미·독 연구팀, 차세대 미국 슈퍼컴퓨터 '디스커버리'의 조기 활용 프로젝트 선정
- 6월 중순 발표된 CAAR 프로그램에서 미국 델라웨어 대학과 독일 헬름홀츠 드레스덴-로센도르프센터(HZDR)의 공동 프로젝트 PIConGPU가 9개 선정 과제 중 하나로 이름을 올림
- 연구팀은 AI를 활용해 가장 중요한 고정밀 시뮬레이션만 선별적으로 수행하는 최적화 기법을 제안
- 이는 과학적 문제 해결에 필요한 시뮬레이션만 수행해 슈퍼컴퓨터 자원을 효율적으로 활용하는 방식
- 연구진은 대규모 AI 모델과 고해상도 시뮬레이션을 결합해 레이저 입자 가속기와 레이저 핵융합 장치의 최적 운용 조건을 찾는 것을 목표함
AI로 핵융합 시뮬레이션 효율 향상
- 특히 레이저 핵융합은 차세대 에너지원으로 주목받고 있지만, 레이저 에너지를 핵융합 연료에 효율적으로 전달하는 것이 핵심 과제로 꼽힘
- 나노구조 표적이 에너지 흡수 효율을 높일 수 있는 것으로 알려져 있으나 적절한 재료와 구조를 찾기 위해서는 막대한 실험과 계산이 필요
- 그러나 실제 연구시설과 슈퍼컴퓨터 모두 이용 가능한 시간이 제한돼 있어 연구 수요를 모두 충족하기는 어려움
- 연구팀은 디스커버리의 향상된 성능과 AI 기반 다목적 최적화 기법을 활용해 가장 의미 있는 시뮬레이션만 수행함으로써, 제한된 계산 자원을 최대한 효율적으로 활용할 계획
2029년 본격 가동
- 디스커버리는 늦어도 2028년까지 구축을 완료하고 2029년부터 운영될 예정
- 프런티어(frontier)*보다 훨씬 높은 성능을 갖추며, AI 연산에 특화된 컴퓨팅 클러스터도 함께 구축
* 현재 세계에서 세 번째로 빠른 슈퍼컴퓨터
국제 공동연구는 PIConGPU가 유일
- 더불어, PIConGPU*는 하드웨어 독립형 라이브러리 Alpaka를 기반으로 개발돼 새로운 컴퓨팅 환경에도 쉽게 적용할 수 있음
* Particle-In-Cell on Graphics Processing Unit의 약자인 오픈소스 소프트웨어
- 해당 소프트웨어는 암 방사선 치료용 입자가속기 개발과 고에너지 물리, 광자 연구 등에서 레이저-플라즈마 상호작용을 분석하는 데 활용됨
- 10년 이상 지속적으로 개발돼 온 이 프로젝트는 이번 선정 과제 가운데 유일한 국제 공동연구로, 나머지 8개 과제는 모두 미국 기관이 제출
- 디스커버리는 추후 미국 오크리지국립연구소(ORNL)에 구축될 예정
