정부가 오는 2030년까지 1초에 100경번의 계산을 수행하는 세계 컴퓨팅파워 5위 수준 성능의 슈퍼컴퓨터를 자체 중앙처리장치(CPU) 기반의 독자 기술로 구축하겠다고 선언했다. 이를 통해 소재·나노, 자율주행, 국방·안보 등 10대 전략분야 산업을 중점 육성할 계획이다.

과학기술정보통신부는 28일 제36차 비상경제 중앙대책본부 회의에서 관계부처 합동 '국가초고성능컴퓨팅 혁신전략'을 발표하고, 중점 육성할 10대 전략 분야를 제시했다. 혁신전략은 선도국과의 격차를 극복하고 성장기회를 만드는 10년간의 중장기 실행전략과 3가지 정책방향을 포함한다.

소규모 초고성능컴퓨터 운영 확대를 위해 딥러닝 전용 초고성능컴퓨터 성능을 2025년까지 20페타플롭스(PF) 이상으로 강화하고 올해부터 초고성능컴퓨팅 테스트베드를 구축해 하드웨어·소프트웨어의 성능검증과 신기술도입 검토에 활용한다.

2023년부터 국가슈퍼컴퓨팅센터(이하 '국가센터') 5호기 슈퍼컴퓨터 '누리온'의 후속 기종으로 6호기(2023~2027년), 7호기(2028년~)를 구축해 운영한다. 국가전략과제 해결과 과학연구프로젝트 연구개발(R&D)의 대규모 계산을 지원한다.

2030년까지 기상‧국방‧정밀농업 등 분야별 전문센터를 10개 지정한다. 그 일환으로 올해 하반기 절차와 지원사항을 포함한 전문센터 운영지침을 마련한다. 또 내년부터 국가·전문센터 연수, 파견, 기술교육으로 인력 역량교육을 강화한다.

앞서 선정된 CPU 등 24개 초고성능컴퓨팅 핵심기술을 프로세서‧플랫폼기술‧데이터집약형기술‧활용기반기술 등 4대 분야로 묶고, 연구개발에 집중 투자해 선도국가 대비 60~70% 수준인 기술력을 80% 이상까지 높인다. 자체 CPU 코어 기반 독자 프로세서, 시스템플랫폼, 차세대메모리(NVRAM) 스토리지와 AI 가속 기술, 엑사급 활용기반 소프트웨어를 개발한다.

미국 '크레이(Cray)'같은 국내 초고성능컴퓨터 전문기업 육성을 목표로 경쟁력있는 시스템 기반기술(메인보드 설계·제작, 고집적패키징, 전원·전력제어기술, 초고속 인터커넥트 기술)을 개발해 상용화한다. 내년 상반기 시스템기반기술 제작기술을 확보하고 2024년 상반기까지 자체 프로세서 기반 랙스케일 시스템을 개발한다.

메모리반도체 경쟁력을 기반으로 데이터집약형 메모리 관리, 병렬파일시스템, AI·고성능데이터분석(HPDA) 프레임워크 기술을 개발한다. 연내 병목 최소화 기술(스토리지 버스트 버퍼)를 개발하고 2024년 상반기까지 이종메모리 간 계층관리 기술을 개발한다. 향후 차세대 스토리지와 AI·빅데이터 가속화 기술을 개발한다.

자체 프로세서에 최적화된 오픈소스 기반 시스템 소프트웨어와 수치 라이브러리를 개발한다. 국제협력 등을 통해 엑사급 수치·응용 라이브러리, 프로그래밍 모델, 실행환경을 개발하고 국내 시스템에 적용한다.

이렇게 확보된 프로세서, 메모리 등 자체 부품과 원천기술로 2024년부터 2030년까지 엑사급 초고성능컴퓨터 전체 시스템을 설계부터 제작‧설치까지 독자 수행해, 관련 시스템 역량을 확보, 부품 국산화를 가속화하고 완제품 시장에 진입한다. 핵심 부품과 시스템 플랫폼 분야별 자체 기술역량을 갖춘 국내 기업 1개사 이상을 육성한다.
 
초고성능컴퓨팅 활용 파급효과가 큰 10대 전략분야로 소재·나노, 생명·보건, 정보통신기술(ICT), 기상·기후·환경, 자율주행, 우주, 핵융합·가속기, 제조기반기술, 재난·재해, 국방·안보를 도출해 컴퓨팅자원을 배분하고 연구계·산업계·공공서비스 분야 수요맞춤형 지원을 수행한다.

구축되는 국가초고성능컴퓨팅자원을 통합해 분야별, 주체별로 전략적으로 지원한다. 국가 10대 전략 분야에 전체 자원의 50% 이상을 배분한다. 사용자 다양화, 확산 가속화를 위해 정부와 공공기관, 민간기업에 국가 자원의 최대 10%를 전용 자원으로 제공하고, 최대 20%를 기업에 전용 자원으로 제공한다.

비즈니스 친화적 국가초고성능컴퓨팅 환경을 조성하기 위해 내년까지 데이터 관리규정을 마련하고 2023년까지 관련 데이터 유출·공개 원천 차단기술 적용 등 보안기술체계를 강화한다. 2023년부터 국가·전문센터 중심으로 민·관 협력모델을 마련해 기업이 자사 전용 초고성능컴퓨터 구축과 운영을 공공센터에 위탁하는 협력프로그램을 활성화한다.

올해부터 공공서비스에 초고성능컴퓨팅을 적극 도입·활용할 수 있도록 초고성능컴퓨팅 전문가 컨설팅과 실증을 지원하는 '초고성능컴퓨팅 전문가 네트워크'를 구축하고 운영한다. 정부R&D사업과 연계해 초고성능컴퓨팅을 통해서만 가능한 국가 전략 분야 유망 연구를 지원하는 연구 전용사업을 과제당 연 10억원 규모로 신설해 내년부터 운영한다.

2030년까지 초고성능컴퓨팅 기반 혁신적 서비스 모델을 발굴하고 애플리케이션 개발과 초기 운영 전용자원 제공 등 지원을 확대한다. 범죄예측, 재난·재해 감지, 스마트시티, 공공의사결정 지원, 재해취약성평가, 지속가능한 농업정책, 플라잉카 자율주행, 개인화 의료 서비스, 스마트공장, 사이버테러 감시·대응 등 신규서비스 10개를 창출한다.

초고성능컴퓨터 활용·개발 전문인력을 육성한다. 국가과학기술인력개발원 계산과학 정규교육과정 확대, 국가센터 산업체 수요 특화교육 등 신규·타 분야 연구자 교육훈련 프로그램을 운영한다. 연내 초고성능컴퓨팅 분야 대학ICT연구센터(ITRC)를 신규 지정하고 관련학과 석·박사 대상 R&D사업으로 프로젝트 중심 인력양성(PBL)을 추진한다.

임혜숙 과기정통부 장관은 "초고성능컴퓨팅은 매우 도전적인 분야이지만, 과거 ICT 강국으로의 도약 경험과 세계 최고 수준의 반도체 역량 등을 바탕으로 모든 부처와 민‧관이 한 팀이 되어 혁신전략을 체계적으로 이행하면 소기의 성과를 거둘 수 있을 것"이라며 "독자 기술력 확보와 신서비스 창출 등 국민들이 체감할 수 있는 변화를 만들어 내겠다"고 말했다.

정부는 '범부처 국가초고성능컴퓨팅 협의체'를 구성해 관계부처가 사업 기획, 예산 확보 등을 함께 추진한다. 추진현황과 계획을 주기적으로 관리‧현행화해 혁신전략을 이행해나갈 계획이다.