반도체 전문 온라인 매거진 - 올포칩

엔비디아(www.nvidia.co.kr, CEO 젠슨 황)가 GTC 키노트에서 자사 데이터 센터를 구현한 디지털 트윈(digital twin) 영상을 공개했다. 엔비디아 옴니버스(NVIDIA Omniverse)로 구축된 디지털 트윈은 데이터 센터를 혁신하는 다양한 최신 기술을 보여준다. 

영상 속 데이터 센터는 전설적인 애비 로드 스튜디오(Abbey Road Studios)가 재녹음한 루이스 프리마(Louis Prima)의 대표적인 스윙 음악 ‘싱, 싱, 싱(Sing, Sing, Sing)’에 따라 움직인다. 드럼을 치며 춤추는 데이터 센터의 영상은 단순히 흥을 돋우기 위한 것이 아닌, 전례없는 AI 퍼포먼스를 보여주는 엔비디아 데이터 센터 솔루션의 성능을 기념하기 위해 제작됐다. 

최첨단 AI는 세계에서 가장 큰 과제에 도전하고 있지만, 이에는 수천 개의 하드웨어와 소프트웨어 구성요소가 완벽하게 조화를 이루는 차세대 데이터 센터가 필요하다. 

GTC에서 엔비디아는 비즈니스, 연구 및 예술 분야의 차세대 애플리케이션을 가속화하는 최신 데이터 센터 기술을 선보였다. 이러한 애플리케이션의 컴퓨팅에 대해 증가하는 수요를 따라잡으려면 전체 컴퓨팅 스택에 걸친 최적화와 분산 알고리즘, 소프트웨어 및 시스템 수준의 혁신이 필요하다. 

무어의 법칙(Moore’s law)에 근거한 컴퓨팅 스택의 기초적인 성능 향상은 이러한 애플리케이션의 요구사항을 따라가지 못한다. 2년마다 컴퓨팅 퍼포먼스가 2배 증가할 것으로 예측했던 무어의 법칙은 결국 GPU가 매년 AI 성능을 2배로 끌어올릴 것이라는 황(Huang)의 법칙에 굴복했다. 

실리콘에서 애플리케이션 수준의 소프트웨어에 이르기까지, 컴퓨팅 스택 전체에 걸친 발전은 지난 10년간 가속화 컴퓨팅의 속도를 전례 없이 향상시켰다. 단지 더 빠른 GPU, DPU, CPU만을 의미하는 것이 아니다. 뉴럴 네트워크 모델, 고급 네트워크 기술 및 분산 소프트웨어 알고리즘에 기반한 컴퓨팅은 모두 지속적으로 성장하는 AI 모델에 대한 수요를 충족하는데 필요한 데이터 센터 혁신에 기여한다. 

이러한 혁신을 통해 데이터 센터는 컴퓨팅의 단일 단위가 되었다. 엔비디아 매그넘 (Magnum) IO 소프트웨어와 GTC에서 공개된 엔비디아 NV링크(NVLink) 스위치 시스템과 같은 새로운 혁신을 통해 수천 대의 서버가 하나로 원활하게 작동하여 고급 AI 인프라를 연결한다. 완벽하게 구성된 엔비디아 기술 기반 데이터 센터는 현재로선 상상조차 할 수 없는 혁신을 지원할 것이다. 

데이터 센터의 디지털 트윈

퍼포먼스 영상은 엔비디아가 자체 데이터 센터에 대해 구축한 디지털 트윈을 보여준다. 이는 엔비디아의 설계자와 엔지니어가 시스템의 물리적(physical) 업데이트를 발표하기 전 새로운 구성 또는 소프트웨어 빌드를 테스트해볼 수 있는 물리적 슈퍼컴퓨터의 가상 버전이다. 

데이터 센터의 디지털 트윈을 사용해 지속적인 통합과 제공을 가능하게 할 뿐만 아니라 응답 시간, 자원 사용률, 에너지 소비 등을 확인해 운영 효율성을 최적화할 수 있다. 

디지털 트윈은 팀이 장비 오류를 예측하고, 취약한 연결부를 사전에 교체하며, 적용하기 전에 개선 조치를 테스트할 수 있도록 돕는다. 특정 기업 사용자들이나 애플리케이션을 위해 데이터 센터를 미세 조정할 수 있는 테스트 장소를 제공하기도 한다. 

산업 및 애플리케이션 전반에 걸쳐 적용할 수 있는 디지털 트윈 기술은 이미 창고 최적화, 기후 시뮬레이션, 스마트 공장 개발 및 재생 에너지 계획을 위한 강력한 도구로 사용되고 있다. 

데이터 센터의 디지털 트윈은 엔비디아 DGX 슈퍼(Super)POD과 EGX 기반의 블루필드(BlueField) DPU 및 인피니밴드(InfiniBand) 스위치 탑재 엔비디아 인증 시스템(NVIDIA-Certified systems)을 비롯한 플래그십 기술들로 구성됐다. 옴니버스 아바타(Avatar)로 구축한 애플리케이션인 토이 젠슨(Toy Jensen)의 특별 출연도 퍼포먼스에서 주목할 만할 특징이다. 

이 시각화는 엔비디아 옴니버스(Omniverse)로 개발됐다. 옴니버스는 실시간 시뮬레이션과 3D 설계 협업을 지원하는 플랫폼이다. 옴니버스는 산업 전반에 걸친 크리에이터, 개발자, 엔지니어 및 AI를 한데 모아 공유된 가상 세계에서 함께 작업하도록 하며, 과학과 예술을 연결한다. 

옴니버스 디지털 트윈은 실제 대상의 물리적 특성과 재료를 정확하게 시뮬레이션해 현실에 보다 충실하다. 이러한 사실성을 통해 옴니버스 사용자는 현실에서 적용하기 전에 디지털 공간에서 프로세스, 상호 작용 및 새로운 기술을 테스트할 수 있다. 

모든 공장, 마을 및 도시 또한 디지털 트윈으로 복제될 수 있다. 엣지 컴퓨팅으로 구동되는 커넥티드 센서를 사용하면 이러한 샌드박스(sandbox) 환경을 지속적으로 업데이트해 실제 애셋 또는 시스템의 변경 사항을 반영할 수 있다. 이는 차세대 자율 로봇(autonomous robots), 스마트 도시 및 5G 네트워크의 개발에 도움을 준다. 

디지털 트윈은 물리학, 화학, 생물학 등의 법칙을 학습하고 관련 정보를 컴퓨팅 두뇌에 저장할 수 있다. 마치 수세기 전 왕국이 탐험가를 보내 세계를 여행하고 새로운 지식을 가지고 돌아오도록 한 것처럼, 엣지 센서와 로봇은 오늘날 디지털 트윈 환경을 위한 탐험가 역할을 한다. 각 센서는 디지털 트윈의 두뇌에 새로운 관찰 결과를 가져와 데이터를 통합하고, 이를 통해 학습하며 가상 환경 내의 자율 시스템을 업데이트한다. 이러한 집단 학습은 디지털 트윈을 완벽하게 조정될 것이다.