HPC

DoE Fires The $5 Billion Starter Gun For Its AI-Targeted Genesis Mission

지난 8개월 동안, 미국 정부의 제네시스 미션(Genesis Mission)을 이끄는 관계자들은 신흥 AI 역량을 슈퍼컴퓨터 및 최근에는 양자 컴퓨팅과 결합하여 과학 발전을 목표로 하는 임무를 수행하기 위해 다양한 준비 작업을 진행해 왔습니다.

트럼프 대통령이 2025년 11월 최초의 행정 명령을 서명하며 이 이니셔티브를 주도하도록 임무를 부여한 에너지부(Department of Energy)는 지난 5월, 프로그램의 민관 파트너십 성격을 확대하기 위해 제네시스 미션 컨소시엄(Genesis Mission Consortium)을 설립했습니다. 현재 이 컨소시엄은 157개 사설 기업, 142개 대학, 그리고 에너지부와 국가핵안보국(National Nuclear Security Administration)의 16개 국립 연구소를 포함하여 340개 이상의 회원사를 보유하고 있습니다.

지난달에는 프로그램이 양자 제네시스 이니셔티브(Quantum Genesis initiative)를 공개하며, 미래 HPC에서 상당한 새로운 역량의 동력이 될 것으로 예상되는 세 번째 축을 도입했습니다. 이는 슈퍼컴퓨팅과 AI에 더해진 것입니다. 이번 발표는 에너지부가 '과학적으로 관련 있는' 내결함성 양자 시스템(fault-tolerant quantum systems)에 대한 정보 요청을 한 데 이어, 2028년까지 R&D 프로그램용 세계 최초의 해당 컴퓨터를 개발하고 배치하기 위한 야심찬 계획을 수립한 것입니다.

업계의 많은 사람들은 실질적인 내결함성 양자 시스템이 이번 10년 또는 다음 해 초에 등장할 가능성이 높다고 예상하고 있습니다. 그럼에도 불구하고, 업계는 이제 정부 자금이 유입되는 것을 목격하게 될 것이며, 연방 기관들은 이것이 개발 노력과 일정을 가속화할 것으로 기대하는 것 같습니다.

278개 프로젝트 지원

이번 주 업계는 Genesis Mission에 어떤 종류의 자금이 투입되고 정부가 이 미션에 기대하는 바를 자세히 살펴보았습니다. 워싱턴 D.C.에서 열린 첫 번째 Genesis Mission 서밋에서 DoE는 이 이니셔티브를 통해 지원될 최초의 278개 프로젝트를 발표했습니다. 대통령 보좌관이자 백악관 과학기술정책실(White House Office of Science and Technology Policy) 국장인 Michael Kratsios는 Genesis Mission을 확장하기 위해 50억 달러 이상의 연방 자금이 투입되고 있다고 말했습니다.

또한, Kratsios는 의료 및 에너지부터 제조, 인프라, 경제성까지 광범위한 우선순위에 걸쳐 다루어지는 Genesis Mission의 국가 과학기술 도전과제(National Science and Technology Challenges)를 발표했으며, 참가자들은 이 이니셔티브 프레임워크를 활용하여 문제에 접근할 수 있습니다. 예를 들어, 만성 질환의 근본 원인을 찾는 연구원들은 보건복지부(Health and Human Services department), 환경보호국(Environmental Protection Agency), 국립과학재단(National Science Foundation)의 데이터를 사용할 수 있으며, DoE는 AI 기반 디지털 트윈을 활용하여 국가 전력망을 개선할 것입니다.

다른 도전과제로는 생물학적 위협을 조기에 감지하고 출처를 규명하는 것, 무기 시스템 설계를 가속화하는 것, 자율적인 AI 구동 실험실을 구축하는 것 등이 있습니다.

