국가 초고성능컴퓨팅 개발 활용 선도 인력양성에 관한 기획 연구

Abstract

I. 추진경과 □ 법 제도 ○ 국가차원의 초고성능컴퓨팅 육성을 위한「국가초고성능컴퓨팅 활용과 육성에 관한 법률」제정 (’11. 11) ○ 「제1차 초고성능컴퓨팅 육성 기본계획(‘13∼’17)」수립(‘12. 12) - 3대 목표(활용확대, 서비스 기반구축, 산업화토대 마련), 10대 정책과제 수립 - 제 6대 정책과제: 수요기반 초고성능컴퓨팅 전문인력 양성 □ 기획과제 수행(미래부, 구)교과부) ○ 국가 리더십 초고성능컴퓨터 구축 • 활용 사업 기획(‘12. 05∼10) ○ 국가 초고성능컴퓨팅 육성 및 활용 방안 기획연구(‘13. 01∼05) ○ 국산 초고성능컴퓨팅 시스템 개발 기획연구(‘13. 01∼05) ○ 슈퍼코리아(Super Korea) 2020 사업 기획(‘13. 10∼12) □ 정책반영 ○ 「'14년도 국가초고성능컴퓨팅 육성 시행계획」확정(‘14. 03) II. 추진경과 ○ 기초과학에서 주요 산업분야, 최신 과학기술(예: 빅데이터 등)까지 초고성능컴퓨터 역할은 대폭 증대되고 있으나, 수요대비 인력공급은 매우 부족 • 초고성능컴퓨터 또는 슈퍼컴퓨터: 보통의 컴퓨터보다 연산속도가 수십 배에서 수백 배이상 빠른 컴퓨터로 대용량의 정보들왅 초고속으로 처리 ※ 세계 1위(이름: 텐허, 중국, 33 PF), 세계 2위(이름: 타이탄, 미국, 17.6 PF), 세계 4위(이름:K-computer, 일본, 10.5 PF), PF(Peta Flops: 초당 1015(1,000조) 실수연산) ○ 국가 초고성능컴퓨터 도입(20PF, 세계 10위권), 국산 초고성능컴퓨터 독자 개발 사업 착수에도 불구하고 개발 및 활용 전문가 육성 사업 전무 - 국가 슈퍼코리아 2020 사업(예비타당성 조사, ‘13.10~12)은 초고성능컴퓨터 도입과 개발사업으로 추진하고, 인력양성 사업은 최우선적으로 별도 추진 • 인력양성 사업은 초고성능컴퓨팅 후발 국가인 우리나라에서 가장 시급히 추진될 사업 • 우수하고 양질의 전문가를 산 • 학 • 연 공동으로 집중 육성하여야 함. 우수한 인력이 공급되지 못할 경우, 국산 초고성능컴퓨터 개발과 구축, 연구개발도 단기사업으로 전락, 미래를 장담하기 어려움 ※ 국가 전문가 회의(‘14.4.4, 미래부, 전문가: 서울대 이재진 교수, UNIST 김성엽 교수, ㈜클루닉스 권대석 대표이사 등) ○ 초고성능컴퓨팅 전문인력은 “컴퓨터공학 + 수학 + 전문연구분야“ 간의 학제간 융합을 통해 양성이 가능한 미래 선도 인력이며, 장기간의 양성 기간이 소요 - 기술의 발전에 따른 초고성능컴퓨터 시스템 복잡도 증가로 지속적 학습과 재교육 필요 ○ 2017년 세계 7위권 초고성능컴퓨팅 강국(기본계획, ‘12.12) 실현을 위해서는 국내 수요 기반의 커리큘럼, 교재, 활용도구의 개발 및 보급 확산이 시급 - 국내에서 사용 중인 초고성능컴퓨팅 인력양성 교재, SW는 대부분 외산(미국, 유럽) III. 사업 목적 및 필요성 □ 추진 목적 ○ 초고성능컴퓨팅 세계 7대 강국 실현을 위한 산 •학 •연 핵심인력 양성 - 수요 기반 초고성능컴퓨팅 활성화-R&D-산업화에 필요한 대학, 연구소, 산업체 인력양성 프로그램 도출 및 시행 - 컴퓨팅+수학+전문응용 융합의 수치해석 SW, 교재 등의 개발을 통한 국가 초고성능 컴퓨팅 인력양성 커리귤럼 보급 확산 - 국가 차원의 추진체계 마련을 통한 미국, 유럽, 일본 수준의 인력 양성 목표 조기 달성 ※ ‘14년도 현재 2,300명 규모의 초고성능컴퓨팅 전문가를 ’17년 25,000 규모로 양성(필요수요33,000명의 76% 달성) IV. 