NVIDIA 창립자 겸 CEO인 젠슨 황(Jensen Huang)은 “기술 융합이 고성능 컴퓨팅(HPC) 산업혁명의 문을 열어가고 있습니다”라고 말했습니다.
그리고 젠슨 황 CEO는 아래 동영상에서 담긴 짧은 대담을 통해, 유럽의 고성능 컴퓨팅 전문가들이 모인 자리에서, 이 시대의 가장 강력한 기술동향에 대한 기원과 전망을 설명했습니다.
고성능 컴퓨팅은 수십 년 전 학술 연구 센터에서 실시한 시뮬레이션을 시작으로 도미노 효과를 경험하고 있는데요. 그 당시 이 연구소의 시뮬레이션은 항공우주산업에서 의료산업에 이르기까지 관심을 끌었지만, 가속 컴퓨팅과 딥 러닝이 등장하기 전까지는 업계에 필요한 대규모 계산에 비실용적이었습니다.
가속 컴퓨팅과 딥 러닝의 등장으로 시작된 도미노 효과는 이제 사방으로 번져가고 있습니다.
젠슨 황 CEO는 프랑스에서 열린 테라텍(Teratec) 행사에서 “디지털 생물학 혁명과 미래 공장 혁명, 디지털 트윈 혁명에도, 그와 똑같은 효과가 나타나고 있습니다”라고 말했습니다.
엄청난 속도로 성장을 불러오는 도미노 효과
간단히 계산해보면 이 도미노 효과는 고성능 컴퓨팅과 가속 컴퓨팅, 딥 러닝이 모두 합쳐져 발생한 것인데요.
최근 코로나19와 싸우고 있는 과학계의 사례를 보아도 이 역학관계를 엿볼 수 있습니다.
수십 년 동안 과학자들은 원자의 상호작용 방식을 시뮬레이션하고, 화학을 발전시켜 보다 나은 약물을 발견하기 위해 힘썼습니다. 문제는 복잡하게 진행중인 생물학적 메커니즘을 직접 관찰하는 데 필요한 규모를 달성하는 것이었죠.
예를 들어, 2016년 한 연구팀은 GPU 가속을 이용해 20나노초(nanosecond) 동안 100만 개의 원자를 모델링하는 신기록을 세웠습니다. 또한 작년에는 캘리포니아대 샌디에이고(UCSD) 연구원인 로미 아마로(Rommie Amaro)가 이끄는 연구팀은 GPU와 딥 러닝을 사용해 1밀리초에 걸쳐 3억500만 개의 원자를 서밋(Summit) 슈퍼컴퓨터에서 시뮬레이션하여, 정상 세포가 코로나19에 감염되는 과정을 보여줬습니다.
이러한 연산성능은 불과 15년 만에 1,000만 배 이상 증가한 것입니다. 젠슨 황 CEO는 이를 두고 무어의 법칙(Moore’s law)를 훨씬 뛰어넘는 진보라고 말했습니다.
모든 산업에 유용한 통찰력 제공
그러한 연산 성능은 대단한 것입니다. 더욱 놀라운 사례는 시뮬레이션을 통해 연구진이 처음으로 코로나19의 스파이크 단백질이 건강한 세포를 감염시키는 복잡한 메커니즘을 발견했던 일입니다.
엄청나게 발전한 연산성능은 모든 산업계가 바라는 뛰어난 통찰력을 제공합니다. 따라서 기업의 리더들은 UCSD 아마로의 연구팀과 다른 많은 과학자들이 개척한 그 동일한 기술력을 활용하기 시작했습니다.
GPU 가속 시뮬레이션과 AI는 제약 업체들이 의약품 개발 속도를 높이고 활용되고 있습니다. 이는 BMW와 같은 자동차 제조업체들이 공장 전체를 모델링하는 데도 쓰이고 있죠. 유럽의 DestinE 프로젝트는 고성능 컴퓨팅과 AI이 결합돼야 가능한 시뮬레이션인 디지털 트윈 ‘플래닛 어스(Planet Earth)’를 만들 계획입니다.