Microsoft와 HPE가 참여하다

제네시스 미션(Genesis Mission)을 통해 발표되는 내용과 더불어, 프로젝트 파트너 컨소시엄의 일원인 Microsoft는 이 노력들을 지원하기 위해 6천만 달러를 투자한다고 밝혔습니다. Microsoft 미국 공공 부문 산업 그룹의 사장인 Chris Barry에 따르면, 이 중 4천만 달러는 향후 3년간 연구자들이 대규모 AI 및 과학 워크로드를 처리하는 데 도움을 주기 위해 Azure 클라우드 컴퓨팅 및 AI 크레딧으로 제공될 것입니다. 나머지 2천만 달러는 클라우드 및 AI 역량 확장을 위한 엔지니어링, 아키텍처, 배포 및 도입 지원에 사용됩니다. 물론 이는 아주 작은 부분일 수 있습니다. 하지만 Microsoft는 Genesis 프로젝트가 AI 슈퍼컴퓨터를 구축하기보다는 임대하기로 결정할 경우, 그 최전선에 서고 싶어 하는 것이 분명합니다.

게다가 Microsoft는 제네시스 미션과 벤더들의 작업을 조정하기 위해 Scientific Partnership Advancing Research and Knowledge (SPARK)를 출범시키며, AI 모델, 시뮬레이션, 데이터 및 실험 워크플로우를 포함하는 Microsoft Discovery 플랫폼에 대한 접근성을 제공하고, Majorana 양자 칩(아래 참조)을 포함하여 양자 연구 분야의 작업을 촉진할 것입니다.

HPE는 자신이 이 프로젝트 중 6개에 선정되었으며, Oak Ridge 국립 연구소에 배치되어 제네시스 미션을 지원하는 최초의 과학용 슈퍼컴퓨터가 될 전용 AI 시스템인 Lux(아래 참조)를 구축하고 있다고 밝혔습니다.

제네시스 미션은 정부 전체 차원의 대규모 공공-민간 노력을 예상하며, 거대한 프로젝트에 자금을 지원하기 위해 많은 돈이 투입되는 이 이니셔티브는 일부 구성원들로부터 최초의 핵폭탄을 개발했던 제2차 세계대전 시대의 맨해튼 프로젝트(Manhattan Project)나 NASA의 아폴로 달 착륙 프로그램과 비견되고 있습니다.

과학의 ‘새로운 황금기’

이달 초, Kratsios는 백악관에 “과학: 새로운 황금기(Science: A New Golden Age)”라는 제목의 보고서를 제출하며 제네시스 미션의 목표를 설명했습니다. 이 보고서는 중국과 같은 국가들과 경쟁이 심화되는 시기에 미국이 신흥 및 핵심 기술 분야에서 선도적인 위치를 유지하는 것을 보장하고, 성공을 위한 장애물을 극복하는 방법을 포함합니다.

보고서에는 또한 국가 과학기술 부문을 활성화하고 그들이 수행하는 작업이 미국인의 삶을 개선하도록 보장할 필요성에 대해서도 언급되어 있습니다.

Kratsios는 “우리가 과학 기관을 과감하게 개혁하고, 국가 규모의 인프라를 구축하며, AI가 학습할 지식 기반에 대한 엄격한 검증을 보장함으로써만 AI와 그 관련 생산성 향상을 완전히 활용할 수 있다”고 썼습니다.

야심과 비효율성의 만남

제네시스 미션은 원대한 목표를 제시하지만, 배경에는 계속되는 현실적인 문제들이 있습니다. 여기에는 의회(Capitol Hill)에서의 지속적인 예산 다툼이 포함되는데, 최근에는 회계연도가 9월에 끝나고 새로운 예산에 합의되지 않을 경우 정부가 정상 운영을 유지하기 위해 하원(House of Representatives)이 계속 결의안(continuing resolution)을 다시 고려해야 하는 상황까지 벌어지고 있습니다.

