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공용 슈퍼컴퓨터 운영효과에 대한 경제성 분석
An Economic Analysis on the Operation Effect of Public Supercomputer 원문보기

한국산업정보학회논문지 = Journal of the Korea Industrial Information Systems Research, v.23 no.4, 2018년, pp.69 - 79  

이형진 (한국과학기술정보연구원 대용량데이터허브센터) ,  최윤근 (한국과학기술정보연구원 슈퍼컴퓨팅서비스센터) ,  박진수 (용인대학교 경영정보학과)

초록
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본 논문에서는 슈퍼컴퓨터 공동 활용의 효과에 대한 경제성 분석비용편익분석 방법을 통해 수행한다. 슈퍼컴퓨터를 활용함에 있어 국가센터 등에서 중앙 집중형 범용 시스템을 운영 및 서비스하는 체제와 개별 기관들이 자체적으로 구축 운영하는데 소요되는 비용을 추정하여 비교한다. 공동 활용의 경우 기존 슈퍼컴퓨터 도입 및 운영 실적에 근거하여 비용을 쉽게 추정할 수 있다. 그러나 개별 사용에 소요되는 비용은 실제로 운영하고 있지 않은 관계로 슈퍼컴퓨터의 성능 및 기반시설, 인적 요인 등에 의한 변동성을 고려한다면 그 추정이 매우 어려운 실정이다. 따라서 본 논문에서는 개별 사용 비용을 산출하는 객관적이고 타당한 방법을 제시하고 두 대안의 비용을 비교하여 공용 슈퍼컴퓨터 운영 서비스가 경제적 측면에서 얼마나 효과적인지를 분석한다. 분석결과에 따르면 공용 슈퍼컴퓨터의 활용이 개별 사용에 비해 운영비용 측면에서 연평균 약 103억원, 6년간 총 620억원이 절감된다. 따라서 공용 슈퍼컴퓨터의 활용은 개별 도입에 비해 상당한 규모의 경제적 효과를 가져 올 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

