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초고성능컴퓨팅

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제3차 국가초고성능컴퓨팅 육성 기본계획 공청회

초고성능 컴퓨팅은 국가 경쟁력을 결정짓는 핵심 인프라로 자리 잡았습니다. 정부는 2023년부터 2027년까지의 청사진을 담은 제3차 국가 초고성능 컴퓨팅 육성 기본계획을 수립하고, 대한민국을 초고성능 컴퓨팅 강국으로 도약시키기 위한 구체적인 전략을 발표했습니다. 이번 계획은 과거의 인프라 구축 중심에서 벗어나 기술 자립화와 산업 생태계 조성을 최우선 과제로 삼았으며, 이를 통해 급변하는 글로벌 기술 패권 경쟁 속에서 독자적인 역량을 확보하겠다는 강력한 의지를 담고 있습니다. 최근 인공지능(AI)과 빅데이터의 비약적인 발전으로 인해 연구의 패러다임이 이론과 실험을 넘어 데이터 중심의 가상 실험으로 급변하고 있습니다. 초거대 AI 모델 학습이나 방대한 유전체 분석 등 현대 과학의 난제들은 막대한 컴퓨팅 자원 없이는 해결이 불가능합니다. 따라서 초고성능 컴퓨팅은 단순한 계산 수단을 넘어 국가 연구개발 경쟁력을 높이고 디지털 전환을 가속화하는 전략 자산입니다. 이는 과학적 통찰을 제공하는 것은 물론 사회적 현안을 해결하는 핵심적인 엔진 역할을 수행합니다. 지난 5년간의 제2차 기본계획을 통해 우리나라는 세계 11위 수준의 국가 센터 슈퍼컴퓨터 5호기를 성공적으로 구축하고 안정적인 운영 환경을 마련했습니다. 매년 수천 명의 연구자가 이를 활용해 물리, 화학, 생명공학 등 기초과학 분야에서 세계적인 성과를 도출해왔으며, 기상 예측과 신소재 개발 등 실생활 밀접 분야에서도 큰 기여를 했습니다. 이러한 성과들은 앞으로 추진할 3차 계획의 든든한 토대가 되었으며, 이제는 추격자를 넘어 선도자로 나아가기 위한 더 높은 단계의 투자가 필요한 시점입니다. 이번 3차 계획의 핵심 목표 중 하나는 해외 의존도가 높은 초고성능 컴퓨팅 핵심 기술의 국산화입니다. 우리나라는 메모리와 스토리지 분야에서 세계 최고의 기술력을 보유하고 있음에도 불구하고, 프로세서와 네트워크 등 핵심 부품은 외산 의존도가 높습니다. 이에 정부는 독자적인 시스템 설계와 구축을 위한 중장기 로드맵을 수립하고, 기술 개발의 전 과정에 국내 기업을 참여시켜 지속 가능한 산업 생태계를 구축할 예정입니다. 이는 안보 측면의 기술 자립은 물론 국내 IT 서버 산업의 성장을 이끄는 계기가 될 것입니다. 초고성능 컴퓨팅의 활용 영역을 학계 위주에서 산업계와 공공 서비스 분야로 대폭 확장해야 합니다. 제조 기업이 실제 실험 대신 고도의 시뮬레이션을 통해 개발 기간을 단축하고 비용을 절감할 수 있도록 맞춤형 기술 지원을 강화합니다. 또한 기후 변화 대응, 재난 안전 관리, 의료 서비스 고도화 등 국민이 체감할 수 있는 분야의 소프트웨어 개발에 집중합니다. 특히 클라우드 기반 통합 서비스 플랫폼을 구축하여 중소기업과 연구자들이 장벽 없이 고성능 자원을 활용할 수 있는 환경을 조성함으로써 디지털 격차를 해소하고자 합니다. 인프라의 양적, 질적 확충을 위해 세계 최고 수준의 성능을 갖춘 슈퍼컴퓨터 6호기 구축을 차질 없이 추진합니다. 이와 동시에 특정 분야에 특화된 7개 전문 센터를 지정하여 분야별 맞춤형 서비스를 제공하고, 국가 센터와 전문 센터 간의 유기적인 파트너십을 통해 자원의 공동 활용 체계를 완성할 계획입니다. 대용량 데이터를 고속으로 전송할 수 있는 국가 과학기술 연구망의 성능 향상도 병행됩니다. 이를 통해 전국의 연구자들이 어디서나 최적의 컴퓨팅 환경에서 연구에 몰입할 수 있는 원스톱 지원 체계가 마련될 것입니다. 미래 초고성능 컴퓨팅 생태계의 지속 가능성을 담보할 전문 인력 양성에도 박차를 가합니다. 초고성능 컴퓨팅(HPC) 전문 대학원을 신설하여 고숙련 기술 개발 및 운영 인력을 집중적으로 육성하고, 산학 공동 프로젝트와 인턴십 프로그램을 통해 실무형 인재를 배출할 계획입니다. 또한 초·중등 단계부터 컴퓨팅 사고력을 키울 수 있는 체험 콘텐츠를 보급하여 미래 세대의 유입을 유도합니다. 과학 문화 활동을 통해 슈퍼컴퓨터의 중요성에 대한 대국민 인식을 개선함으로써, 인재가 끊임없이 유입되는 선순환 구조의 생태계를 구축하는 것이 이번 계획의 최종 목표입니다.

