엔비디아 테슬라, 오픈ACC로 유전체학 연구 가속

– 중국 상해교통대학 연구진, GPU 활용으로 유전체학 어플리케이션 16배 가속

– 유전병 원인 및 치료법 연구 촉진해 보다 효과적인 신약 개발에 기여 전망

뉴스 제공

2012-08-07 10:30

서울--(뉴스와이어)--비주얼 컴퓨팅 분야의 세계적인 선도 기업인 엔비디아(www.nvidia.co.kr, CEO 젠슨황)는 중국 과학자들이 엔비디아 GPU 기반 시스템에서 오픈ACC(OpenACC) 프로그래밍 표준을 활용해 유전체학 어플리케이션을 대폭 가속했다고 밝혔다.

중국 상해교통대학 연구진은 엔비디아® 테슬라®(NVIDIA® Tesla®) GPU 기반 시스템에서 CAPS 엔터프라이즈(CAPS enterprise) 오픈ACC 컴파일러를 사용한 결과 ‘DNA디스트(DNADist)’ 유전체학 어플리케이션 을 16배속으로 실행할 수 있었다. 이는 어플리케이션 코드에 간단한 다이렉티브(Directive) 4개만을 더해 이끌어낸 성과다.

DNA디스트는 진화의 역사에서 다양한 종 간의 유전적 연관성을 연구하기 위한 거리행렬(Distance-matrix) 어플리케이션으로서, 다운증후군, 혈우병, 낭포성 섬유증, 겸상적혈구병 등 유전병 치료법 연구의 초기 단계에 쓰인다. 연구자들은 DNA디스트를 활용해 뉴클레오티드(Nucleotide) 배열을 읽고 DNA 시퀀스 데이터에서 정보를 추출할 수 있으며, 이를 통해 흔히 발병하는 유전병의 원인과 치료법을 보다 정확히 규명할 수 있게 된다. GPU 컴퓨팅을 통한 DNA디스트 어플리케이션 가속은 연구진들이 훨씬 큰 범위의 데이터를 분석할 수 있게 할 뿐 아니라 치료법 연구의 초기 단계부터 적용 가능한 정보를 얻을 수 있게 해 준다.

오픈ACC는 다이렉티브를 사용하는 병렬 컴퓨팅의 프로그래밍 표준으로, 전세계 수백 만 명의 연구자들이 GPU 컴퓨팅의 막대한 파워를 간편하게 사용할 수 있도록 설계됐다. 이를 활용하면 병렬 프로그램에 대한 사전 지식 없이도 익숙한 프로그래밍 모델을 사용해서 수 시간 만에 손쉽게 연구를 가속할 수 있다.

오픈ACC 활용한 GPU 가속으로 보다 신속하고 효율적인 신약 개발에 기여

최소한의 노력으로 어플리케이션을 이전과 확연히 다른 수준까지 빠르게 가속할 수 있는 오픈ACC를 이용해, 로슈(Roche) 등 세계 유수의 제약회사들은 더욱 효과적인 신약을 보다 신속하고 효율적으로 연구, 선별 및 개발할 수 있게 되었다.

로슈 파마 글로벌 인포매틱스(Roche Pharma Global Informatics)의 스티브 팬(Steve Pan) 프로젝트 디렉터는 “로슈에서 사용하는 가장 중요한 어플리케이션 중 하나인 DNA디스트에 오픈ACC를 활용해 너무나 쉽고 빠르게 GPU 가속을 적용할 수 있어 놀랐다”며 “신약 개발이 하루라도 빨라지면 그만큼 많은 생명을 살릴 수 있다는 점을 고려할 때 GPU의 잠재적 영향력은 값으로 따질 수 없을 정도”라고 평했다.

엔비디아의 수미트 굽타(Sumit Gupta) 테슬라 비즈니스 시니어 디렉터는 “방대한 양의 축적된 DNA 시퀀스 데이터에서 유의미한 정보를 추출하기 위해서는 점점 더 많은 전산파워가 필요하다.”고 힘주어 말했다. 그는 “오픈ACC를 활용하면 GPU 가속장치의 무궁무진한 성능을 쉽고 빠르게 적용해 엄청난 양의 게놈 데이터를 분석할 수 있다”며 “이를 통해 생물체계 연구에 소요되는 시간이 크게 줄어들어, 보다 효과적인 차세대 신약을 개발할 가능성이 높아지게 된다”고 말했다.

이미 다수의 연구자와 엔지니어가 오픈ACC 지원 컴파일러와 하이브리드 CPU/GPU 컴퓨팅 시스템을 사용해 CAD/CAM, 이미지 프로세싱, 재료과학, 분자동력학, 양자화학 등 각종 어플리케이션을 가속하고 있으며, 그 수는 점점 늘어나고 있다. 많은 사용자들이 이를 통해 불과 몇 시간 만에 5-10배 혹은 그보다 높은 성능으로 어플리케이션을 가속할 수 있었다고 밝혔다.

오픈ACC 및 DNA디스트 관련 웹 세미나, 2012년 9월 6일 개최 예정

CAPS 엔터프라이즈는 2012년 9월 6일 무료 개방 웹 세미나를 개최해, 오픈ACC 사용 사례와 모범 사례를 소개하고 DNA디스트 어플리케이션 가속에 대한 보다 상세한 정보를 제공할 예정이다. 웹 세미나에 대한 세부사항 및 등록 안내는 www2.gotomeeting.com/register/668751466 에서 확인할 수 있다.

엔비디아 테슬라 GPU 관련 정보

DNA디스트 유전체학 어플리케이션 가속에 활용된 테슬라 GPU는 엔비디아 쿠다 병렬 컴퓨팅 플랫폼에 기반한 대량 병렬 가속을 가능케 한다. 고효율·고성능 컴퓨팅, 컴퓨터 과학 및 슈퍼컴퓨팅을 위해 설계되어 다양한 과학 및 상업 어플리케이션 구동 시 CPU 단독 방식 대비 훨씬 높은 어플리케이션 가속을 제공한다.

엔비디아 테슬라 GPU에 대한 자세한 정보는 www.nvidia.co.kr/tesla에서 찾아볼 수 있으며, 엔비디아 쿠다(CUDA) 병렬 컴퓨팅 아키텍처에 대한 상세 내용은 www.nvidia.co.kr/cuda 에서 확인할 수 있다.

웹사이트: http://www.nvidia.co.kr