곽노필의 미래창
첫 군집위성 12기 발사…초당 5000조번 연산
총 2800기로 초당 100경번 연산 능력 목표

지능형 컴퓨팅 시스템과 위성 간 통신 연결망을 갖춘 ‘삼체 군집컴퓨터’ 위성 12기의 배치도. 저장랩 제공

중국이 세계 처음으로 군집위성을 이용한 우주 슈퍼컴퓨터 구축에 나섰다.

중국의 지능형 컴퓨터 연구개발 기관인 저장랩은 지난 14일 주취안위성발사센터에서 우주 컴퓨터망 구축을 위한 첫 위성 12기를 창정2D 로켓에 실어 발사했다. 위성은 중국 청두에 본사를 둔 아다 스페이스(ADA Space)가 개발했다.

저장랩이 주도하는 이 사업의 정식 명칭은 ‘삼체 군집컴퓨터’(Three-Body Computing Constellation)다. 지상이 아닌 우주에서 직접 데이터를 처리할 수 있는 컴퓨터 시스템을 구축하는 것을 목표로 한다.

12기의 위성은 각각 초당 744조번 연산이 가능하고, 위성들은 초당 100기가비트의 속도로 전송할 수 있는 레이저 통신망으로 연결돼 있다. 또 각 위성에는 80억개의 매개변수를 가진 인공지능 모델이 탑재돼 있어 궤도에서 직접 데이터를 처리할 수 있다. 이들을 연결해 완성될 초기 우주 컴퓨터망은 30테라바이트의 저장 공간과 초당 5000조번의 연산 능력을 갖추게 된다.

이번에 첫 군집위성을 발사한 삼체 군집컴퓨터는 앞으로 총 2800기 위성으로 이뤄지게 된다. 최종적으로 우주에 초당 100경번의 연산 능력을 갖춘 엑사급 슈퍼컴퓨터를 구축하는 것을 목표로 삼고 있다. 이는 2024년 세계에서 가장 강력한 슈퍼컴퓨터로 꼽힌 미국 로런스리버모어국립연구소 엘캐피탄의 연산 능력에 버금가는 수준이다. 엘캐피탄의 연산 능력은 초당 1.72엑사플롭스(172경번)다.

중국이 우주 공간에서 작동하는 슈퍼컴퓨터를 구축하려는 것은 우주 부문에서 발생하는 데이터의 병목 현상을 해소하기 위해서다. 이는 과학, 군사 등 다양한 부문에서 벌이고 있는 미국과의 전략적 경쟁에서 큰 역할을 할 것으로 중국 정부는 기대하고 있다. 이 위성들에는 지구 관측용 원격 감지 탑재체도 있어, 직접 우주에서 생성한 데이터를 실시간으로 처리할 수 있다.

반면 미국과 유럽은 우주 데이터 처리에서 엣지 컴퓨팅 방식을 시험하고 있다. 엣지 컴퓨팅은 데이터를 중앙 데이터센터로 보내지 않고, 데이터 발생 지점 가까이에 서버, 네트워크 장비 등을 배치해 빠르고 효율적으로 데이터를 처리하는 방식이다.

지난 14일 중국 북서부 주취안위성발사센터에서 삼체 군집컴퓨팅 위성 12기를 탑재한 창정 로켓이 이륙하고 있다. CASC(중국항공우주과학기술공사) 제공

에너지 수요와 탄소 발자국도 줄여

우주 컴퓨터는 에너지와 환경 측면에서도 이점을 갖고 있다. 미국의 천체물리학자 조너선 맥도웰은 사우스차이나모닝포스트에 “우주 데이터 센터는 태양광을 에너지원으로 이용할 뿐 아니라 컴퓨터 시스템에서 발생하는 열을 우주로 방출할 수 있어 에너지 수요와 탄소 발자국을 동시에 줄일 수 있다”고 말했다. 

국제에너지기구 추산에 따르면 전 세계 데이터센터는 2026년까지 연간 1000테라와트시 이상의 전기를 소비할 것으로 보인다. 이는 일본의 전체 전기 사용량과 비슷한 수준이다. 데이터센터에서 발생하는 열을 식히려면 막대한 양의 물이 필요하다. 예컨대 구글은 2022년에만 데이터센터 냉각에 197억리터의 물을 사용했다.

맥도웰은 “이런 이점 때문에 앞으로 중국뿐 아니라 미국과 유럽도 우주 데이터센터를 설치할 것으로 예상된다”며 “이번 중국의 위성 발사는 이런 네트워크를 향한 최초의 시도”라고 평가했다.

현재 우주에서 수집한 데이터는 분석을 위해 지구로 보내야 한다. 그러나 지상 기지국이 충분하지 못하고 쓸 수 있는 주파수 대역폭이 제한돼 있어 수집된 데이터를 다 받지 못하거나 데이터 전송이 원활하게 이뤄지지 않는 사례가 종종 발생한다. 우주 컴퓨터 시스템은 우주에서 곧바로 데이터를 처리함으로써 이런 문제를 해소할 수 있다. 

저장랩은 올해 50개 이상의 컴퓨팅 위성을 배치할 계획이다. 저장랩은 2017년 저장성 당국과 저장대, 알리바바가 손을 잡고 설립한 기관으로 인공지능, 지능형 컴퓨팅, 빅데이터 분야를 연구하고 있다.

곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr

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