여러가지 컴퓨터

여러가지 컴퓨터

Computer의 분류

• General-purpose computers
  • 범용 컴퓨터
  • 다양한 종류의 프로그램을 실행할 수 있다.
  • personal computer, 기업 server 등
• Embedded system
  • 내장형 시스템, Special-purpose computer, dedeicated computer라고도 한다.
  • Machine과 결합하여 스마트한 자동형 기계를 형성한다.
  • 컴퓨터는 머리 역할을 하고 기계 안에 내장된다.
  • 프로그램은 하드웨어에 특화되어 하나의 프로그램만 실행할 수 있다.
  • 항공기, 우주선, 자동차, 청소기, 드론 등과 결합하여 사용된다.

 

Computer의 Class

• Server
  • Large workload : 하나의 큰 프로그램을 실행시키거나, 많은 작은 작업들을 수행한다.
  • 다른 곳으로부터 소프트웨어를 가져오지만 customized 할 수 있다.
  • 슈퍼컴퓨터, 웹서버 등
• PC
  • 일반 사용자에게 가장 적합하다.
  • 가성비가 중요시 된다.
  • third-party software를 주로 사용한다.
• Embedded computer
  • single system에 고정으로 사용된다.
  • 컴퓨터처럼 보이지는 않지만, 가장 종류가 많고 넓은 범위에서 사용된다.
  • 가격과 전력 소비(power)가 중요시된다.
• Smartphone era
  • personal mobile devices(PMD)와 server로 동작한다.
  • 스마트폰, 테블릿, 웨어러블 등
  • 배터리가 필요하며 무선기술로 인터넷에 접속한다.
  • application의 실질적인 기능은 대부분 server에서 이루어진다.(예 : web search, SNS 등)

 

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Large-scale Data Center v.s. Supercomputer

Large-scale Data Center v.s. Supercomputer

Large-scale data center는 많은 고객들을 대상으로 하고, 데이터의 저장/관리가 주된 목적이다.

반면에 Suppercomputer는 계산을 빠르게 하기 위한 것에 목적을 두었다.

 

Cloud Computing

기존에는 자체 인력과 예산으로 운용했고, 자체적인 응용 소프트웨어 유지/보수가 이루어졌다.

그러나 요즘에는 사용량에 따른 비용을 지불함으로써 사용하는 cloud computing이 발전하였다.

Cloud computing을 위해서는 large data center가 필요하다.

Cloud computing (출처 : https://en.wikipedia.org/wiki/Cloud_computing#/media/File:Cloud_computing.svg)

 

 

Large Data Center

인터넷을 통해서 computing resources가 서비스처럼 제공된다.

수백만의 사용자들을 대상으로 데이터를 저장/관리 하는 것에 중점을 둔다.

 

Warehouse-scale computer와 유사한 개념으로, 규모가 커짐으로써 비용이 저렴해지는 economy of scale을 이용한다.

수십만대의 컴퓨터를 운용하는데, 이를 위해 공간, cooling, 네트워킹, 보관 등에 대한 기술이 필요하다.

대표적인 방법 중 하나가 "rack mount computer"을 이용하는 것이다.

 

Rack mount computer는 왼쪽과 같은 여러 부품들을 이용해서 만들어진 얇은 컴퓨터이다. 

단일 서버 (출처 :  Hennessy and Patterson, Computer Organization and Design)

 

이렇게 만들어진 컴퓨터를 rack에다가 많이 넣고 이 rack을 컨테이너 안에 또 많이 넣으면 바로 "Container data center"가 된다. 유지를 위해서는 power supply, networking, cooling을 유지해야 한다.

좌 : rack / 우 : container data center (출처 : Hennessy and Patterson, Computer Organization and Design)

 

Supercomputer

과거에는 전쟁에서 이기기위해 정부 주도하에 개발이 이루어졌다. 주로 소련과 미국의 대치 속에서 활발하게 개발이 진행되었다.

그러나 전쟁이 끝나면서 정부의 지원이 끊기고 잠시 발전이 사그라들었다.

 

계산의 양이 방대해지며 슈퍼컴퓨터의 수요가 높아지자 현재는 민간의 주도로 개발 및 사용이 이루어지고 있다.

항공, 자율주행, 기상 등의 다양한 분야에서 활용되고 있다.

 

과거의 슈퍼컴퓨터는 일반 pc보다 CPU 및 하드웨어의 성능 자체를 뛰어나게 만들었다.

그러나 기술의 극한에 다른 현재는 하드웨어의 성능이 뛰어난 것에 중점을 두는 것 보다는 여러 개의 cpu를 병렬로 하여 계산을 빠르게 한다.

2012년의 가장 빠른 슈퍼컴퓨터는 1,572,864개의 processor core를 이용하여 1.6petaFLOPS(floating point operation per second)까지 가능해졌다.

과거의 super computer

 

여러 하드웨어를 병렬로 두어 배치하는 측면에서는 large-data center과 유사하지만 기능과 중점은 다르다.