We performs the cost-benefit analysis, an economical analysis technique, to measure the effect of a shared public supercomputer. The costs of two given alternatives, to share the public supercomputer in a national center and to employ their own supercomputers in the organizations under the necessity...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 기준투자에 대한 최소 운영비용만을 고려하였으나 설비비용 및 실제 비용을 시뮬레이션과 같은 시행착오적 접근방법을 이용한다면 보다 정확한 비용을 추정할 수 있을 것이다. 그러나 본 연구의 목적은 공용 슈퍼컴퓨터의 운영효과를 판단하기 위한 근거를 제시하는 것이므로 그 효과가 입증된 이상 보다 상세한 결과를 얻는 것은 무의미할 것으로 판단된다. 추후 연구과제로는 공용 슈퍼컴퓨터의 효과적 활용을 위한 전략적 정책연구, 자원배분에 관한 문제 등에 관한 연구가 필요할 것으로 사료된다.
  • 두 대안을 비교하기 위해서는 각 대안에 대한 비용편익비, 현재가치, 내부수익률 등의 경제성 평가를 수행하여 이들을 비교해야 하지만 본 연 구에서는 편의상 각 기관의 자체이용을 기준투 자로 두고 이에 상대적으로 국가센터의 공용자 원이용을 대체투자로 정하여 대체투자가 기준투자에 비해 가져올 수 있는 비용과 편익의 절감 또는 증대 효과를 현재가치로 환산하고자 한다. 즉, 본 연구는 각 기관들이 고가의 슈퍼컴퓨팅 자원을 구매하는 대신 국가센터의 슈퍼컴퓨팅 자원을 이용함으로써 발생하는 기회비용적인 편익을 추정하여 투자비용의 절감 효과를 산정하려는 시도이다.
  • 이에 반해 각 조직의 개별적 도입 및 운영비용은 슈퍼컴퓨터의 최소 필요 성능, 공간 및 기반적 문제, 소프트웨어, 운영인력 등에 의해 결정되므로 그 비용추정이 매우 어렵고 복잡해진다. 따라서 본 논문에서는 객관적이며 타당한 비용절감효과 계산방법을 적용하여 개별 사용의 최소 비용을 추정해 보고자 한다. 대부분의 기존연구가 슈퍼컴퓨터 도입에 따른 성능의 우월성에 대한 경제성 분석 또는 국내외 설치에 대한 위치적 분석인 반면 본 연구는 국내 설치 및 사용에 대한 동일한 상황 하에서의 분석이라는 점에 그 차별성이 있다.
  • 다만 기존에 슈퍼컴퓨터를 사용하는 기관들이 그들의 필요성능을 공용 슈퍼컴퓨터가 대신 한다는 가정을 통해 기존 기관들의 개별 사용과 공동 활용을 투자 대안으로 설정하면 대안의 비교가 가능해진다. 따라서 본 연구에서는 각 기 관의 자체 도입 및 사용과 국가센터의 슈퍼컴퓨팅자원을 공동 활용하는 두 대안에 대한 비용편익 분석을 수행함으로서 국가센터의 공용자원 이용이 각 기관의 개별이용에 비해 얼마나 많은 편익을 가져올 수 있는지 파악해 보고자 한다.
  • 사용지역이나 요구 사양에 따라 그 변동성이 매우 크기 때문에 비용을 추정하더라도 정확한 값이라 할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 보다 객관적인 판단을 위해 각 기관의 CPU 클러스터 점유시간을 기준으로 하여 기준투자가 대체투자에 비해 얼마만큼의 비용절감 혹은 비용증가를 가져오는지 산출하여 비용절감 효과를 추정하고자 한다. 합리적 비용절감 효과를 계산하기 위해서는 최악의 상황, 즉 자원을 가장 많이 소모하는 상황을 고려해야 한다.
  • 물론 초기 기반시설 관련 비용은 개별적으로 도입할 경우 그 비용이 슈퍼컴퓨터 사용 조직 수에 근사적으로 정비례하여 막대한 비용이 발생하게 되겠지만 그 비용을 산출하기 매우 어렵고 각 조직에서 필요로 하는 성능, 예산 등의 문제로 인해 조직별로 서로 크게 다를 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 해당 항목을 제외하고 순수하게 연구 및 기술개발에 사용되는 자원 위주 의 비용만을 책정하여 해당 항목을 비교함으로 써 분석의 객관성을 높이고자 한다. 즉 2016년과 2017년의 비용 중 임대료와 소프트웨어 비용인 9,161백만원이 순수 운영에 소요된 비용으로 보고 2018년 이후의 비용은 메인시스템에 대한 임대료, 소프트웨어 비용, 운영 인력 비용의 세 가지 항목에 대해서만 고려하도록 한다.
  • 본 연구는 선행된 경제성 분석 연구들과는 다른 새로운 비용추정 방법을 제시한다. 슈퍼컴퓨터 도입에 따른 운영 측면에서의 비용을 추정하기 위해 비용절감 효과계수를 체계적인 방법으로 도출한다.
  • 본 연구에서는 국가센터인 KISTI에서 관리하는 공용 슈퍼컴퓨터의 활용이 각 조직의 개별 도입 사용에 비해 얼마나 큰 비용절감효과를 얻을 수 있는지 비용편익분석을 통해 확인하였다. 편익효과에 대한 부분은 동일하다는 가정 하에 비용만을 추정하여 비교하였으며 추정이 거의 불가능한 개별 도입 사용의 비용추정에 대한 객관적이고 합리적인 방법을 제시하였다.
  • 본 절에서는 기존의 경제성 분석 관련연구들중에서 본 연구와의 연관성을 고려하여 비용편익분석 기법을 적용한 연구들을 살펴본다. 대부분의 선행연구는 앞서 언급한 평가기준인 순현재가치, 비용편익비율, 내부수익률 등을 일반적으로 적용하지만 비용을 추정하는 방법은 상황에 따라 다양하다.
  • 두 대안을 비교하기 위해서는 각 대안에 대한 비용편익비, 현재가치, 내부수익률 등의 경제성 평가를 수행하여 이들을 비교해야 하지만 본 연 구에서는 편의상 각 기관의 자체이용을 기준투 자로 두고 이에 상대적으로 국가센터의 공용자 원이용을 대체투자로 정하여 대체투자가 기준투자에 비해 가져올 수 있는 비용과 편익의 절감 또는 증대 효과를 현재가치로 환산하고자 한다. 즉, 본 연구는 각 기관들이 고가의 슈퍼컴퓨팅 자원을 구매하는 대신 국가센터의 슈퍼컴퓨팅 자원을 이용함으로써 발생하는 기회비용적인 편익을 추정하여 투자비용의 절감 효과를 산정하려는 시도이다.
  • Kim 등은 [16] 중소기업 슈퍼컴퓨팅 서비스의 연간 경제 적 가치를 직접적 경제 가치와 이로부터 파생되는 간접적 경제 가치로 구성하여 분석하였다. 직접적 경제 가치는 제품개발 비용감소, 제품개발 기간 단축, 시장선점 등에 의해 발생하는 가치로 판단하고 이를 수혜 기업의 설문조사 결과를 바탕으로 산출하였다. 간접적 경제 가치는 생산유발 효과를 고려하여 산업연관분석법을 적용하였다.

