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May 20, 2023

포토닉스가 연구 컴퓨팅 분야에서 차세대 혁신을 가져올 수 있을까요?

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광컴 컴퓨팅 기술은 연구 성과와 기술 개발에서 급속한 성장을 보이고 있으며 현재 제품이 시장에 진입하고 있습니다. 이 새로운 컴퓨팅 혁명은 과학자와 엔지니어의 연구 역량에 어떤 영향을 미칠까요?

포토닉 기술은 대규모 컴퓨팅 인프라의 데이터 처리 속도에 막대한 잠재적 이점을 제공하는 동시에 네트워킹 및 통신 에너지 소비를 줄일 것을 약속합니다. 이 기술은 슈퍼컴퓨터(HPC 및 AI), 클라우드 컴퓨팅, 데이터 센터 네트워킹, 심지어 양자 컴퓨팅과 같은 고급 컴퓨팅 인프라에 큰 영향을 미칩니다.

성능 병목 현상과 에너지 효율성은 잠재적으로 애플리케이션 성능을 제한하거나 대규모 컴퓨팅을 지속 불가능하게 만들 수 있기 때문에 HPC 및 AI 시스템을 사용하는 과학자와 연구자들에게 점점 더 큰 관심사가 되고 있습니다.

2023년 3월, 옥스퍼드 대학교 스핀아웃인 Lumai는 더 빠르고 효율적인 컴퓨팅을 위한 전광 네트워크 교육 및 심층 광학 분야의 작업을 상용화할 수 있도록 £1.1m Innovate UK Smart Grant를 받았습니다.

2022년 1월 옥스퍼드 대학교에서 분사한 Lumai는 차세대 AI를 위한 전광 신경망을 개발하고 있습니다. 110만 파운드의 스마트 펀딩을 통해 회사는 정보 흐름과 계산이 전자 처리에 의존하지 않는 고급 광학 컴퓨팅 프로세서를 만들고 있습니다. 보조금은 옥스포드 대학과 함께 수여되었으며 IP 그룹 및 Runa Capital의 이전 자금 지원을 따릅니다.

기존 트랜지스터 기반 디지털 전자 장치는 특히 ChatGPT와 같은 획기적인 AI 모델을 지원하기 위한 컴퓨팅 수요가 폭발적으로 증가함에 따라 AI가 제공하는 잠재력을 지원하는 데 어려움을 겪고 있습니다. 이 문제를 해결하기 위해 Lumai의 컴퓨팅 플랫폼은 에너지 효율적이고 초고속 병렬 처리가 가능합니다. Lumai의 광학 신경망은 기존 트랜지스터 기반 디지털 전자 장치보다 1000배 더 빠르고 훨씬 더 지속 가능합니다.

이 자금은 Lumai가 고성능 컴퓨팅 및 머신 비전을 위한 광학 신경망을 구축 및 출시하는 동시에 고급 광학 기술 개발을 주도할 수 있도록 지원할 것입니다.

Lumai의 CEO인 Tim Weil은 다음과 같이 말했습니다. "Innovate UK Smart Grant 수상은 기존 전자 제품보다 훨씬 빠르고 에너지를 덜 소비하는 광학 컴퓨터를 만들려는 팀의 비전과 열정을 보여주는 증거입니다. University of Oxford에서 분사한 후, 이러한 고급 광학 시스템의 기능을 더욱 향상시키기 위해 Innovate UK 프로젝트에서 함께 협력하는 것이 적절합니다. Lumai의 판도를 바꾸는 기술을 전 세계에 선보이게 되어 기쁘게 생각하며 영국 시장과 그 너머에."

HPC 및 AI 시스템의 지속적인 확장은 상당한 에너지 효율성 향상에 달려 있습니다. 오늘날 가장 큰 슈퍼컴퓨터는 최대 20메가와트를 소비할 수 있으며 AI에 대한 지속적인 수요로 인해 에너지 수요가 증가할 수 있습니다.

에너지 효율성을 줄이는 것은 HPC 시스템 제공업체나 HPC 클러스터를 관리 또는 프로비저닝하는 업체에게는 새로운 개념이 아닙니다. 수년 동안 엑사스케일 컴퓨팅을 위한 20MW 전력 포락선이 논의되었습니다. Frontier는 20메가와트 목표를 근소한 차이로 놓쳤을 수도 있지만, 이 시스템은 HPC 업계가 효율적인 HPC 시스템을 개발하는 데 얼마나 멀리 왔는지를 보여줍니다. 예를 들어, Sunway TaihuLight 슈퍼컴퓨터는 2016년 출시 당시 세계에서 가장 강력한 시스템이었습니다. Top500의 2022년 11월 판에서 이 시스템은 현재 93PFlop/s(초당 페타플롭스)의 최고 성능을 제공하여 7위 자리에 올랐습니다. 전력 소비량은 15,371kW(15.3MW)입니다. 이에 비해 2022년에 출시된 LUMI 시스템은 309PFlop/s에서 Sunway TaihuLight의 거의 3배에 달하는 성능을 제공하지만 6,016kW(6.0MW)로 전력의 일부만 소비합니다.

그러나 HPC 클라우드 및 AI 컴퓨팅이 계속 성장함에 따라 더 많은 과학자와 연구자가 고급 컴퓨팅 인프라에 액세스하고 있습니다. 클라우드와 AI 시장은 여전히 ​​상당한 성장을 보이고 있습니다. AI 슈퍼컴퓨터에 대한 수요가 증가함에 따라 기술을 더욱 지속 가능하게 만들기 위한 조치를 취해야 합니다.