수학 프로젝트의 부업이 공용 잣대가 되다

Prime95 의 본업은 알고 나면 조금 놀랍다. 메르센 소수를 나눠서 찾는 GIMPS 프로젝트의 공식 소프트웨어이고, 이십 년 넘게 그 탐색을 떠받쳐 왔다. 수학자들이 세계 기록을 거듭 갈아치울 수 있었던 배경에는 이 프로그램이 있었다. 이름을 널리 알린 쪽은 부업이었다. 소수 판정에 쓰이는 연산은 프로세서에 걸 수 있는 가장 거친 부하에 가깝다. 그래서 오버클럭을 시도하는 사람도, 막 조립한 본체를 확인하려는 사람도 같은 기준에 도착한다. Prime95 를 끝까지 통과하면 그 개체는 안정적이라고 봐도 된다. 이 평판은 설계 목표가 아니었다. 그래서 더 믿게 된다.

왜 하필 이 계산이 그렇게 힘든가

코드에 별난 장치는 없다. 핵심은 예측도 생략도 되지 않는 계산으로 부동소수점 연산기를 쉬지 않고 돌린다는 점이다. 게임, 영상 내보내기, 압축 작업은 어디선가 반드시 멈춘다. 저장 장치를 기다리고, 메모리를 기다리고, 사람 손을 기다린다. 소수 탐색은 기다리지 않는다. 그냥 계속 계산하고, 그만큼 열과 전류가 쌓인다. 냉각과 전원이 답을 내놓을 때까지 부하는 내려가지 않는다. 그래서 같은 한 번의 실행에서 여유 없는 오버클럭도, 애초에 힘이 모자랐던 쿨러도, 보기에는 좋은데 공기가 돌지 않는 케이스도 한꺼번에 드러난다.

세 가지 모드, 세 가지 다른 질문

Torture Test 에는 몇 가지 고전적인 모드가 있고, 서로 대신할 수 없다. Small FFTs 는 작업 데이터를 캐시 안에 붙잡아 두므로 부하가 코어와 논리 회로에 집중된다. 오버클럭이 버티는지 알고 싶을 때 여기서 시작한다. Large FFTs 는 데이터 양이 캐시를 넘어서 메모리 컨트롤러와 메모리 자체에 무게가 실린다. Blend 는 둘을 섞은 전 범위 점검이다. 조립 직후에는 Small FFTs 를 삼십 분, 이어서 Blend 를 한 시간 돌리는 순서를 많이 쓴다. 쿨러가 열을 받아낼 수 있는지, 전원이 전압을 지키는지, 케이스의 공기 흐름이 정말 필요한 곳에 닿는지가 그 구십 분 안에 다 나온다.

오류가 나오면 정보가 나온 것이다

실행 중 반올림 오류가 보고된다. 또는 워커가 중간에 멈추고 돌아오지 않는다. 둘 다 부하가 걸린 상태에서 자기 계산을 다시 재현하지 못하는 지점이 계통 안에 있다는 뜻이다. 거기서부터는 한 번에 조건 하나만 바꾸면서 좁혀 가면 된다. 다른 경우와 견줘 보자. 몇 주 동안 아무 문제 없이 돌던 본체가 중요한 작업 도중 갑자기 멈추고 아무 단서도 남기지 않는 상황. 그보다 일부러 한 시간 몰아붙이는 편이 훨씬 싸다.

실용적인 세부

Prime95 는 설치가 필요 없는 형태로 배포된다. 압축을 풀면 바로 돌아가고, 시스템에 무엇을 더하지도 않는다. 처음 실행할 때 부하 테스트만 고르고 분산 계산 쪽은 쓰지 않도록 설정할 수 있다. 하드웨어를 확인하려는 사람 대부분이 그렇게 한다. 윈도우 외에 맥오에스와 리눅스, 프리비에스디용 빌드도 있어 집 안에 환경이 섞여 있어도 같은 잣대로 잴 수 있다. 업데이트는 느린 편이고 지금 판본인 30.19b20 은 2024 년 중반의 것이다. 방치는 아니다. 부하의 내용이 오래전에 굳었다는 뜻이고, 옛 판본이라도 재는 대상은 달라지지 않는다. 실행 중에는 온도를 지켜보는 편이 좋다. 열 보호가 작동하는 것은 정상 반응이며 고장이 아니다. 한계 전압으로 며칠씩 돌릴 이유는 더더욱 없다.

측정 방식 자체에 대해서도 한 가지. 부하 테스트는 짧은 시간에 결론을 내는 도구가 아니다. 삼십 분 만에 무너지는 개체는 빨리 드러나지만, 삼십 분을 통과한 개체가 안전하다고 단정할 수는 없다. 반대로 한 시간을 돌려 아무것도 나오지 않았다면 그 구성에서 일상적으로 생길 만한 불안정은 상당 부분 걸러졌다고 봐도 된다. 그래서 조립 직후, 냉각을 손본 직후, 설정을 바꾼 직후에 같은 절차를 담담하게 반복한다. 횟수가 쌓일수록 결과의 의미도 선명해진다.

Prime95 의 위치는 꾸밈이 없다는 데서 나온다. 군더더기도, 이용료도 없고, 가혹한 부하에는 설명이 되는 이유가 있다. 프로세서가 안정적인지는 의견으로 결정되지 않는다. Small FFTs 를 한 바퀴 돌 수 있는지로 결정된다. 그 말이 지금도 통하는 것은 프로그램이 매번 그 기대에 값을 치러 왔기 때문이다.