용량의 단위인 비트(bit)와 바이트(byte)는 수학에서의 2진법을 용용하여 만든 단위이다. 비트라는 것은 Binary digiT의 약자로 0과 1로 나타낼 수 있는 이진수의 최소단위이다. 이 단위는 컴퓨터가 계산을 할 때 사용하는 단위로서 8비트라고 하면 2의 8제곱이 된다.
주의할 점은 2 곱하기 8이 아니라, 2의 여덟 제곱이라는 점이다. 따라서 8비트를 우리가 사용하는 십진수로 계산하면 2× 2× 2× 2× 2× 2× 2× 2=256이 된다. 이처럼 컴퓨터는 2진수로 계산하는 것이 가장 편하고 빠르기 때문에 모든 숫자는 2진수 단위로 관리한다.
그래서 컴퓨터는 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024와 같이 2의 제곱으로 된 단위를 사용한다. 컴퓨터가 사람들이 사용하는 십진수로 계산하려면 매우 힘들다. 따라서 1메가바이트는 1,024x1,024=1,048,576이라는 숫자가 나온다. 왜 1메가바이트가 1,000,000바이트가 아닌지 이해할 수 있을 것이다.
우리는 통상 1메가 바이트를 부르기 편하게 백만 바이트라고 말하지만 정확하게 말하자면 1,048,576바이트인 셈이다. 만약 컴퓨터가 8비트라고 하면 한 번 동작할 때 256 가지 경우의 수를 처리한다고 생각하면 된다. 따라서 16비트는 2의 16제곱인 65,536이라는 수를 한 번에 처리할 수 있는 컴퓨터인 셈이다. 1바이트(byte)는 8비트를 말한다. 2의 8제곱이므로 1비트가 0과 1의 두 가지 숫자를 표현할 수 있다면, 1바이트는 0부터 255까지 256가지 숫자를 표현할 수 있는 단위인 것이다.
바이트는 다시 키로 바이트, 메가바이트 등으로 단위가 올라간다. 1바이트(byte)는 8비트, 1키로 바이트는 1024바이트, 1메가바이트는 1024키로 바이트, 1기가바이트는 1024메가바이트, 1테라바이트는 1024기가바이트, 1페타 바이트는 1024테라바이트, 1엑사 바이트는 1024페타 바이트라고 한다. 현재 우리들이 사용하는 컴퓨터는 메가급 수준을 사용하고 있다.
그런데 최근 미국에서는 테라급을 넘어 페타급 슈퍼컴퓨터가 만들어서 초당 1천26조(兆)회 이상의 연산을 수행함으로 컴퓨터 연산 분야에 신기원을 이룩했다고 한다. 이는 IBM이 개발한 현재 세계 최고속도의 슈퍼컴퓨터 블루진/L(BlueGene/L)에 비해 2배 이상 성능이 향상된 수준이다. 또 지구상의 60억 인구가 수동식 계산기를 이용해 하루 24시간씩 1주일 내내 계산한다고 가정할 경우 46년이 걸리는 작업을 이 컴퓨터는 하루 만에 끝낼 수 있다고 한다.
이 슈퍼컴퓨터는 뉴멕시코 주를 상징하는 조류인 로드러너(Roadrunner)로 명명됐으며, 1억3천300만 달러가 투자돼 IBM과 국립핵연구소인 로스 알라모스 국립연구소 연구진이 공동 개발했다고 한다.
미국은 이 컴퓨터를 이용하여 비축 핵무기들이 제대로 작동할 수 있도록 활용할 예정이라고 한다. 하지만 군기밀로 분류되기 이전에는 정확도가 크게 높아진 점을 감안해 기후변화 같은 문제를 연구하는 데도 사용될 전망이다.
특히 이번 성과는 미국과 일본 등 기술 선진국들 사이에 기념비적인 것으로 알려진 페타급 컴퓨터로 1페타플롭은 1초에 1천조 회의 연산을 할 수 있다는 컴퓨터이다. 미국은 예상보다 일찍 테라급 컴퓨터에서 페타급 컴퓨터로 도달한 것으로 높은 평가를 받고 있다.
현행 슈퍼컴퓨터의 연산속도를 재는 단위인 테라플롭(Teraflop. 1초에 1조 회 연산)급을 11년 만에 1천 배 높은 수준으로 올려놓은 셈이며, 이제 페타플롭 급보다 1천 배 높은 엑사플롭(Exaflop)급에 도전하게 됐다.
전문가들은 이번 개발에 대해 미국이 일본 등과 경합중인 슈퍼컴퓨터 연산 분야에서 정상을 확고히 한 것으로 받아들이고 있다고 평가했다.
김인수<전북대 수학통계정보학과 교수>
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