시뮬레이션은 이미 현재 우리의 삶에 여러 방면에서 깊숙이 활용됩니다. 예를 들어, 인터넷 서비스는 소비자가 구매하고, 읽고, 보길 좋아하는 것을 학습하는 추천 시스템을 사용합니다. 추천 시스템은 각 제품과 고객에 대해 수백 가지 특성을 포함한 수십억 개의 데이터에서 뽑아낸 패턴으로 사람들의 선호도를 실제로 시뮬레이션한 것입니다.
NVIDIA는 일명 젠슨 황 CEO가 “시뮬레이션 문화”라고 지칭한 현상을 만들었습니다.
초기에 NVIDIA는 시뮬레이션을 통해 수백억 개의 트랜지스터로 구동되는 NVIDIA A100 Tensor Core GPU처럼 복잡한 설계가 첫 이터레이션으로 볼륨 제조가 가능해지는 인프라를 구축했습니다. 한편, 수많은 칩 제조업체들은 길고 비용이 많이 드는 시행착오 프로세스로 세부사항이 정확하게 파악될 때까지 수많은 설계를 제작해야 합니다.
고성능 컴퓨팅의 혁명을 위해 Arm과 힘을 모으는 NVIDIA
산업용 고성능 컴퓨팅의 혁명은 데이터 센터, 퍼블릭 및 하이브리드 클라우드, 에지 네트워크에 큰 영향을 줄 것입니다. 젠슨 황 CEO는 작년 9월 NVIDIA의 인수 계획 발표를 언급하며, “애플리케이션과 시스템의 병목 현상이 시스템 아키텍처의 다양화를 촉진할 것이며 이것이 Arm이 매력적인 이유입니다”라고 설명했죠.
Arm의 개방형 사용자 지정 프로세서 아키텍처가 이미 제공하는 기능은 다음과 같습니다.
- 클라우드 컴퓨팅을 위한 아마존 그래비톤(Amazon Graviton)
- Ampere 컴퓨팅의 Altra 프로세서
- 스토리지 서버와 5G 기지국용 마벨(Marvell) 칩
- 후지쯔(Fujitsu) 프로세서를 기반으로 한 일본의 후가쿠(Fugaku) 슈퍼컴퓨터
- Arm 기반 HPC 프로세서 개발사인 사이펄(SiPearl)의 유럽 엑사스케일 시스템용 CPU
- AI와 같은 대용량 데이터 문제에 적합한 CPU인 NVIDIA Grace
모바일과 임베디드 시스템의 선두 업체인 Arm은 강력한 HPC 생태계를 구축하기 위해 넘어야 할 산이 아직 남았습니다.
젠슨 황 CEO는 “NVIDIA는 HPC에 Arm 모델이 등장할 시점이 됐다고 생각합니다. 우리는 Arm HPC 생태계를 빠르게 시작할 수 있습니다”라고 말하며, CUDA 가속 컴퓨팅 소프트웨어의 250만명에 달하는 개발자와 2500만 번의 다운로드 건수를 추가로 언급했습니다.
NVIDIA의 Arm 인수는 HPC 생태계와 이제 시작된 산업 HPC 혁명을 더욱 빠르게 견인할 것입니다.
젠슨 황 CEO는 “산업계의 이슈는 더이상 ‘컴퓨터로 무엇을 할 수 있는가?’가 아닙니다. 이젠 누가 먼저 컴퓨터를 사용해 산업을 혁신할 것인지가 관건이 될 것입니다”라는 말로 대담을 마쳤습니다.
아래 동영상에서 젠슨 황 CEO의 연설을 확인할 수 있습니다.
자세한 내용을 보시려면 6월 28일에 발표된 NVIDIA ISC 2021 특별 연설을 시청해보세요. NVIDIA의 마크 해밀턴(Marc Hamilton)이 최신 내용을 자세히 전하고 NVIDIA HPC 전문가와의 라이브 Q&A 패널이 잇따라 진행됐습니다.