제3차 국가초고성능컴퓨팅 육성 기본계획 공청회
한국과학기술정보연구원초고성능컴퓨터! 슈퍼컴퓨터
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국가 플래그십 초고성능컴퓨팅 인프라 고도화 사업 온라인 공청회(21.11.10)

우리나라는 1988년부터 국가초고성능컴퓨팅법에 근거하여 국가적 수준의 컴퓨팅 인프라를 구축하고 거대 과학 및 인공지능 연구를 지원해 왔습니다. 현재 운영 중인 5호기 '누리온'은 도입된 지 3년 만에 활용률이 80~90%에 달하며 이미 과부하 상태에 놓여 있습니다. 연구자들이 요청하는 자원의 절반 정도만 지원할 수 있는 현 상황을 타개하기 위해, 정부는 국가 플래그십 초고성능 컴퓨터 인프라 고도화 사업을 통해 6호기 구축을 본격적으로 추진하고 있습니다. 초고성능 컴퓨터는 반도체, 시스템, 소프트웨어 기술이 집약된 첨단 기술의 결정체이자 경제와 사회 전반의 초혁신 플랫폼으로 자리 잡고 있습니다. 미국, 중국, 일본 등 세계 주요국들은 매년 조 단위의 예산을 투입하며 엑사스케일급 시스템 구축을 통해 기술 패권 경쟁을 벌이고 있습니다. 우리나라도 이러한 글로벌 흐름에 대응하여 4차 산업혁명 시대의 국가 경쟁력을 확보하고, 컴퓨팅 강국으로 도약하기 위한 선제적인 인프라 확충과 독자적인 기술력 확보가 매우 시급한 상황입니다. 6호기 구축을 위한 수요 예측 결과에 따르면, 우리나라 연구 현장에는 최소 600 페타플롭스(PFLOPS) 이상의 성능이 필요한 것으로 나타났습니다. 이는 글로벌 10위권 이내의 성능 변화 추세를 분석한 하향식(Top-down) 방식과 2,500여 명의 전문가 의견을 수렴한 상향식(Bottom-up) 방식을 종합하여 산출된 목표입니다. 6호기는 전통적인 시뮬레이션 연구는 물론, 최근 급격히 증가하고 있는 초거대 AI 모델 학습 수요까지 충분히 수용할 수 있는 규모로 설계되어 연구 생산성을 획기적으로 높일 전망입니다. 기술적으로 6호기는 CPU와 GPU를 혼합한 투트랙 아키텍처를 채택하여 범용 연산과 인공지능 특화 연산을 동시에 지원할 계획입니다. 특히 인공지능 분야의 수요를 적극적으로 반영하여 GPU 비중을 높게 설정하고, 고속 데이터 처리를 위한 SSD 기반 스토리지와 넓은 대역폭의 인터커넥트를 구성할 예정입니다. 또한, 이미 확보된 전용 공간과 기반 시설을 효율적으로 활용하여 2023년 말 가동을 목표로 하고 있으며, 이는 데이터 폭증 시대에 대응하는 국가적 핵심 전략 자산이 될 것입니다. 6호기의 도입은 항공우주, 미세먼지 예측, 신약 개발과 같은 거대 과학 분야의 한계를 극복하는 중요한 열쇠가 될 것입니다. 실험이 불가능한 극한 환경을 가상 공간에서 정밀하게 모사함으로써 연구의 정확도를 높이고 사회 문제 해결에 직접적으로 기여할 수 있습니다. 동시에 수천억 개의 매개변수를 가진 초거대 AI 모델 개발 등 중소기업과 스타트업이 대기업 수준의 인공지능 경쟁력을 갖출 수 있도록 든든한 연구 기반을 제공하여 국가 전반의 디지털 혁신을 가속화할 것입니다. 일각에서는 상용 클라우드 서비스 이용을 대안으로 제시하기도 하지만, 높은 활용률을 상시 유지해야 하는 연구 인프라의 특성상 자체 구축이 훨씬 경제적입니다. 6호기를 클라우드로 대체할 경우 소요 비용이 약 2조 원 이상으로 추산되나, 직접 구축 시에는 약 3천억 원 규모로 해결이 가능하여 예산 효율성이 매우 높습니다. 또한 노후화된 시스템을 유지하는 것보다 고효율의 최신 장비로 교체하는 것이 전기료와 유지보수 측면에서 국가 재정 운영에 훨씬 유리하다는 점도 확인되었습니다. 본 사업은 단순히 장비를 도입하는 것에 그치지 않고, 국산 기술력을 배양하여 궁극적으로 우리 기술로 초고성능 컴퓨터를 만드는 기틀을 마련하는 데 목적이 있습니다. 6호기 구축 이후에도 7호기 로드맵을 이어가며 국가 전략 분야에 자원을 집중 배분하고, 사용자 교육과 최적화 지원을 강화하여 연구자들이 마음껏 도전할 수 있는 환경을 조성할 것입니다. 이는 우리나라가 과학기술 강국으로 발돋움하고 미래 산업의 주도권을 선점하는 중요한 이정표가 될 것으로 기대됩니다.

