클러스터

동음이의어·다의어/ㅋ

1 하드 디스크의 논리 단위
2 확산탄의 명칭
3 고성능 컴퓨팅을 위해 여러 단말의 컴퓨터로 구성된 컴퓨터
4 자동차의 속도계를 부르는 명칭
5 헛소리 시리즈의 등장용어
6 X 시리즈에 등장하는 카악종족 파이터급 함선
7 노바1492의 어깨형 대범위무기
8 로켓공학 용어
9 스티븐 유니버스의 등장하는 크리처
10 카카오 페이지에 연재되는 웹툰

1 하드 디스크의 논리 단위

컴퓨터 하드디스크에서 사용하는 논리적 단위.

하드디스크드라이브에서 파일을 저장하는 단위로 1개 또는 복수의 섹터로 이루어진다. 작은 파일은 1개, 용량이 큰 파일은 여러 개의 클러스터를 사용하여 저장한다. 여러 개의 클러스터를 사용할 때 반드시 연결되어 있지는 않다. 여기저기 흩어져 있어도 그 위치와 순서를 기록한 FAT에 의하여 관리되므로, 한 번에 파일의 전체 내용을 읽을 수 있다.

FAT엔트리의 크기에 따라 최대 클러스터 수가 정해진다. 도스4.0에 처음 도입된 FAT16의 FAT엔트리는 16비트이므로 이론적으로 2의 16제곱, 즉 65536개의 클러스터를 제어할 수 있다. 그러므로 512Byte 크기의 클러스터를 사용하는 경우 약 16MB의 하드디스크를 사용할 수 있다. 클러스터의 크기는 512Byte부터 1KByte, 2KB, 4KB 등으로 다양하게 설정할 수 있으나 너무 크면 작은 파일을 저장할 때 효율이 떨어진다. 예를 들어 클러스터 1개의 크기를 2KB로 설정한 경우라면, 10Byte에 불과한 파일도 2048Byte의 공간을 차지하게 된다. 그리고 운영체제에 따라 너무 큰 클러스터를 인식하지 못하는 호환성 문제도 있다.

윈도95에는 기능이 향상된 FAT16이 적용되었고, 윈도95 OSR2에서 32비트의 FAT엔트리를 가진 FAT32가 등장한다. FAT32는 16KB 크기의 클러스터를 사용할 경우 이론적으로 4TB(테라바이트)까지 제어가 가능하지만 윈도에서는 32GB(기가바이트)로 용량에 제한을 두고 있다. 따라서 32GB보다 용량이 큰 하드디스크를 많이 사용하는 현재에는 FAT대신에 NTFS라는 파일시스템을 많이 쓴다.

한편, 클러스터는 정보기술 영업이나 기반시설에서, 하나의 공용 제어설비나 서버에 접속되어 있는 단말기·워크스테이션들의 그룹을 총칭하는 용어로도 사용된다.

2 확산탄의 명칭

Cluster Bomb. 항공 폭탄 중 여러개의 자탄을 내장하고 있는 폭탄을 뜻한다. 자세한 것은 확산탄 항목을 참조.

3 고성능 컴퓨팅을 위해 여러 단말의 컴퓨터로 구성된 컴퓨터

과학, 산업적 용도에서 대형 계산이 필요한 경우, 슈퍼컴퓨터를 대신해서 사용되곤 한다. 기존의 슈퍼컴퓨터의 경우 상당한 고가에 관리 및 이용이 용이치 않다는 단점이 있다. 그러나 클러스터 컴퓨터는 일반적인 컴퓨터를 여러 대 연결해서 구성하는 만큼 저렴한 데다 사용자가 직접 만드는 것도 크게 어렵지 않다는 것이 장점이다. 클러스터 컴퓨터가 계산을 수행하는 방식을 대략 요약하자면,
1. 크고 복잡한 계산을 적당한 크기로 나누고 각 노드(Node)에 배분한다.
2. 각 노드들은 계산을 수행한다.
3. 그 결과를 한 컴퓨터(Frontend)에 수합하고 결과를 사용자에게 반환한다.

이것의 반복이다. 물론 실제 계산은 이렇게 단순하지는 않다. 계산 도중 다른 노드에서 수행한 계산 결과를 필요로 할 때가 대부분이기 때문에 각 노드들은 이더넷(Ethernet. 흔히 LAN이라고 부르는 그거)이나 인피니밴드(Infiniband)와 같은 네트워크 장비를 통해서 데이터를 주고 받는다. 병렬적으로 계산한다는 기본 컨셉은 슈퍼컴퓨터와 크게 다르지 않지만, 슈퍼 컴퓨터의 경우, 이런 데이터 통신이 컴퓨터 내부에서 일어난다는 점이 다른 점이라 하겠다. 그리고 각 노드의 계산 성능은 후지더라도 이걸 원기옥 모으듯이 세계구급으로 확장해서 돌리는 게 바로 그리드 컴퓨팅. 자세히 보면 각 노드 사이를 연결하는 네트워크가 인터넷이라는 거 말고는 동일하다.

여기서 클러스터의 단점이 드러나는데, 이런 외부 네트워크를 통한 데이터 통신은 느리기 때문에 여기서 병목 현상이 발생한다. 따라서 단말의 CPU 뿐만 아니라 이 네트워크 장비에 상당히 공을 들이는 경우가 많다. 물론 이것도 어떤 종류의 계산이냐에 따라 다르긴 하다. 분자동역학 시뮬레이션과 같은 경우에는 통신량이 많지 않지만 유체역학 시뮬레이션의 경우, 통신량이 아주 많다. 유체역학 시뮬레이션과 같이 통신량이 많은 경우,기가비트 이더넷(Gigabit Ethernet)이 아니라 인피니밴드(Infiniband)나 미리넷(Myrinet), 10G 이더넷등을 쓰기도 한다.

개인적으로 만들어보고 싶다면 라즈베리 파이를 여러 개 사서 만들 수 있다. 실제로 시도해 보는 사람들이 제법 있다. 가성비는 후달리겠지만 이쯤 되면 어차피 진지하게 만드는 물건이 아니니까...