타당성 조사 □ 해외 현황 ○ 국가 주도의 추진체계, 예산지원 및 강력한 지원하에 우수 인력 양성 - 국가 기관은 우산 및 조정기능, 대학 및 연구소는 기초연구기반 계산과학공학 인력육성과 활용 중심 인력양성, 산업체는 수요기반으로 HW 및 SW 인력양성 추진 ※ 예시: 미국의 경우, 국가(HPC Acts, 국가경쟁력위원회), 대학 및 연구소(학위과정, HPC University 등), 산업체(온라인교육, 상용 SW활용 등) □ 국내 현황 ○ 초고성능컴퓨팅 및 계산과학공학 인력양성 추진 중이나 소규모이고, 초급인력 양성 중심 - KISTI 주도로 전문분야 및 산업체 대상의 초급과정 인력양성 수행 - 서울대, 연세대 주도의 계산과학협동과정 운영 ※ 2013년도부터 산․학․연 전문가 참여의 초고성능컴퓨팅 인력양성위원회 구성 및 국가 차원의 계절학교 시범 추진 ○ KISTI 국가 슈퍼컴퓨팅 연구소 ○ UNIST 슈퍼컴퓨팅센터 ○ 서울대학교 매니코어 프로그래밍 연구단 □ 수요조사 결과 ○ 총 322명 응답(대학 184명, 연구소 73명, 산업체 46명, 정부기관 11명, 기타 8명) ○ 2017년 31,032명의 인력 과부족 현상이 발생할 것으로 예측 - 초고성능컴퓨팅 수요인력은 현재 규모(약 12,400명)보다 2배~4배 증대될 것으로 예측 - 관련 산업의 성장규모(24.3%)를 고려한 수요규모 예측과 관련 전공 졸업자 및 취업추이에 따른 공급 규모 예측(10.3%) 결과에 따라 2017년 33,755명의 인력이 필요할 것으로 예측되며, 31,032명의 과부족 현상 발생 예측 ○ 예산지원, 인력양성 및 교육훈련, 시스템 구축, 보상정책 등 정부차원의 시급한 지원(44.7%)이 요구됨 ○ 전기 •전자, 정보 •통신, 화학 •재료, 수학, 기계 •항공, 물리, 화공, 에너지 •자원, 환경,건설 •교통 등 대부분 분야에서 초고성능컴퓨팅 활용 인력 수요가 큼 ○ 초고성능컴퓨터의 성과창출 기여 수준이 70%이상으로 매우 높음, 초고성능컴퓨팅 업무대비 인력부족에 대한 인식이 높음 ○ 초고성능컴퓨팅 인력은 초급보다는 중·고급 인력에 대한 필요성을 높게 인식- 고급(57%), 중급(38.1%), 초급(4.9%)순으로 중·고급 인력에 대한 수요가 매우 높음 ○ 정부차원의 초고성능컴퓨팅 연구개발 인력(30.1%), 활용 인력(29%) 등 시급히 양성 필요- 2017년 수요예측 인력(33,755명) 중 대학(16,878명), 산업체(10,127명), 연구소(6,751명)필요 V. 사업내용 □ 사업 내용 ○ 국가차원의 추진체계 구축 - 산·학·연이 참여하는 ‘국가초고성능컴퓨팅 인력양성위원회’를 ‘국가초고성능컴퓨팅 위원회’ 산하에 설치하여 국가차원의 인력양성을 총괄 - 국가센터와 밀접하게 협력하며 인력양성을 위한 각종 기획과 활성화 업무를 담당할 ‘HPC 교육지원센터’를 지정하여 미래인력양성, 활성화, 대중화 등의 업무를 수행 - HPC Open University 기반의 개방형 교육협력체계 구축 : 초고성능컴퓨팅 관련 온라인 교육 및 강의자료 공유 - 교육 프로그램과 배출 인력의 질을 보증할 수 있는 인증체계 마련 ○ 대학(원)에서의 인력양성 - 미래부 산하의 이공계특성화대학 중 1곳에 ‘초고성능컴퓨팅 선도대학’을 지정하여 관련 전공 개설, 교육 프로그램 신설, 인력양성 등의 시범 사례 발굴 - 협동·연계과정 프로그램을 통한 즉각적 인력양성 프로그램 시행 - 정식학과의 설치는 교육부와의 협의를 통해 중장기적으로 추진 ※ 대학(학부) 커리큘럼 및 교재 개발: 과학계산, 데이터과학, 과학적 가시화로 구분하여 추진 ※ 