AI 컴퓨팅 기술 분야의 선두주자인 엔비디아(www.nvidia.co.kr)가 16일부터 21일까지(현지시간) 미국 세인트루이스에서 개최되는 ‘슈퍼컴퓨팅 2025(Supercomputing 2025, SC25)’ 콘퍼런스에서 산업과 컴퓨팅 공학 가속화를 위한 오픈 모델 제품군인 엔비디아 아폴로(NVIDIA Apollo)를 공개했다. 엔비디아 AI 인프라로 가속화된 새로운 AI 물리 모델은 개발자들이 다양한 산업 분야의 시뮬레이션 소프트웨어에 실시간 기능을 통합할 수 있도록 지원할 전망이다.
엔비디아 아폴로 제품군에는 확장성, 성능, 정확성을 위해 개발된 물리 최적화 모델이 포함된다.
• 전자기기 자동화와 반도체: 결함 검사, 컴퓨팅 리소그래피, 전열(electrothermal), 기계 설계
• 구조 역학: 자동차, 가전제품, 항공우주 분야 구조 해석
• 기상과 기후: 세계와 지역 예보, 다운스케일링, 데이터 동기화, 기상 시뮬레이션
• 전산 유체 역학: 제조, 자동차, 항공우주, 에너지 분야 시뮬레이션
• 전자기학: 무선 통신, 레이더 감지, 고속 광학 데이터 시뮬레이션
• 다중 물리학: 핵융합, 플라즈마 시뮬레이션, 유체 구조 상호작용
오픈 모델 제품군은 최신 AI 물리학 발전을 활용해 신경 연산자(neural operator), 트랜스포머, 확산(diffusion) 방법 등 최고 수준의 머신러닝 아키텍처를 도메인별 지식과 결합한다.
엔비디아 아폴로는 사전 훈련된 체크포인트와 훈련, 추론, 벤치마킹을 위한 참조 워크플로우를 제공해 개발자가 특정 요구사항에 맞게 모델을 통합하고 맞춤화할 수 있도록 지원한다.
엔비디아 AI 물리 활용하는 업계 선도 기업들
어플라이드 머티어리얼즈(Applied Materials), 케이던스(Cadence), 램리서치(LAM Research Corp.), 루미너리 클라우드(Luminary Cloud), KLA, 피직스X(PhysicsX), 리스케일(Rescale), 지멘스(Siemens), 시놉시스(Synopsys) 등 업계 선도 기업들이 새로운 오픈 모델을 활용해 자사 AI 기술을 훈련, 미세 조정, 배포할 예정이다. 이들 기업은 이미 엔비디아 AI 모델과 인프라를 활용해 자사 애플리케이션을 강화하고 있다.
어플라이드 머티어리얼즈는 엔비디아 AI 물리를 활용해 제조 공정과 최종 제품의 전력 효율을 개선하는 신소재, 제조 공정을 개발 중이다. 이는 반도체 제조 공정 확장성의 가장 큰 제약 요인을 직접 해결한다. 어플라이드는 엔비디아 GPU와 쿠다(CUDA) 프레임워크를 통해 에이스(ACE)+ 다중물리 소프트웨어 모듈에서 최대 35배 가속화를 달성했다. 이로써 반도체 공정의 신속한 탐색과 최적화를 구현했다. 또한 에이스+ 물리 데이터를 활용해 핵심 소재 수정 기술에 대한 AI 모델을 구축했다. 이를 통해 기존 시뮬레이션에서 얻은 데이터로 훈련돼 새로운 사례를 몇 초 만에 예측할 수 있는 AI 모델인 대리 모델(surrogate model)과 디지털 트윈을 사용한 첨단 반도체 공정 챔버의 유동, 플라즈마, 열 모델링을 거의 실시간으로 수행할 수 있게 됐다.
