슈퍼 컴퓨터

소개글

슈퍼 컴퓨터에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 고성능 컴퓨터 시스템의 구조
가. 병렬 처리기
나. 컴퓨터 구조의 분류

2. 고성능 컴퓨터 시스템의 활용
가. 삶의 질 향상
나. 첨단비지니스
다. 산업설계 촉진
라. 의학탐구
마. 지구탐사
바. 우주탑구

본문내용

전기적 움직임의 정도를 얼마나 정밀하게 측정할 수 있는가의 여부에 있다. 전통적 방식으로 이들의 정확한 측정은 어려웠으나 최근 들어 고성능 컴퓨터를 활용한 연구가 주목받고 있다.
(4) 환자 특성에 적합한 약물 처방
남가주대학(USC)의 응용약품 동력학실험실에서는 환자의 나이, 성별, 키, 몸무게, 신장 기능 등에 따라 약물 투여, 혈관에서의 약물 농도 및 반응을 종합 분석하는 소프트웨어를 지난 30년간 개발해 왔다. 이러한 소프트웨어는 의사가 개개 환자의 특성에 맞게 효과적으로 약물을 투여하는 것을 도와준다.
약물의 치료효과 및 독성 효과에 대한 비선형 모델은 전염병, AIDS, 암의 약물치료 연구에 매우 중요하다.
이의 분석을 위해서는 슈퍼컴퓨터가 필요하다.[심장 진동]
피츠버그 슈퍼컴퓨팅센터에서는 가상심장에 대해 연구하고 있다. 혈액의 흐름을 빨간 입자와 푸른 입자로 나타내어 각각의 입자들이 좌 및 우심실에서 나와 대동맥과 폐동맥으로 들어가는 심장의 계산 모델을 15년 동안 개발하여 슈퍼컴퓨터 CRAY C90에서 실행하였다.
슈퍼컴퓨터상에서도 거의 일주일의 실행시간이 소요되는 이러한 큰 계산모델을 통하여 동물 실험이나 임상 연구로는 해결하기 어려웠던 심장작동에 관한 여러 가지 이해가 가능하게 되었다[난치병 치료약 설계].
스크립스 연구소, 캘리포니아 주립대학 및 샌디에고 슈퍼컴퓨터센터 과학자들은 AIDS 바이러스, 녹내장 및 알츠하이머 질병 치료에 도움을 주는 단백질의 구조를 연구할 수 있는 소프트웨어를 개발하고 있다.
독사에 물리게 되면, 신경세포에서 신호를 전달하는데 필수적인 효소인AChE의 기능을 뱀독이 방해하여 인체의 기능이 억제된다. 이러한 개념과 개발된 소프트웨어를 함께 이용하면 AIDS바이러스의 작용을 억제시키는 약을 설계할 수 있다고 한다.
마. 지구탐사
(1) 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 수질 개선
인간의 모든DNA염기서열을 결정하려는'인간 게놈 프로젝트(HGP)'가 예상보다 훨씬 빠른 2001년 2월에 완료되었다. 이 프로젝트를 통해 특정 유전자가 어떤 염색체에서 발견되는지를 나타내는 유전자 지도를 작성할 수 있게 되었다.
유전자 지도는 유전코드의 비밀을 규명하게 해주고 각 염색체상의 DNA 순서를 알게 해주기 때문에, 유전자가 책임지고 있는 특정 단백질과 그 단백질의 기능을 파악할 수 있게 된다. 따라서 각종 유전병의 메커니즘을 규명할 수 있고 이를 치료하는 것이 가능하게 될 것이다.
(2) 석유 생산 극대화
현재 유전의 지질 조건에 따라 총 매장량의 50%도 실제로 생산 못하고 있기 때문에, 국립연구소인 EOLBNL에서 좀 체계적인 방법을 사용하여 석유 생산량을 증대하기 위한 기법을 개발하고 있다.