가설 설정

  • 두 대안의 경제성평가를 위해서는 비용과 편익을 모두 고려해야 하겠지만 두 대안 모두 슈퍼컴퓨터를 사용한다는 전제하에 있으므로 이를 통한 연구나 개발의 성과적 측면만 고려한다면 편익부분은 동일하다고 가정할 수 있다. 따라서 두 대안에 필요한 비용만을 고려해도 의사결정에는 충분하다 할 것이다.
  • 또한 사용기관별 필요 성능을 산정하기 위해 연중 최대사용주간, 즉 사용시간이 가장 많은 주의 총 이용시간을 충족 시킬 수 있는 기종을 기관별로 도입한다고 가정한다.
  • 대체투자 비용절감 효과는 다음과 같이 크게 세 가지 측면에서 측정이 가능하다. 첫째, 하드 웨어 시스템의 비용절감이다. 개별 기관들이 슈퍼컴퓨터 및 건물을 따로 구입하지 않고 공동 이용할 경우 발생하는 기회비용이라 할 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
경제성 분석 방법은 어떤 것들이 있는가? 경제성 분석은 해당 사업이 어느 정도의 경제적 효과가 있는지를 사회적 또는 국가 관점에서 파악하기 위한 것으로 비용편익분석, 비용효과 분석, 비용효용분석 등이 있다. 우리나라는 예비 타당성조사에 있어 비용편익분석과 비용효과분석을 정책적으로 권하고 있다(“2018년도 예비타 당성조사 운용지침”, 기획재정부, 2018).
대체투자 비용절감 효과를 측정하기 위한 세 가지 측면은 무엇인가? 대체투자 비용절감 효과는 다음과 같이 크게 세 가지 측면에서 측정이 가능하다. 첫째, 하드 웨어 시스템의 비용절감이다. 개별 기관들이 슈퍼컴퓨터 및 건물을 따로 구입하지 않고 공동 이용할 경우 발생하는 기회비용이라 할 수 있다. 둘째는 소프트웨어 비용절감으로서 개별 기관들이 소프트웨어를 따로 구입하지 않고 공동 이용할 경우에 발생하는 기회비용이다. 마지막으로 운영 인력 임금 절감을 들 수 있다. 개별 기관들이 슈퍼컴퓨터 운영 및 유지를 위해 따로 인력을 채용하지 않고 공동 이용할 경우 발생하 는 기회비용을 나타낸다. 또한 사용기관별 필요 성능을 산정하기 위해 연중 최대사용주간, 즉 사용시간이 가장 많은 주의 총 이용시간을 충족 시킬 수 있는 기종을 기관별로 도입한다고 가정한다.
경제성 분석의 목적은 무엇인가? 경제성 분석은 해당 사업이 어느 정도의 경제적 효과가 있는지를 사회적 또는 국가 관점에서 파악하기 위한 것으로 비용편익분석, 비용효과 분석, 비용효용분석 등이 있다. 우리나라는 예비 타당성조사에 있어 비용편익분석과 비용효과분석을 정책적으로 권하고 있다(“2018년도 예비타 당성조사 운용지침”, 기획재정부, 2018).
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참고문헌 (19)

