▲ 세리브라스 시스템즈의 인공지능 컴퓨터 'CS-1'

인공지능(AI) 시스템이 연소 시뮬레이션 테스트에서 수퍼컴퓨터를 제압했다.

‘IEEE 스펙트럼’에 따르면 세리브라스 시스템즈(Cerebras Systems)는 원자력발전소내 연소 시뮬레이션 테스트에서 세계 69위의 성능을 갖고 있는 줄(Joule) 수퍼컴퓨터를 제압하는 성능을 보여줬다.

세리브라스 시스템즈는 웨이퍼 크기의 칩을 이용해 업계에서 가장 빠른 인공지능 컴퓨터인 'CS-1'을 개발한 기업으로, 신경망 훈련 분야에서 두드러진 역할을 하고 있다. 최근에는 전통적인 수퍼컴퓨팅 영역에 도전하고 있다.

세리브라스가 협력기관인 ‘전미에너지기술센터(NETC)’와 공동으로 시뮬레이션 테스트를 진행한 결과 인공지능 컴퓨터인 CS-1이 현존하는 CPU 또는 GPU 기반의 수퍼컴퓨터보다 빠른 연산 속도를 보였다. 이번 연구 성과는 수퍼컴퓨터 전문 컨퍼런스인 ‘SC20’에서 발표됐다.

세리브라스 시스템즈의 앤드류 펠드맨 CEO는 “세리브라스 인공지능 아키텍처가 단 하나만의 재주만 갖고 있는 것은 아니다”라면서 날씨 예측, 비행기 날개 설계, 원자력발전소의 온도 예측 등 긴시간에 걸쳐 공간내 유체의 움직임을 시뮬레이션하는 데 유용하게 활용할 수 있다고 지적했다.

시뮬레이션 과정은 ‘세계(world)‘를 다수의 큐브 세트(cube set)로 분리하며, 이들 큐브 안의 유체 움직임을 통해 시뮬레이션 작업을 진행한다. 1백만개 이상의 큐브들과 50만개의 변수가 존재한다. 앤드류 펠드맨 CEO에 따르면 시뮬레이션 문제를 해결하기 위해선 수많은 코어와 메모리를 갖춘 컴퓨터 시스템이 필요하며, 코어와 코어간, 코어와 메모리간을 연결하는데도 많은 대역폭이 요구된다. 세리브라스 시스템즈의 CS-1 인공지능 컴퓨터는 40만개의 코어, 18GB의 메모리, 9페타바이트의 대역폭을 지원한다.

NETL 과학자들은 이번에 세리브라스의 CS-1과 주울의 수퍼컴퓨터를 활용해 원자력 발전소에서 연소 과정을 테스트했다. 주울 슈퍼컴퓨터는 8만 4천개의 CPU 코어를 갖고 있으며 450kw의 전력을 소비한다. 세리브라스의 CS-1 컴퓨터의 소비전력은 20kw이다. 울은 2.1밀리초에 시뮬레이션 연산 작업을 완료했는데 반해 CS-1은 6마이크로초에 연산을 완료, 200배 이상 빠른 성능을 보였다.

이번 테스트 결과 주울 수퍼컴퓨터는 8만 4천개의 코어 가운데 1만 6384개의 코어를 활용했을 때 연산 속도가 정점에 도달한 것으로 나타났다. 마치 주방에 요리사를 계속 투입한다고 해서 요리가 빨리 나오지 않는 것처럼 너무 많은 코어를 투입하는 게 오히려 연산속도를 낮출 수 있다는 설명이다. 한계는 코어와 코어간 연결, 코어와 메모리간 연결에서 나왔다. 이에 비해 세리브라스는 수직으로 이뤄진 스택(stack) 어레이를 프로세서 코어 어레이어와 각각 일치시키는 방식으로 문제를 해결했다는 것이다.