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클릭하시면 더 큰이미지를 보실 수 있습니다'스매시'칩 보드의 구조를 공개 IBM이 '블루진' 슈퍼컴에 사용할 '스매시'칩 보드의 구조를 공개하고 있다.
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과학자들은 인간게놈프로젝트(HGP)가 가져올 경제적 과학적 파급효과는 결국 초고속 컴퓨터와 정밀한 유전자 및 단백질 구조 분석 프로그램 개발에 달려 있다고 보고 있다. 뉴욕 IBM왓슨연구소는 HGP에서 얻은 방대한 생물학적 데이터를 이용, 생명 현상과정을 알아내는 후속 연구프로젝트를 지난해 발표했다. 즉 IBM은 앞으로 5년동안 1억달러 상당의 연구비를 투입, 초당 1000조(1 petaflop)회의 연산능력을 갖는 `블루진(Blue Gene)’이라는 새로운 슈퍼컴을 개발할 계획이라고 밝혔다.
페타플롭의 성능이란 오늘날 세계에서 가장 연산속도가 빠른 미국 로렌스 리버모아 국립연구소의 IBM슈퍼컴과 로스 알라모스연구소에 있는 인텔의 슈퍼컴 성능의 500배 이상이다. 또 세계 체스 선수권자인 개리 카스파로프를 이긴 `딥 블루’라는 슈퍼컴의 1000배 이상, 노트북 PC의 약2백만 배에 달한다. 인류가 컴퓨터를 발명한 이래 `가장 위대한 도전’이 될 것이라는 이 블루진 프로젝트에는 딥블루 제작진과 수학자 생물학자 화학자 그리고 물리학자 등 50여명이 총동원되고 있다.
블루진의 역할은 자연의 그것과 매우 닮은 기능을 수행하는 일이다. 예컨대 생명현상의 핵심인 인체 내 복잡한 단백질의 겹침(folding)현상을 재현하는 데 이용된다. 생명체 안에서 통상적으로 일어나고 있는 생명체의 먹이 섭취 및 배설에서 면역체계에 이르기까지의 과정을 시뮬레이션 함으로써 질병 예방 및 치료에 사용코자 하는 것이다.
하지만 이러한 과정을 모의 실험하려면 현재 한계점에 와 있는 컴퓨터의 속도를 비약적으로 증가시키지 않으면 안된다. 인텔의 공동 창업주인 고든 무어가 1965년 제시한 18개월을 주기로 실리콘 집적도가 2배씩 늘어난다는 이른바 `무어의 법칙’대로라면 앞으로 15년은 걸려야 블루진이 개발될 수 있다는 계산이 나온다. 하지만 고성능 중앙연산처리장치(CUP)를 빠른 전송 라인을 이용, 서로 연결하는 병렬 및 클러스터링 기술이 발달함하고 있음을 감안할 때 컴퓨터의 설계 및 구조체계에 혁신적인 새로운 접근법만 시도하면 5년 내에 블루진 제작이 가능할 것으로 IBM연구진은 내다본다. 만일 이것이 성공하면 IBM 연구는 연산 속도의 한계를 극복하는 돌파구가 될 것이다.
생명공학연구소에서 식물관련 BI계획을 수립 중인 허철구연구원은 ”블루진이 추구하는 혁신적인 컴퓨터 디자인과 구조는 `스매시(SMASH;Simple, Many and Self-Healing)기법’이라고 설명했다. 이 구조는 3가지 점에서 기존 것과 다르다. 우선 ▲운전자가 수행되는 명령 수를 대폭 단순화함으로써 낮은 전력만 갖고서도 연산을 신속히 처리할 수 있다(Simple). ▲약800만개 이상의 연산을 동시에 처리할 수 있는 대용량 병렬처리 능력을 가능케 한다(Many).현재 최대 5000개의 연산처리까지 가능하다. ▲컴퓨터의 자동 안정화와 자동 열조정기능이 가능하고, 연산의 오류를 막을 수 있는 자동 교정용 소프트웨어를 장착하고 있다(Self-Healing). IBM왓슨연구소에 설치될 블루진의 크기는 높이가 약 1.8m, 면적이 144㎡정도.
기억저장과 마이크로프로세서가 별도로 분리돼 있는 기존 컴퓨터와는 달리, 칩제조기술의 발달과 소형화에 힘입어 데이터 기억장치와 프로세서가 동일한 칩 위에 올려짐으로써 데이터의 전송속도가 획기적으로 증가된다. 하지만 블루진이 하나의 단백질 분자의 겹침을 계산하는 데는 꼬박 1년이 걸릴 것이다. 그 단백질 분자가 신체 내에서 겹쳐지는 데는 1초도 안걸린다.
<윤성혜기자>
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