디지털 산업화가 확산되면서 아날로그 시대와는 비교가 되지 않을 만큼 많은 정보와 데이터가 생산되는 시대에 살고 있다. 예를 들면 매 1분 동안 구글은 약 200만건의 검색결과, 유튜브는 약 72시간 분량의 비디오, 스카이프는 약 140만 건의 연결, 메일은 약 2억 4백만 개가 전송된다고 한다. 이렇게 우리의 실생활에서 발생되는 대량의 데이터를 기업들은 각기 목적에 따라 분석하여 전략을 기획하기 위해 컴퓨터를 이용하였으며 인공지능(AI)과 빅데이터 분석이 대세가 되면서 일반적인 컴퓨팅 자원으로는 방대한 양의 데이터를 더욱 빠르게 처리하기를 요구하는 현재의 추세를 맞춰 나가기 어려워졌다. 때문에 최근에는 빅데이터를 소화해 내기 위해 고성능 컴퓨팅(High Performance Computing, 이하 HPC)를 활용하고 있다.

[출처: Qmee]

HPC는 대용량의 정보를 고속으로 처리해 주는 고성능 컴퓨팅 환경으로 글로벌 경제에서 경쟁력의 유지 및 우위 확보를 위한 시장 진입 속도(speed to market)의 요구를 위해 컴퓨팅 파워를 이용하여 고도로 복잡한 문제 해결, 비즈니스 크리티컬 분석 작업을 수행, 연산 집약형 작업 부하 처리 등 복잡한 작업을 더욱 빠르고 효율적으로 수행하는 것을 말한다. 초기에는 국가 주도의 연구 과제 수행이나 기상청 날씨 예측 프로그램의 하드웨어(HW) 인프라로 쓰였으나 최근에는 유전체학, 컴퓨터 화학, 재무 위험 모델링과 지질 탄성파 영상화 등 다양한 분야에서 심층적인 통찰력을 얻으려는 기업이 추구하는 플랫폼으로 부상하고 있다. HPC는 복잡한 수학적 계산을 해야하는 과학자들에 의해 처음 수용되었고, 이제 여러 분야에 걸쳐 광범위한 기업의 주목을 받고 있다.

한편 전 세계 HPC 시장에서 최근 HPE(Hewlett Packard Enterprise, 이하 HPE)가 주목받고 있다. 지난 2016년 슈퍼컴퓨터 전문기업인 ‘실리콘그래픽스인터내셔널(SGI)’를 인수한데 이어 지난 5월 글로벌 슈퍼컴퓨터 분야 리더인 ‘크레이(Cray)’를 약 13억 달러에 인수하였다. 국내 기상청, 한국과학기술정보연구원(KISTI) 등이 대표적으로 크레이의 시스템을 활용한 슈퍼컴을 이미 사용하고 있다.

당시 안토니오 네리 HPE 최고경영자(CEO)는 “사회에서 가장 시급한 문제에 대한 해답은 엄청난 양의 데이터에 묻혀있다. 이 데이터를 처리하고 분석하는 것만으로 의학, 기후 변화, 우주 등 중요한 문제에 대한 해답을 얻을 수 있다”며 “슈퍼컴퓨터 분야의 글로벌 기술 리더인 크레이와 혁신에 대한 깊은 의지를 공유하고, 세계 수준의 팀과 기술을 결합해 차세대 HPC를 주도하고 사람들의 생활 방식을 발전시키는 데 중요한 역할을 할 수 있는 기회를 갖게 될 것”이라고 강조했다.

네리 CEO의 의견에 따라 HPE는 HPC를 활용하여 다양한 프로젝트를 진행하고 있다. 대표적으로 미국 항공우주국(NASA) 에임즈 연구소에 인류 달탐사 지원을 위한 에이트컨(Aitken) 슈퍼컴퓨터를 맞춤 설계해 제공하고 다양한 프로그램을 지원한다고 지난 5월 밝혔다.

HPE의 인류 관련 프로젝트는 최근에도 있었다. 이번에는 유전체학이다.

HPE는 지난 17일부터 21일 까지 덴버 콜로라도 컨벤션센터에서 진행한 The International Conference for High Performance Computing(이하 SC19)에 참여하여 HPC 기술력과 활용 사례 등을 공개했다.

HPE는 SC19 부스에서 자사의 HPC 데이터 분석 성능 데모 시연을 위해 글로벌 유전체분석 정밀기업 이원다이애그노믹스㈜ (이하 EDGC)의 액체생검 데이터를 활용했다. 기존 일반적인 서버와 HPE의 HPC에서 액체생검 데이터를 분석하고 그 결과를 비교하는 데모세션을 진행하였고 HPC를 활용했을 때 기존 서버 대비 작게는 16%에서 많게는 54%까지 시간이 단축되는 결과를 보여줬다.

액체생검은 혈액이나 소변, 타액 같은 액체에서 특정 장기(조직(에서 유리된 DNA, RNA, 마이크로 RNA, 단백질 등을 얻어 조직의 병변 상태를 진단하는 것으로 암을 조기에 치료할 수 있어 곧 암 정복이 가능할 것으로 전망하고 있다.

EDGC는 혈장내 유리 DNA(cfDNA)를 추출하면 암세포에서 유래된 ctDNA(circulating tumor DNA)가 섞여 있으며, 이 샘플의 분석을 통해 암과 연관성이 높은 체세포 돌연변이를 관찰하거나 암에서 특이적으로 발생하는 패턴을 관찰하여 암의 존재여부를 측정하는 압도적인 유전체 분석 기술을 보유하고 있다.

미국의 그레일을 비롯해 세계적으로 액체생검 연구가 진행 중이며, 아시아에서는 EDGC가 액체생검 연구를 주도하고 있다. 대용량의 NGS 데이터가 발생하고 분석해야 하며 이 과정에 HPC를 활용한다면 기술 연구 개발의 속도를 빠르게 하고 보다 정밀하게 진행할 수 있게 된다.

HPE부스에서 액체생검 데이터 분석 관련 발표를 진행한 EDGC 이민섭 박사(공동대표)는 “액체생검 기술 개발에는 실시간 데이터 분석 및 예측모델 계산, AI, 위험 분석, 모델링 등 수많은 과정에서 시스템 활용이 필요하게 된다’며 “HPE의 HPC를 활용하게 된다면 기존 시스템 대비 분석 속도를 크게 단축할 수 있게 되어 본격적인 액체생검 상용화 기술을 보다 앞당길 수 있다고 생각하며 이를 위해 HPE와 지속적인 협업을 추진하겠다”고 밝혔다.

[SC19, 휴렉팩커드(HPE) 부스에 전시된 EDGC 액체생검(Liquid Biopsy)분석 파이프라인 프리젠테이션 현장 사진]