"달에서 AI 돌린다"…HPE, 연말 '우주용 컴퓨터' 발사

달 탐사 로버에 스페이스본 컴퓨터 4 탑재…HPC 벤치마크 수행 예정

휴렛팩커드엔터프라이즈(HPE)가 올해 연말께 인공지능(AI)과 고성능컴퓨팅(HPC)을 달 표면에서 구동하는 실증 실험에 나선다.

HPE는 아스트로랩의 달 탐사 로버 '플립(FLIP)'에 차세대 우주용 컴퓨팅 플랫폼 '스페이스본 컴퓨터 4(SBC4)'를 탑재해 달 남극으로 보낼 예정이라고 21일 밝혔다.

SBC4는 NASA의 상업 달 탑재체 서비스(CLPS) 프로그램과 연계된 임무의 일부다. 플립 로버는 아스트로보틱의 '그리핀-1(Griffin-1)' 착륙선을 통해 달 남극의 몬스 무통(Mons Mouton) 인근에 착륙할 계획이다. 착륙에 성공하면 SBC4는 약 1년간 로버에서 AI 및 HPC 기반 실험을 수행한다.

페이스본 컴퓨터 4가 탑재되는 아스트로보틱의 플립로버(이미지=아스트로보틱)

HPE와 NASA는 SBC4에서 최적화된 대규모 언어모델(LLM) 시험을 진행할 예정이다. 특히 로버 내부 문서를 검색하고 해석하도록 지원하는 검색증강생성(RAG) 시스템이 주요 실험 대상이다.

이와 함께 로버의 카메라와 라이다(LiDAR) 센서가 수집한 데이터를 분석하는 머신러닝 작업도 수행한다. 달 표면에서 수집되는 대량의 영상·환경 데이터를 모두 지구로 전송하는 대신, 현지에서 우선 처리한 뒤 필요한 분석 결과만 보내는 방식이다.

달과 지구 간 통신에는 약 2.5초의 왕복 지연이 발생하고 전송 대역폭도 제한된다. 이 때문에 탐사 로버가 현장에서 자율적으로 데이터를 해석하고 판단하는 엣지 컴퓨팅 역량이 중요해지고 있다.

아스트로랩의 재럿 매튜스 최고경영자(CEO)는 원시 데이터를 모두 지구로 보내기보다 현장에서 처리해 통찰을 전달하는 방식이 대역폭 활용 측면에서 유리하다는 취지로 설명했다.

SBC4에 장착된 프로세서와 GPU 모델은 아직 공개되지 않았다. HPE는 임무 자체가 높은 위험을 수반하는 만큼 컴퓨팅 파트너의 이름을 사전에 공개하지 않는다는 입장이다.

공개된 사양에 따르면 SBC4는 저전력 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), 키옥시아의 BG6 M.2 SSD 2개를 탑재한다. 저장장치는 RAID 1 방식으로 이중화되며 전체 저장 용량은 1TB다.

SBC4의 크기는 약 5×10인치, 두께 약 1인치다. 로버의 전력 공급 및 방열 능력이 제한적인 만큼, 고성능과 저전력·소형화 간 균형이 핵심 과제로 꼽힌다.

플립 로버를 달 표면까지 내려주는 아스트로보틱의 그리핀1 착륙선(이미지=아스트로로보틱)

SBC4는 AI 작업뿐 아니라 HPC 벤치마크도 실행한다. HPE와 아스트로랩은 고성능 리눅스 클러스터 성능 측정에 사용되는 고성능 린팩(HPL)과 고성능 켤레 기울기(HPCG)를 달에서 구동할 예정이다.

실험이 계획대로 진행될 경우 천체 표면에서 이뤄진 첫 탑500 관련 성능 제출 사례가 될 수 있다. HPL은 전 세계 슈퍼컴퓨터 순위를 평가하는 탑500의 대표적인 측정 기준이다.

또 고부하 연산은 달의 긴 밤 동안 로버 내부 장비의 온도를 유지하는 데도 일부 도움이 될 수 있다는 분석이 나온다. 달에서는 약 14일간 이어지는 밤 주기 동안 극저온 환경에 대비해야 한다.

달 표면의 컴퓨팅 장비는 발사와 착륙 과정의 진동, 극심한 온도 변화, 우주 방사선, 태양 입자 등에 노출된다. 그러나 HPE는 상당수 부품을 우주 전용 제품이 아닌 상용 기성품(COTS)으로 구성했다.

핵심은 하드웨어 자체보다 소프트웨어 기반의 이중화·복구 체계다. SSD는 미러링으로 보호하고, 시스템은 하드웨어 상태를 지속적으로 점검한다. 설정된 임계치를 넘는 이상 징후가 나타나면 연산 성능을 낮추거나 재부팅하며, 심각한 경우 장비 손상을 막기 위해 전원을 차단하는 방식이다.

HPE는 국제우주정거장(ISS)에서 수년간 운용한 우주용 컴퓨팅 시스템 경험을 바탕으로 이 방식을 개발해 왔다. 회사 측은 과거 발생했던 SSD 장애 역시 우주 방사선보다 부품 자체의 품질 문제와 관련된 사례가 많았다고 설명했다.

이번 프로젝트는 당장 대규모 우주 데이터센터를 구축하기 위한 사업이라기보다, 달과 심우주 환경에서 자율형 엣지 컴퓨팅이 가능한지를 검증하는 성격이 강하다.

향후 달 기지와 유인 탐사, 자율 주행 로버, 심우주 탐사선에서는 지구와의 실시간 통신이 어렵거나 불가능한 상황이 빈번할 수 있다. 이때 현장 AI 시스템이 탐사 데이터를 분석하고 장비 상태를 판단하며 우선순위를 정할 수 있다면 통신·운영 부담을 줄일 수 있다.

재럿 매튜스 아스트로랩 CEO는 "가능한 한 원시 데이터 전체가 아니라 분석을 통해 얻은 통찰을 지구로 보내는 것이 중요하다"며 "달 현장에서 데이터를 처리하는 엣지 컴퓨팅 역량은 지구와의 통신 대역폭 부담을 줄이는 데 핵심 역할을 할 것"이라고 말했다.