케이던스는 자사의 피델리티 CFD 소프트웨어의 일부인 피델리티 찰스 솔버(Fidelity Charles Solver)를 활용했다. 피델리티 찰스 솔버는 엔비디아 기반 밀레니엄(Millennium) M2000 슈퍼컴퓨터로 가속화된다. 이를 통해 케이던스는 수천 건의 상세한 시간 종속적 전체 항공기 시뮬레이션으로 구성된 고품질 데이터셋을 생성했다. 이 데이터는 전체 항공기의 실시간 디지털 트윈 구현을 가능케 한 AI 물리 모델 훈련에 사용됐으며, 지난달 엔비디아 GTC 워싱턴 D.C.에서 공개됐다.
램리서치는 엔비디아와 협력해 엔비디아 AI 물리를 활용한 플라즈마 리액터(reactor) 시뮬레이션 가속화 작업을 진행하고 있다. 플라즈마 리액터는 반도체 제조에서 식각과 증착 공정에 필수적인 장비이다.
KLA는 엔비디아 아폴로 모델을 활용해 다양한 시뮬레이션 가속화를 모색할 예정이다. 더 빠르고 정확한 시뮬레이션은 KLA의 기존 역량을 기반으로 새로운 반도체 공정 제어 솔루션 개발을 가속화할 전망이다.
노스롭 그루먼(Northrop Grumman)과 루미너리 클라우드도 엔비디아 AI 물리 모델을 활용해 우주선 추진기 노즐 설계를 가속화하고 있다. 노스롭 그루먼은 엔비디아 쿠다-X 라이브러리를 활용해 CFD 솔버를 가속화했다. 이를 통해 엔비디아 AI 물리 모델로 구동되는 루미너리 클라우드 플랫폼에서 노즐 시뮬레이션용 대리 모델 구축을 위한 대규모 훈련 데이터셋을 생성했다. 이 AI 물리 모델을 통해 노스롭 그루먼 엔지니어들은 수천 가지 설계를 기록적인 시간 내에 신속하게 탐색할 수 있게 될 예정이다.
피직스X의 AI 네이티브 플랫폼은 시뮬레이션과 데이터 관리부터 모델 훈련, 미세 조정, 배포에 이르는 전체 AI 라이프사이클을 지원한다. 또한 엔비디아 AI 물리 인프라와 지멘스 Simcenter X와 같은 시뮬레이션 소프트웨어와 원활하게 통합된다. 피직스X 플랫폼은 자동차, 항공우주, 에너지 등 다양한 분야의 고객이 제품 개발 주기를 획기적으로 단축하고, 시장 출시 시간을 가속화할 수 있도록 지원한다.
리스케일은 자사의 업계 선도적 AI 물리 운영체제에 엔비디아 아폴로 모델을 통합해 엔지니어링 혁신을 가속하고 있다. 리스케일의 완전한 엔드투엔드(end-to-end) 기능 강화로 엔지니어들은 고충실도 제1원리 시뮬레이션과 고속 AI 대리 모델을 매끄럽게 결합할 수 있게 된다. 엔비디아 아폴로 모델의 고급 기능을 리스케일 프레임워크 내에서 활용함으로써, 고객은 기존 시뮬레이션 방식의 정확도를 유지하면서도 방대한 설계 공간을 매우 빠르게 탐색하고 실시간에 가까운 추론 결과를 얻을 수 있게 된다.
지멘스는 Simcenter STAR-CCM+와 같은 주력 유체 시뮬레이션 도구에 엔비디아 AI 물리를 통합하고 있다. 이를 통해 설계자는 고정밀 제1원리 시뮬레이션과 고속 AI 대리 모델을 결합할 수 있다. 결과적으로 기존보다 훨씬 빠른 속도로 설계 옵션을 탐색할 수 있게 됐다.
시놉시스는 엔비디아 AI 물리를 활용해 GPU 가속을 증폭시키고 컴퓨터 공학 분야에서 최대 500배의 속도 향상을 달성하고 있다. 앤시스 플루언트(Ansys Fluent)와 같은 엔비디아 GPU 가속 유체 시뮬레이션 도구의 실행 시간은 AI 물리 대리 모델로 시뮬레이션을 초기화함으로써 크게 단축될 수 있다. 이 접근 방식은 기존 방법으로 시뮬레이션을 초기화하는 것보다 더 빠르다.
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