성된다. 각 노드의 호스트 프로세서는 NUMA 아키텍처에서 2.4 GHz로 동작하며 64개의 코어를 갖추고 있고, 8채널 DDR5-6400 메모리와 PCIe Gen5 인터페이스에 연결되어 있어 호스트-장치 간 대역폭이 64 GB/s이다. 각 GPGPU는 32.7 TFLOPS(FP64), 65.5 TFLOPS(FP32), 470 TFLOPS(FP16)의 이론상 최대 성능을 제공하며, 64 GB HBM은 1.8 TB/sec 대역폭, 320개 SIMD 유닛, 768 KB 레지스터, 64 KB LDS, 8 MB L2 캐시를 제공한다. 노드는 3계층 Clos 이중 평면 토폴로지를 통해 노드당 4×400 Gb/sec를 제공하는 전용 InfiniBand 유사 RDMA 네트워크로 연결된다.

LX2 아키텍처는 각각 48개의 코어 블록(블록당 4코어)을 포함하는 두 개의 상호 연결된 칩렛(chiplet)을 사용하며, 이는 칩렛당 192개의 원시 코어와 소켓당 384개의 코어를 생성한다. 노출된 소켓당 304개의 코어는 SMIC 파운드리 능력과 일치하는 약 79.2%의 코어 수율을 반영한다. 칩렛은 아마도 SMIC의 7나노미터 N+3 공정을 사용하며 1.55 GHz에서 동작하는데, 이는 SMIC의 3 GHz 능력보다 훨씬 낮은 수치다. 이러한 보수적인 클럭 속도는 메모리와 코어 성능 사이의 균형을 맞추며 지수함수적 전력 소비 증가를 방지한다. 1.55 GHz에서 LX2 복합체는 690와트의 전력을 소비하며, 이는 NSC 선전이 막대한 규모로 상쇄하려는 의도적인 열 최적화를 나타낸다.

LX2는 칩렛당 8개의 HBM 스택(소켓당 총 16개)을 포함하며, 각각 24개 코어 블록에 할당된다. 이 구성은 칩렛당 32 GB의 HBM 메모리와 4 TB/sec 대역폭을 생성하며, 소켓당 총 64 GB에 8 TB/sec 대역폭을 제공한다. 이는 아마도 HBM2E 메모리의 변형일 것이다. NSC 선전은 추가로 커스텀 DRAM 로직 웨이퍼를 사용한 3D 스테이킹을 적용하여, 잠재적으로 창신 메모리 테크놀로지(ChangXin Memory Technologies)의 LPDDR5X 메모리를 활용할 수도 있다.

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