데이터병목현상

[2025 ETRI Technology Report 1] AI 연산을 바꾸는 게임체인저, HPC+PIM – 안신영 슈퍼컴퓨팅시스템연구실장

슈퍼컴퓨팅은 일반적인 컴퓨터의 한계를 뛰어넘어 기상 예측이나 물리 시뮬레이션 같은 방대한 연산을 처리하는 핵심 기술입니다. 그동안 우리나라는 자체적인 제작 기술이 부족하여 수십 년간 외산 제품에 의존해 왔으나, 최근 세계에서 다섯 번째로 독자적인 슈퍼컴퓨터를 개발하며 기술적 자립의 기틀을 마련했습니다. 국내 연구진은 단순히 속도를 높이는 것을 넘어, 국산 슈퍼컴퓨팅 가속기와 고성능 컴퓨팅(HPC) 노드, 그리고 이를 뒷받침하는 시스템 소프트웨어를 통합적으로 연구하며 고성능 컴퓨팅(HPC) 환경의 국산화를 선도하고 있습니다. 국내 연구진은 기존 하드웨어 구조의 병목 현상을 해결하기 위해 PIM(Processor-In-Memory) 반도체 연구에 박차를 가하고 있습니다. 데이터 저장과 연산 장치가 분리된 기존 방식은 데이터 이동 과정에서 막대한 시간과 전력이 소모되지만, 혁신적인 메모리 기술을 통해 이를 획기적으로 개선할 수 있습니다. 현재 초당 1천조 번의 연산이 가능한 차세대 반도체 설계가 진행 중이며, 이는 2026년 실제 시스템에 탑재될 예정입니다. 이러한 고효율 기술은 인공지능(AI) 학습 및 추론 성능을 끌어올려 인공지능(AI) 산업의 활용성을 더욱 촉진할 것으로 기대됩니다. 국산 기술로 구축된 인공지능(AI) 연산 환경은 자율주행, 로봇, 스마트 팩토리 등 다양한 산업 분야에 광범위한 영향을 미칠 것으로 보입니다. 특히 인공지능(AI) 서비스의 확대로 급증하는 전력 수요 문제를 해결하기 위해, 기존 대비 전력 소모를 절반 이하로 줄이는 저전력 기술은 지속 가능한 친환경 범용 인공지능(AGI) 사회를 구현하는 밑거름이 됩니다. 연구진은 특정 하드웨어에 편향된 구조를 극복하고자 NPU와 PIM(Processor-In-Memory) 반도체 같은 이종 가속기 기반의 초병렬 소프트웨어를 지속 개발하고 있으며, 이를 통해 연산 자원의 제약이 없는 고성능 인공지능(AI) 환경을 구축하여 국내 산업 전반의 가치를 높여나갈 계획입니다.