초고성능컴퓨팅으로 대한민국 대도약...사회 전반 곳곳에서 '슈퍼컴퓨팅'

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📁관련 통계자료 다운로드국가초고성능컴퓨팅 혁신전략 목표

최근 우리나라 4차 산업혁명 성과 '고점'을 끌어올릴 혁신안이 발표됐다. 국가 차원 초고성능컴퓨팅을 혁신하는 것이 골자다. 이미 대대적인 투자를 감행, 과학이나 연구뿐만아니라 경제·산업·의료·안보 등 각계 곳곳에 기반을 마련 중인 주요 선진국에 발맞추는 것이 목표다. 이미 적잖은 격차가 벌어진 상황이다. 정부가 사회 전반을 아울러 폭넓게 설계한 초고성능컴퓨팅 '대도약(퀀텀점프)' 전략의 중요 사항을 알아본다.

“2030년 초고성능컴퓨팅 경쟁력 세계 5위가 목표다.”

지난달 28일 비상경제 중앙대책본부 회의서 홍남기 부총리 겸 기획재정부 장관이 과학기술정보통신부 등 범부처의 '국가초고성능컴퓨팅 혁신전략'을 발표하면서 밝힌 포부다.

초고성능컴퓨팅은 데이터 급증과 인공지능(AI) 고도화, 관련 인프라·기술 활용이 보편화 되면서 중요성이 날로 커지고 있다. 4차 산업혁명 시대 국가 경쟁력 지표로 자리매김하고 있다.

◇초고성능컴퓨팅 기술-인프라-활용 선순환 구조 구현

혁신전략 마련에 큰 역할을 한 한국과학기술정보연구원(KISTI·원장 김재수)에 따르면 '초고성능컴퓨팅 강국 도약으로 4차 산업혁명 퀀텀점프 실현'이 혁신전략 비전이다. 9년 뒤인 2030년까지 컴퓨팅파워 기준 세계 5위 달성, 우리나라가 선도하는 관련기술 24개까지 확대, 관련 신서비스 10개 창출을 주된 목표로 삼았다.

이를 위해 △소재·나노 △생명·보건 △정보통신기술(ICT) △기상·기후·환경 △자율주행 △우주 △핵융합·가속기 △제조기반기술 △재난재해 및 국방안보 등 초고성능컴퓨팅을 활용했을 때 파급효과가 큰 전략분야를 중심으로 추진과제를 마련했다.

요약하자면 초고성능컴퓨팅 기술과 인프라를 확보해 국가적 활용을 제고하고, 이로써 얻은 역량으로 기술 및 인프라 확보에 나서는 선순환 구조를 구현하는 것이다.

임혜숙 과기정통부 장관은 “ICT 강국 도약 경험과 세계 최고 반도체 역량을 바탕으로 성과를 거둘 수 있을 것”이라며 “국민이 체감할 수 있는 변화를 만들어내도록 노력하겠다”고 밝혔다.

◇슈퍼컴 6호기 등 적시 도입…전문센터 지정 나서

혁신전략은 '전략적인 인프라 확충'을 시작점으로 둔다. 국가센터-전문센터-단위센터로 초고성능컴퓨팅센터를 체계화해 국가 전반의 틀을 만들고, 이를 기반으로 대규모 인프라 확충·자원 공동활용에 나서는 것이다.

먼저 가장 윗단에 세계적 인프라를 부여하는 것부터 추진전략으로 뒀다. 국가초고성능컴퓨팅센터 역할을 하는 KISTI가 국가 플래그십 초고성능컴퓨터(국가 슈퍼컴퓨터)를 운영 중인데, 현재 슈퍼컴 5호기 '누리온' 도입(2018년) 후 3년이 흘렀다. 도입 당시 세계 성능 순위 11위던 것이 지난해 말 기준 21위로 밀려나게 됐다.

한국과학기술정보연구원(KISTI)에 위치한 국가슈퍼컴퓨터 5호기 누리온. 대전= 이동근기자 foto@etnews.com
<한국과학기술정보연구원(KISTI)에 위치한 국가슈퍼컴퓨터 5호기 누리온. 대전= 이동근기자 foto@etnews.com>

자원(리소스) 활용률은 최근 90%를 돌파했다. 연구현장이나 기업에서 누리온 자원을 적시에 활용하는데 애로가 적지 않은 상황이다.

혁신전략은 이런 상황에 대응해 2023년 6호기, 2028년 7호기 구축·운영 계획을 못박았다. 6호기의 경우 500페타플롭스(PF) 성능 수준을 제시했다. 5호기의 경우 예비타당성 등 절차 지연으로 도입시점이 당초 계획보다 수년간 밀린 아픔이 있었다. 정부가 이번에 시점을 못박으면서 현장에서도 기뻐하는 목소리가 나온다.