전통적인 방식은 기존의 유정 사이에 추가로 유정을 뚫어 원유를 퍼 올렸으나 이 방식은 비용이 많이 들고 원유에 물이 많이 섞여 정제에도 비용 이 많이 들기 때문에 유전의 특성을 나타내는 지도를 그려, 정확한 위치 에 유정을 설치함으로써 유정 개수를 줄이는 것이 매우 중요하다. 이 지도 제작은 과거에는 수 개월 혹은 수 년이 소요되었으나 슈퍼컴퓨터의 힘을 빌어 수시간 혹은 수 일이면 가능하게 되었다.
(3) 자동차나 공장으로부터 맑은 공기를 유지하는 길
미국에서 1990년에 공기 청정법이 통과됨에 따라 자동차 업체 및 공장에서는 이산화질소를 포함한 오염물을 제거하는 데 힘을 쏟고 있고. 산화물을 제거하는 전통적 방식은 해로운 암모니아를 활용하는 것이나 이 방식은 자동차에는 비실제적 방식이고, 또 다른 대안으로는 알루미늄, 실리콘 및 산소 화합물인 비석에 구리나 코발트를 혼합하는 것이나 이 방법도 배기 가스가 비석을 파괴한다는 문제를 내포하고 있다. 캘리포니아 대학에서는 샌디에고 슈퍼컴퓨터센터의 슈퍼컴퓨터를 이용하여 비석으로 이산화질소 및 산화질소 방출을 감소시키는 문제를 연구하고 있음. 즉, 구리 비석은 산화질소를 산소와 질소로 분해시켜서 산화 질소물을 감소시키기는 하나, 가스가 촉매를 파괴시키기 때문에 양자역학 밀도함수 이론을 이용하여 이 촉매의 구조적, 전자적 특성을 분석하고 또한 어떻게 산화질소를 분해하는가를 규명한다.
바. 우주탑구
인간이 망원경에 의해 우주를 발견한 것은 1609년이었으며, 갈릴레오와 뉴우 톤은 망원경을 이용하여 세계와 우주에 관한 상식을 많이 바꾸어 놓았음. 이후에도 계속 개선된 망원경에 의하여 우주의 신비가 조금씩 벗겨졌으며, 특히, 일본, 미국 및 EU가 공동으로 추진하고 있는 8미터 직경의 우주 망원경을 만들기 위한 SUBARU 프로젝트는 우주에 관해 더욱 많은 비밀을 캐낼 것으로 보인다. SUBARU는 인간보다 6억 배 잘 볼 수 있고, 2만 5천 배 멀리 볼 수 있으며, 150억 광년 거리에 있는 물체도 볼 수 있다. 150억 년 전에 발생한 빅뱅은 이 SUBARU 프로젝트를 통해 규명되고 그에 따라 우주 탄생 신비가 풀릴 것으로 기대되며, SUBRAU의 CCD는 1억 개까지의 픽셀을 포착하고 이 데이터는 고속 네트워크를 통해 고성능 컴퓨터에 연결될 것이며, 이 데이터를 이용하여 여러 가지 천문학적 모델을 실행시키기 위해서는 100GFlops 연산 성능과 100GB의 메모리가 필요하게 되고, 생성된 데이터를 보관하기 위해서는 2.4TB의 디스크와 150TB의 테이프가 요구된다.
펜실바니아 주립대학에서는 망원경으로 우주를 탐구하는 대신 별 특히 조그만 펄사에서 방출되는 전파를 분석하여 별의 기원을 알아내고 있음. 펄사는 극히 밀도가 높고 조그만 중성자 별로서 초신성이나 태양 보다 10배 이상 무거운 큰 별의 폭발에 의해 생성된 것으로 추정.
펄사로부터 초당 약 3,330번의 데이터 세트를 수신되어 백만 개 이상의 샘플 데이터가 생성되므로 이를 고성능 컴퓨터에서 처리하여야 한다. 이 펄사 전파의 도착 시간에 의한 분석 방법을 통해 은하계의 생성 원리가 규명 될 수 있을 것이다.
#참고 문헌 및 정보제공처
Computer Design & Architecture-저자:이상범
컴퓨터 구조학-저자:조정완
http://www.posdata.co.kr/K-wz/
http://www.hpcnet.ne.kr

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고성능,   컴퓨터,   슈퍼컴퓨터,   고성능 컴퓨터,   컴퓨터 구조,   구조와 활용