  1. Dreze, J., and Stern, N., "The Theory of Cost-Benefit Analysis," Handbook of public economics, Vol. 2, pp. 909-989, 1987. 

  2. Garber, A. M., and Phelps, C. E., “Economic Foundations of Cost-ffectiveness Analysis,” Journal of Health Economics, Vol. 16, No. 1, pp. 1-31, 1997. 

  3. Lee, J. H., “A Study on the Role and B/C Analysis of National Supported Supercomputing Center,” Journal of Korea Technology Innovation Society, Vol. 1, No. 3, pp. 402-418, 1998. 

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  6. Kim, J. O., Heo, Y., and Yu, K. Y., “Development of Cost-Benefit Ananlysis Model for GIS Projects,” Journal of the Korean Society for Geospatial Information Science, Vol. 12, No. 1, pp. 79-85, 2004. 

  7. Anderson, D, P., "BONIC: A System for Public Resource Computing and Storage," in Grid Computing, 2004. Proceedings. Fifth IEEE/ACM International Workshop, pp. 4-10, 2004. 

  8. Craven, S., and Athanas, P., "Examining the Viability of FPGA Supercomputing," EURASIP Journal on Embedded Systems, Vol. 2007, No. 1, pp. 13-13, 2007. 

  9. Kim, S. J., Sung, J. W., Jang, J. H., and Lee, S. D., "Implementation of Resource Monitoring System for PLSI," Proceeding of the Korea Contents Association Conference, Vol. 5, No. 1, pp. 517-521, 2007. 

  10. Woo, J., Park, S., Lee S., and Kim, H., "Performance Analysis of Global Shared Filesystem for the PLSI," Proceeding of the Korea Contents Association Conference, Vol. 5, No. 1, pp. 509-512, 2007. 

  11. Boardman, A, E., Greenberg, D. H., Vining, A. R., and Weimer, D. L., "Cost-Benefit Analysis," Pearson, 2008. 

  12. Jeong, J. H., and Lee, Y. H., “Development of a Process Centered RFID Cost-Benefit Analysis Model and Tool,” The Journal of Society for e-Business Studies, Vol. 13, No. 3, pp. 173-188, 2008. 

  13. Lee, Y. S., and Kim, J. S., "The Present Status and Analysis of Science and Technology Information (STI) Service Policy in Korea: Centered on Representative National STI Institute," Government Information Quarterly, Vol. 26, No. 3, pp. 516-524, 2009. 

  14. Song, S., Gwon, S., Park, J., and Lee, H., "A Study on the Economic Effect Analysis of the Mass Experiment Data Center," in Proceedings on 2009 Spring Joint Conference of Korean Institute of Industrial Engineers, pp. 1391-1398, 2009. 

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  17. Kim, T., Yang, J. Y., and Yang H. D., "Economic Evaluation of Cloud Computing Investment Alternatives," Journal of the Korea Industrial Information Systems Research, Vol. 16, No. 3, pp. 121-135, 2011. 

  18. Lajunen, A., "Energy Consumption and Cost-Benefit Analysis of Hybrid and Electric City Buses," Transportation Research Part C: Emerging Technologies, Vol. 38, pp. 1-15, 2014. 

  19. An, H., Yoon, B., Han, H., Lee, J., Alfian, G., and Rhee, J., "Study on Cost-Benefit Analysis of Intelligent Food Packaging, Distribution Management System for Kimchi Logistics in School Food Service Scenario," Journal of the Korean Society of Supply Chain Management, Vol. 17, No. 2, pp. 155-163, 2017 

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