대학원 커리큘럼 및 교재 개발: 3개 Track(개발/활용중심의 전산학, 기초연구 및 SW 개발의 계산수학, 전문분야 적용)으로 구분하여 추진 ○ 연구소(슈퍼컴퓨팅센터)에서의 인력양성 - ‘HPC 교육연구센터’를 중심으로 즉시 활용 가능한 중·단기 교육 실시 및 교재 개발 - 국가센터, HPC 교육연구센터, 각 연구소 등을 연계하여 활용 전문가 양성 - 단기 교육, 여름/겨울 학교, 방학 중 집중 교육, MOU를 통한 국제협력교육 등 실시 ※ 대학과 차별된 초고성능컴퓨팅 시스템 활용에 필요한 초급(컴퓨터 사용법 등), 중급(C/C++ 등 언어, 라이브러리 사용법 등), 고급(병렬화/최적화 등) 인력양성 및 교재 개발 ※ 상시 실험/실습 가능한 초고성능컴퓨팅 인프라 및 온라인 교육환경 개발/제공 ○ 산업체에서의 인력양성 : 명품 산업인력 양성 - 산업체 실제 수요에 기반하여 대학 내에 인력양성 프로그램 설치 추진 : 계약학과, 연계 과정 등 - 산업체 재직자 대상으로 슈퍼컴 활용 단기 교육 실시 (가상 스쿨 적극 활용) - 관련부처(산자부, 중기청 등)와 협력하여 평생/재취업/재교육 등의 교육 프로그램 확대 ※ 수요 기반의 산업체 인력양성 및 취업연계 프로그램 운영(예: 현대자동차 2~4차 기업대상, NAVER 등과 연계한 Machine Learning 등) ※ 타부처 사업과 중복방지 및 연계 강화(예: 중기청 사업, 교육부 사업 등) ○ 기초과학 R&D 연계의 미래창의 선도인력 양성 - 기초연구와 연계하여 슈퍼컴퓨팅 응용SW 개발을 수행할 수 있는 최고급 전문가 배출 - ‘슈퍼 코리아 2020’ 개발자를 고급 교육에 활용하며, 동시에 개발될 시스템을 효율적으로 사용하고 지원할 인력 배출 ※ 2010년도부터 이종컴퓨터(헤테로컴퓨팅)가 초고성능컴퓨팅의 대표 아키텍춰로 등장하였으며, 이를 지원하는 인력양성 프로그램 및 신규 교재 개발 필요 ※ 2020년 엑사스케일 초고성능컴퓨터 개발 예상. 기존의 펩타스케일 시스템과는 전혀 다른 구성으로 이를 지원하는 수치해석, 라이브러리, 응용 SW 등의 개발왅 위한 인력양성 시급 □ 초고성능컴퓨팅 커리큘럼 설계(안) ○ 대학, 연구소, 산업체 활용의 통합, 연계 커리큘럼 구성(산학연 전문가 협의) VI. 추진 방안 및 소요예산 □ 추진 방안 ○ 국가 초고성능컴퓨팅 인력양성위원회와 HPC 교육지원센터를 통해 국가차원이 균형 잡힌 계획 수립 및 사업 추진 - 국가 초고성능컴퓨팅위원회, 국가초고성능컴퓨팅센터와의 긴밀한 협력 ○ 산·학·연의 강한 협력을 통해 균형적 인력 배출 - 산·학·연 3개의 분야(기둥)에서 독자적 인력양성과 분야간 협력을 동시에 추진 - 3 분야를 아우르면서 개발, 지원, 교육을 담당할 고급 인력 양성 - HPC Open University를 통해 교육 정보 교류 및 대국민 장기적 인식제고 추진 VII. 파급 및 기대효과 ○ 산·학·연 전문고급인력양성을 통해 1,500억원의 투자비용 효과 창출 가능 - 초고성능컴퓨팅 인력양성 사업을 향후 5년간 약 968억원을 투자할 경우 인력양성에 들어가는 최소한의 비용을 고려, 투자대비 약 2.01배의 효과 창출 ○ 국가 차원의 초고성능컴퓨팅 인력양성으로 미래유망 분야 인적자원의 국제적 경쟁력 제고 ○ 국가 초고성능컴퓨팅 성공사례 창출을 리드하여 산업 전체의 활성도 제고 ○ 산업체 현장 활용이 가능한 고급 전문인력의 수급 불균형 해소 기여 ○ 계산과학공학분야 종사자의 교육 및 사기진작을 통한 실질적인 전문인력양성 활성화 추진 ○ 초고성능컴퓨팅 활용인력양성의 중소기업 기술적 지원을 통한 227.5억원 경제적 파급효과 창출 가능