중국의 LineShine 슈퍼컴퓨터가 HPL 벤치마크에서 2.198 엑사플롭스를 달성하며, CPU 전용 아키텍처로 67번째 TOP500 리스트 최상위를 차지하고 미국 설계의 El Capitan을 밀어냅니다.

중국의 LineShine 슈퍼컴퓨터가 제67회 TOP500 목록에서 1위를 차지했으며, High Performance Linpack 벤치마크에서 2.198 엑사플롭스를 기록하고 AMD 기반의 El Capitan을 20% 이상 격차로 제치고 2위로 밀어냈다. 선전 클라우드 컴퓨팅 센터가 구축하여 선전의 국가슈퍼컴퓨팅센터에 설치된 LineShine은 GPU나 기타 가속기를 전혀 사용하지 않고 국내 설계 실리콘의 13,789,440개 코어를 사용하여 이 랭킹을 달성했다. 이는 CPU만으로 두 엑사플롭스 이상의 배정밀도 성능을 초과한 목록상 첫 번째 머신이며, 2016년 Sunway TaihuLight 이후 TOP500에서 선두를 차지한 중국 기반 시스템이 처음이다.

이 성과는 성능 지표 그 이상의 전략적 의미를 지닌다. 제재 대상국인 중국이 서구산 가속기 없이 엑사스케일 플래그십을 성공적으로 구축했지만, 더 중요한 점은 중국이 이를 공개적으로 제출했다는 사실이다. 수년간 중국의 최첨단 시스템들은 순위표에서 완전히 제외되어 왔으며, 이번 공개는 의도적인 태도 변화를 나타낸다.

LineShine은 LingKun 플랫폼을 기반으로 하며, 각 노드에 두 개의 LX2 프로세서를 탑재한 20,480개의 컴퓨트 노드로 구성된다. Armv9 기반인 이 부품들은 1.55 GHz에서 동작하는 304개의 코어를 갖추고 있으며, 38개 코어로 이루어진 8개의 클러스터로 조직된다. 각 코어에는 FP64, FP32, BF16, FP16 및 INT8을 지원하는 Arm의 Scalable Vector Extension 및 Scalable Matrix Extension 유닛이 포함되어 있다. 각 LX2는 최대 4 TB/s 속력의 온패키지 HBM 32 GB와 오프패키지 DDR5 최대 256 GB를 페어링하며, 이는 일본의 Fugaku에 있는 Fujitsu의 A64FX에 더 가깝고 기존 서버 CPU와는 거리가 먼 아키텍처이다. 노드는 독점적인 LingQi 인터커넥트를 통해 연결되며, 시스템은 자체 개발된 Kylin OS를 실행한다.

LX2의 설계자는 공식적으로 확인되지 않았으나, Jon Peddie Research는 이 칩을 Huawei에 귀속시켰으며, 프로젝트의 파일럿 단계는 Huawei Kunpeng 서버에서 실행된다고 보고되었다. 파브리케이션 노드와 파운드리 역시 문서화되지 않았는데, EUV 장비와 TSMC 용량이 이용 불가능하다는 점을 고려할 때 SMIC의 7nm급 공정이 명백한 국내 후보이지만, 세부 사항은 아직 공개적으로 검증되지 않았다.

LineShine은 Linpack에서 압도적인 우위를 점했으나, 다른 벤치마크에서의 성능은 한계를 드러냈다. 실제 과학 코드와 더 가까운 메모리 및 통신 부하 작업에 보상을 주는 HPCG 테스트에서 22.00 petaflops로 1위를 차지했다. 그러나 AI 학습 수학을 근사하는 혼합 정밀도 벤치마크인 HPL-MxP에서는 7.92 엑사플롭스로 4위에 그쳤으며, 이는 FP64 점수보다 3.6배 향상된 수치이다. 반면 El Capitan은 표준 Linpack 결과 대비 9.2배 증가한 16.7 엑사플롭스의 HPL-MxP 점수를 기록하며, Aurora와 Frontier도 유사한 승수 효과를 보였다. 이러한 차이는 근본적인 차이점을 노출한다. 즉, 저정밀도 처리량 영역에서 GPU와 가속화된 프로세서가 CPU와 차별화되며, LineShine은 이 분야에서 경쟁할 수 없다는 것이다.

