엔비디아 테슬라 GPU, 신종 인플루엔자 A 바이러스 시뮬레이션에 활용돼

 

 

중국과학 공정기술원, 의약품 개선 및 전염병 예방 연구 위해 GPU 가속 슈퍼컴퓨터 활용

2011년 11월 14일(월요일) — 비주얼 컴퓨팅 분야의 세계적인 선도 기업인 엔비디아(www.nvidia.co.kr, CEO 젠슨황)는 중국과학 공정기술원(Chinese Academy of Sciences, 이하 CAS-IPE)에서 세계 최초로 원자 단계의 완전한 신종 인플루엔자 A (H1N1, 이하 신종 플루) 바이러스를 컴퓨터 시뮬레이션화하는 작업에 엔비디아 테슬라(Tesla) GPU가 활용됐다고 밝혔다.
CAS-IPE 과학자들은 신종 플루 바이러스의 원자구조를 밝히기 위해 “컴퓨터 현미경”으로 분자동역학 시뮬레이션을 사용하고 있다(1). 연구자들은 2,200개 이상의 엔비디아 테슬라 GPU가 내장된 Mole-8.5 GPU-가속 슈퍼컴퓨터를 활용해 신종플루 바이러스를 완벽하게 시뮬레이션하고, 바이러스에 대한 현 이론 및 실험결과를 분석, 확인한 것으로 알려졌다.

CAS-IPE의 조교수인 잉 렌(Ying Ren) 박사는 “Mole-8.5 GPU 슈퍼컴퓨터 덕분에 이전에는 불가능했던 과학연구가 가능해졌다.”며 “보다 효과적으로 유행성 감염병을 통제하고 항바이러스성 의약품 개발하는데 있어 큰 진전이 있었다.”고 평가했다.

박테리아와 바이러스의 실험은 그 반응이 매우 빠르게 일어나고 포착하기도 까다롭기 때문에 매우 어려운 실험 중 하나로 손꼽힌다. 적절한 환경 조건에서도 수 십억 개 입자를 시뮬레이션 해야 하는 복잡성으로 인해 상당한 고난이도의 슈퍼컴퓨팅 시뮬레이션 작업이 필요하다.

CAS-IPE 과학자들은 288개 서버 노드로 구성된Mole-8.5 GPU 슈퍼컴퓨터에서 가동되는 분자동역학 시뮬레이션 어플리케이션을 개발하여 그러한 문제를 해결했다(2). 1펨토초(femtosecond)당 3억개 원자 또는 래디컬(radical)의 ITS(integration time step) 처리로 이 시스템은 하루에 770 피코초(picosecond) 속도로 시뮬레이션 작업을 할 수 있다(1).

신종플루 시뮬레이션 외에도 중국에서는 GPU가 내장된 고성능 컴퓨팅 시스템으로 다음을 포함한 다양한 과학연구를 진행하고 있다.

• 난류 시뮬레이션 – 난류 시뮬레이션은 허리케인 생성에서 화학산업의 혼합공정에 이르기까지 다양한 분야의 연구에 있어 중요하다. 텐진의 국립슈퍼컴퓨터센터에 위치한 슈퍼컴퓨터 티엔허1-A(Tianhe 1-A)를 통해 베이징대학교 과학자들은 난류 시뮬레이션을 성공적으로 진행하였다.
• 날씨 모델링 – 중국국방과학기술대학 과학자들은 티엔허1-A 시스템에서 고밀도 기상연구예보 모델을 통해 RRTM_LW라고 불리는 장파복사물리모델(Long-wave radiation physics model)을 시뮬레이션 했다. GPU 가속 모델은 기존 작업 대비 두 배 개선된 성능으로 예보관들이 보다 디테일하거나 높은 해상도에서 날씨를 모델링 할 수 있게 한다.
• 핵융합에너지 시뮬레이션 – 핵융합에너지연구를 위한 ITER 프로젝트 국제협력체제 소속 어바인(Urvine) 소재 캘리포니아대학 물리학자들은 현재 티엔허1-A GPU 슈퍼컴퓨터를 사용해 퓨전에너지시뮬레이션을 위한 GTC(Gyrokinetic Torodial Code) 소프트웨어를 가속하고 있다.

CAS-IPE에 대한 보다 상세한 정보는 english.ipe.cas.cn 에서, 고성능 컴퓨팅을 위한 엔비디아 테슬라 GPU에 대한 정보는 www.nvidia.co.kr/tesla 에서 확인할 수 있다.

(1) J. Xu, X. Wang, X. He, Y. Ren, W. Ge.J. Li, Mole-8.5 슈퍼컴퓨터 응용: 완전한 인플루엔자 바이러스의 원자레벨연구. 중국과학회보(CSB), 2011. 56: p. 2114-2118.
(2) J. Xu, Y. Ren, W. Ge, X. Yu, X. Yang.J. Li, GPU를 이용한 거대분자 분자동력학 시뮬레이션. 분자시뮬레이션, 2010. 36: p. 1131-1140.

엔비디아(NVIDIA)에 대하여
엔비디아(NVIDIA)는 1999년 GPU(Graphic Processing Unit, 그래픽 프로세싱 유닛)를 최초로 창안, 컴퓨터 그래픽의 힘을 세계에 일깨운 바 있는 비주얼 컴퓨팅 분야의 세계적인 선도 기업이다. 오늘날 엔비디아의 프로세서는 스마트폰에서 슈퍼컴퓨터에 이르기까지 광범위한 제품군에서 활용되고 있다. 엔비디아의 모바일 프로세서는 스마트폰, 태블릿, 오토 인포테인먼트 시스템에서 활용되고 있으며, 엔비디아의 PC용 GPU는 게이머들이 놀라울 정도로 몰입감 넘치는 게임환경을 만끽할 수 있게 한다. 전문가들의 경우, 영화 속의 창의적인 비주얼 효과를 탄생시키거나 골프채에서 점보 제트기에 이르기까지 모든 사물을 디자인하는 작업에 엔비디아 프로세서를 활용하고 있으며, 연구원들은 고성능 컴퓨터 속의 엔비디아 GPU와 함께 과학의 경계를 넓히는 놀라운 일들을 실현해 나가고 있다. 엔비디아가 보유한 특허는 현대 컴퓨팅의 근간을 이루는 다양한 아이디어를 포함하여 미국에서만 2,100개 이상에 달한다. 보다 자세한 내용은 엔비디아 홈페이지(www.nvidia.co.kr)에서 확인할 수 있다.

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