국가 플래그십 초고성능컴퓨팅 인프라 고도화 사업 온라인 공청회(21.11.10)
한국과학기술정보연구원
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누리온에어 | 슈퍼컴퓨터, 누리온으로 뭘 하나요❔

한국과학기술정보연구원(KISTI)에서 운영하는 국가 슈퍼컴퓨터 5호기 '누리온'은 단순한 계산 장비를 넘어 국가 R&D 혁신의 핵심 기반으로 자리 잡고 있습니다. 슈퍼컴퓨터는 엄청난 양의 연산이 필요한 연구를 수행하기 위해 필수적인 자원이며, 특히 나노 소재, 바이오, 천체 물리 등 데이터 집약적인 분야에서 그 진가를 발휘합니다. 누리온은 과학적 발견을 가속화하기 위해 설계된 정밀 장비로서, 연구자들이 복잡한 수식을 풀거나 방대한 데이터를 분석하는 데 중점적으로 활용되고 있습니다. 많은 분이 슈퍼컴퓨터의 성능에 감탄하며 게임이나 가상자산 채굴, 주식 예측 등에 활용할 수 있는지 궁금해하시기도 합니다. 하지만 누리온은 엄격한 관리 감독 아래 국가적인 과제를 해결하는 데에만 사용됩니다. 현재 우주의 기원 연구와 같은 초거대 과학 과제는 물론, 기상 예측, 재난 대응, 교통 문제 해결 등 우리 사회가 직면한 다양한 현안을 분석하는 데 투입되고 있습니다. 누리온은 공익과 국가 경쟁력 강화를 위한 공공의 자산으로서 사회 전반의 문제를 해결하는 해결사 역할을 수행하고 있습니다. 최근 전 세계를 위협했던 코로나19 팬데믹 상황에서도 누리온은 결정적인 역할을 수행했습니다. 바이러스의 확산세가 거세던 시기, 연구진은 누리온의 연산 능력을 활용해 대상 단백질에 적합한 약물을 스크리닝하고 단백질의 억제 기제를 연구했습니다. 특히 서울대와 미국 캘리포니아대 등 국내외 유수 기관과의 공동 연구를 통해 코로나바이러스 스파이크 단백질의 정밀한 구조를 밝혀내는 성과를 거두기도 했습니다. 이처럼 시급한 국가적 위기 상황에서 슈퍼컴퓨터는 빠른 대응을 가능케 하여 과학적 방역의 토대를 마련했습니다. KISTI는 슈퍼컴퓨터 사용이 어렵다는 편견을 깨기 위해 다양한 지원 프로그램을 운영하고 있습니다. 초보 연구자들을 위해 3개월간 무료로 슈퍼컴퓨터 자원을 제공하며, 최근에는 'KISTI 인텔리전트 클라우드' 서비스를 통해 웹 환경에서도 쉽게 서버를 구축하고 결과를 실시간으로 시각화할 수 있도록 돕고 있습니다. 이러한 클라우드 기반의 서비스는 복잡한 프로그래밍 환경에 익숙하지 않은 사용자들도 슈퍼컴퓨터의 강력한 기능을 효율적으로 활용할 수 있게 해줍니다. 진입 장벽을 낮춤으로써 더 많은 연구자가 창의적인 아이디어를 실험할 수 있도록 돕고 있습니다. 슈퍼컴퓨터의 적극적인 활용은 미래 과학 인재 양성과 산업 발전으로 이어지는 선순환 구조를 만듭니다. 특히 자원이 부족한 신진 연구자나 중소기업이 누리온을 활용한다면, R&D에 소요되는 시간 및 비용을 획기적으로 단축하여 글로벌 경쟁력을 확보할 수 있습니다. 이는 결국 관련 분야의 일자리 창출과 산업 전반의 질적 향상으로 연결될 것입니다. 슈퍼컴퓨터라는 이름이 주는 중압감을 내려놓고, 많은 연구자와 기업이 누리온이라는 강력한 도구를 적극적으로 활용하여 대한민국 과학기술의 새로운 지평을 열어 가기를 기대합니다.

누리온에어 | 슈퍼컴퓨터, 누리온으로 뭘 하나요❔
한국과학기술정보연구원
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