인프라 관련 또 다른 추진전략으로 '전문센터 지정·육성'도 눈길을 끈다. 오는 2030년까지 연구플랫폼이나 공공서비스 거점, 지역거점으로 삼을 수 있는 전문센터 10개를 단계적으로 지정 및 운영한다는 계획이다. 이 전문센터는 10년 전 '초고성능 컴퓨터 활용 및 육성에 대한 법률' 재정 당시 거론됐던 부분이지만 추진성과가 없었는데, 이번 혁신전략으로 구체화 될 수 있었다.

초고성능컴퓨팅자원을 국가적으로 공동활용하는 체계도 별도로 구축된다.

◇자체 선도기술 개발…엑사급 시스템 자체개발도

자체적인 기술 개발도 주요 추진과제에 들어갔다. 세계적으로 기술을 선도한다는 목표로 총 42개 초고성능컴퓨팅 구성 기술 가운데 24개를 추려, 이를 프로세서·플랫폼·데이터집약형기술·활용기반기술로 나눠 중점 확보에 나서기로 했다.

먼저 초고성능컴퓨터 핵심이 되는 프로세서를 자체 역량으로 개발하고, 이를 포함한 각 초고성능컴퓨터 구성요소들을 통합하는 기술을 구현한다. 또 메모리 강국이라는 우리나라 이점을 살려, 데이터를 주요기반으로 활용하는 데이터집약형 기술을 도출한다. 이들 성과가 보다 효율적으로 쓰일 수 있도록 활용기반 기술도 만든다. 이들 모두 2030년을 목표시점으로 잡고 있다.

실제 자체 프로세서 기반 '엑사급' 초고성능컴퓨터 개발·구축도 같은 시기에 이뤄지게 된다. 원천기술 개발이 곧장 시스템 구축으로까지 이어진다.

1초에 100경번 연산하는 엑사급 컴퓨팅 시대 전환이 핵심 내용이다. 엑사급 초고성능컴퓨팅은 이미 해외에서는 성과창출을 앞두고 있다. 올해 내지 내년에는 실제 엑사급 초고성능컴퓨터가 모습을 드러낼 것으로 보인다.

우리도 이번 혁신전략을 통해 엑사급 풀(Full) 시스템을 설계부터 제작·설치까지 독자적으로 이뤄낸다는 방침을 처음으로 설정했다. 세계 기준으로 한발 늦었지만 의미있는 목표점을 세웠다. 2024년부터 개발에 착수, 역시 2030년에 성과를 낼 계획이다. 해당 시기에 현장에서 즉시 쓸 수 있게끔 한다는 도전적인 목표다.

기술사업화 장벽을 해소하고, 지속성장기반을 구축하는일도 병행된다. 기술역량을 갖춘 국내 기업을 육성, 부품을 국산화하고, 시스템시장 진입까지 함께 추진한다.

◇맞춤형 사업으로 활용 제고…인력 양성도

활용 측면 과제도 혁신전략에 담겼다. 먼저 국가 전략 분야를 중심으로 수요에 맞는 지원이 강화된다. 기업, 정부 및 공공기관, 연구자별로 맞춤형 지원이 이뤄진다.

특히 내년부터 '초고성능컴퓨팅을 활용하는 국가전략 분야 유망연구 활용 전용사업'이 신설된다. 전략 분야 10개를 선정해 연구단을 구성하고, 초고성능컴퓨팅 기반으로 성과를 고도화하는 사업이다. 이는 향후 초고성능컴퓨팅 활용 전도사 역할을 톡톡히 할 전망이다.

또 다른 추진 과제로 '전문성 기반 개방형 활용 생태계 구축'도 있다. 응용 소프트웨어(SW)와 공유 서비스를 도출하고, 국가 전반 활용을 제고하는 것이 목표다. 활용과 개발, 운영 등 분야별 특화 전문인력도 양성된다.

◇국가센터 KISTI, 혁신전략 수행에 큰 역할 기대

이들 과정에서 KISTI가 적지않은 역할을 할 전망이다. 국가센터로서 우리나라 전반의 인프라 기능을 수행하고, 활용 제고에 기여한다. 슈퍼컴 5호기 경우 연산 리소스 7.5PF(누리온 연산능력의 4분의 1에 해당)을 활용하는 갖가지 과제를 지원한 경험이 다수 있다. 초고해상도 거대 은하단 수치 모사, 은하 생성 및 진화연구를 위한 세계 최대급 수치모의실험 등도 누리온을 활용했다.

혁신전략에 대응, '국가슈퍼컴퓨팅 정책센터'도 원내에 설치할 계획이다. 국가 차원의 초고성능컴퓨팅 자원 공동활용 체계를 구축하고 앞으로 지정될 전문센터 등과 연계해 혁신전략을 뒷받침한다.

향후 시스템 전반의 개발에도 적잖은 역할을 할 것으로 전망된다. KISTI는 과거 1페타플롭스(PF) 시스템 개발을 진행하기도 했다.

<<표>국가초고성능컴퓨팅 혁신전략 중점 추진과제>

<표>국가초고성능컴퓨팅 혁신전략 중점 추진과제

<<표>국가초고성능컴퓨팅 혁신전략 목표>

<표>국가초고성능컴퓨팅 혁신전략 목표

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com