전력 효율성 또한 비슷한 이야기를 들려준다. LineShine은 42,220 kW를 소비하며 Linpack 실행 시 와트당 52.07 기가플롭스를 반환했는데, 이는 Intel의 Aurora를 상회하지만 El Capitan의 와트당 60.94 기가플롭스에는 미치지 못한다. LineShine은 Livermore 시스템을 넘어선 총 FP64 출력을 생성하지만, 이를 위해 약 42% 더 많은 전력을 소모한다. 이 구별은 중요하다. 왜냐하면 TOP500 순위는 광폭의 HBM 공급 CPU가 여전히 가속기와 맞설 수 있는 유일한 영역인 FP64 Linpack을 기준으로 결정되기 때문이다. LineShine은 진정한 배정밀도 챔피언이지만, 4위라는 HPL-MxP 결과를 통해 알 수 있듯이 세계 최고의 AI 학습 머신은 아니다.

최근 TOP500 순위에서 중국의 부재에는 역사적 뿌리가 있다. 중국은 2021년경 Sunway의 Wuxi 센터와 Sugon을 표적으로 하는 엔티티 리스트 추가 이후 가장 빠른 시스템들의 제출을 중단했다. 국제 사회는 오랫동안 중국이 제출 이전부터 엑사스케일 하드웨어를 운영해 왔다고 의심해 왔다. Sunway의 후계작인 OceanLight와 NUDT가 구축한 Tianhe-3는 모두 Gordon Bell Prize 과학 논문을 통해 등장했지만 목록에는 한번도 나타나지 않았다. TOP500 공동 창립자 Jack Dongarra는 수년간 중국 연구자들이 자신에게 제출이 허용되지 않으며, 누락은 능력 부족보다는 미국의 관심을 피하기 위한 것임을 밝혔다.

지난해 AMD가 정상에 올랐고 중국 HPC가 부재했던 목록은 눈에 띄게 편향되어 있었으며, 이로 인해 LineShine의 현재 제출은 그러한 패턴의 반전을 의미한다. 보고서에 따르면 이 시스템은 공공 자금 없이 개발되어 공개 시 정치적 노출을 줄였으며, 모든 국내 설계는 Washington이 사후적으로 타격할 수 있는 서구 의존성을 제거한다.

HPC 분석 기업 Intersect360 Research의 최고경영자 Addison Snell은 Reuters와의 인터뷰에서 성능 자체보다 공개 자체에 더 놀랐다고 밝히며, 그 놀라움은 중국이 상위 랭크 결과를 제출하고 인정을 받으려 했다는 데 있다고 지적했다. 궁극적으로 국산 부품만으로 구축된 1위 시스템을 제출한다는 것은 제재 체제가 중국이 해결하고자 우선순위를 둔 기술 격차를 달성하지 못했음을 신호한다.

지도부 교체에도 불구하고 TOP500 계층 구조는 대부분 변함없다. 미국은 여전히 상위 5위 중 3곳을 장악하고 있다: 1.809 엑사플롭스의 El Capitan, 1.353 엑사플롭스의 Frontier, 그리고 1.012 엑사플롭스의 Aurora. 독일의 JUPITER Booster는 1.000 엑사플롭스로 유럽 최초의이자 유일한 엑사스케일 시스템으로 남아있다.

AMD는 가속화 분야의 대부분을 뒷받침하며, 목록상의 191개 시스템에 힘을 제공하고 있어 전년 대비 11% 증가했으며, 이번 에디션의 신규 진입 항목 중 41%를 차지한다. 이 회사는 상위 10위 중 3개 자리(El Capitan, Frontier, 그리고 이탈리아 에너지 기업 Eni에 새로 배치된 HPC7)를 보유하고 있으며, 상위 10위 시스템들의 결합된 Linpack 성능의 40% 이상을 기여한다. 효율성 측면에서 AMD는 상위 50개 Green500 시스템의 56%를 powering하며, 영국에 위치한 두 대의 Cambridge Zenith 시스템인 첫 Instinct MI355X 배포는 각각 67위와 68위에 진입했다.

LineShine의 랭킹은 AMD의 위치를 약화시키지 않는데, 주로 두 시스템이 서로 다른 워크로드를 추구하기 때문이다. AMD의 MI300A 및 MI355X 부품은 LineShine이 4위에 오른 혼합 정밀도 AI 산술을 위해 설계되었으며, 서구 연구소들은 FP64 리더보드 순위가 아닌 이러한 벤치마크를 최적화한다. El Capitan, Frontier, Aurora는 모두 LineShine이 갖추지 못한 하드웨어 기능을 통해 Linpack 결과의 여러 배에 달하는 HPL-MxP 점수를 기록한다. TOP500 왕관이 선전으로 이동했지만, 그것은 서구 연구소들이 최신 머신으로 더 이상 쫓지 않는 벤치마크 위에서 일어난 일이다.