제네시스 미션의 리더들은 또한 대중과 이 프로젝트의 목표를 지지할 수는 있지만, 반드시 그 수단 자체를 지지하지는 않을 수도 있는 일부 조직들에게도 노력을 설득해야 할 것입니다. 예를 들어, DoE가 올해 초 다루고자 하는 26가지 에너지 관련 과제를 공개한 후, Institute for Progress는 지난주 연방 기관에 목표와 메시지를 간소화할 것을 촉구했습니다. IFP의 선임 메타과학 연구원(Senior Metascience Fellow)인 Dan Turner-Evans에 따르면, 제네시스 미션은 연방 자원, 산업계, 학계, 그리고 국가 연구소를 통해 AI 기반 과학적 발견을 이끌어내는 의도를 달성할 수 있지만, 명확한 목표가 필요합니다.

터너스-에번스는 "결과를 내지 못하는 지나치게 광범위한 제네시스 미션은 DOE의 전반적인 장기 AI 지원을 약화시킬 것이며, 특히 대중이 AI에 대해 부정적인 여론을 형성하고 있는 시점에서는 더욱 그럴 것이다"라고 썼습니다. "소수의 성공적인 시연 사례들이 지속적인 지원에 대한 더 나은 근거를 마련해 줄 것이고, 이를 통해 DOE는 여러 우선순위 영역에 걸쳐 AI를 확장하고 궁극적으로 국가 연구소에 더 많은 자원을 투입할 수 있게 할 것입니다. 이 모든 과정에서 의회와 미국 대중에게 가시적인 성과를 입증하는 것이 가능합니다."

중국으로부터의 도전 과제

그럼에도 불구하고, 센터 전략국제문제연구소(CSIS)에 따르면 제네시스 미션은 미국에게 중요한 시점에 이루어지고 있습니다. 트럼프 대통령의 행정 명령으로 프로젝트가 만들어진 몇 주 후 보고서에서 CSIS의 경제안보기술부장 나빈 기리샨카르와 연구원 겸 부서 선임 프로그램 관리자인 크리스 보르제스는 "높은 수준의 야심"이 두 가지 이유로 중요하다고 썼습니다.

첫 번째는 배터리 화학, 원자력 에너지, 양자 컴퓨팅과 같은 핵심 분야뿐만 아니라 첨단 연구 시설, 인재, AI 기반 발견 플랫폼에서 미국에 도전하는 중국의 진전 상황입니다.

기리샨카르와 보르제스는 "중국은 과학적 노력을 늦추지 않을 것입니다. 초기 지표들은 중국의 다가오는 5개년 계획이 계속해서 과학 발전을 강조할 것이며, 베이징은 STEM 교육, 대규모 연구 시설, AI 기반 연구 플랫폼에 지속적으로 막대한 투자를 하고 있다"고 썼습니다.

국내 상황 강화하기

그들은 또한 미국의 "정체된" 연구 생산성을 지적하며, 연구 입력(researching inputs)과 같은 지출액 및 연구원 수의 추세가 돌파구와 생산성 같은 산출(outputs)보다 더 빠르게 증가하고 있음을 언급했습니다.

그 원인을 알 수 없다고 언급하며, 새로운 발견이 학문 분야가 발전함에 따라 더 어려워지는 경향이 있으며, 본질적으로는 쉬운 질문들이 이미 답변되었기 때문이라는 이론이 있다는 점을 지적했습니다. 다른 사람들은 학술 기관들에 의해 과학 분야들 사이에 인위적인 경계가 높아지고 있다고 지적합니다. 그 결과 과학자들은 점점 더 좁은 문제에 몰리게 되어, 광범위한 발전을 저해하고 있습니다.

그들은 “원인에 관계없이, 행정부는 과학적 생산성이 정체되었다는 견해를 일관되게 받아들여 왔으며 AI가 이러한 추세를 되돌릴 수 있다고 보았습니다”라고 썼고, “Genesis의 출범은 시기적으로 적절합니다. 과학자들은 이미 새로운 과학 발견 도구들을 대규모로 채택하고 있으며, 수요는 기하급수적으로 증가할 것으로 예상됩니다. 미국 과학자들이 필요로 하는 매우 필요한 컴퓨팅 파워를 제공할 수 있는 거대한 GenAI 인프라 구축이 진행 중입니다.”라고 덧붙였습니다.