사례 연구 멕시코 공과 대학교/티후아나 공과 대학교 멕시코 공과 대학교/티후아나 공과 대학교
IBM Power Systems의 진화적 컴퓨팅을 통해 최고의 사회 과학 연구 수행
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티후아나 공과 대학교는 사회 과학 문제를 비롯해 머신 러닝이 필요한 다양한 현실 영역에 대한 연구를 수행하고 있었습니다. 이 연구소의 x86 인프라는 원하는 것을 달성하는 데 필요한 성능과 확장성을 갖추지 못하고 있었습니다. 이 연구소는 고성능 컴퓨팅을 위해 IBM Power Systems S822LC에 IBM Cloud Private과 Docker를 구축했습니다.

비즈니스 과제

티후아나 공과 대학교는 사회 과학 문제를 비롯해 머신 러닝과 최적화가 필요한 여러 분야에 대해 최고의 연구를 수행할 준비를 하고 있었습니다. 연구소의 x86 인프라는 이러한 작업에 필요한 연산을 수행하기 위한 성능과 확장성을 갖추지 못했습니다.

혁신적 변화

티후아나 공과 대학교는 IBM과 협력하여 IBM Cloud Private과 고성능 컴퓨팅용 IBM 파워 시스템 S822LC의 도커를 통해 최고 수준의 연구를 위한 IT 인프라를 구축하고, 진화적 연산에 기반한 자체 머신 러닝 시스템을 개발했습니다.

결과 x86의 연산 시간 대비
100배 이상 빠른 속도
처리 시간을
4시간에서 1분으로 단축
1백만 개 이상의 데이터 포인트와
수십만 개의 기능으로 확장 가능
비즈니스 도전 스토리
최고의 연구를 위한 IT 인프라 구축

티후아나 공과 대학교(Technological Institute of Tijuana)는 멕시코 바하 캘리포니아 주 티후아나에 위치한 고등 교육 기관입니다. 1971년 9월 17일에 설립된 이 연구소는 주 최초의 고등 교육 기관 중 하나입니다. 2개의 캠퍼스에서 학사 과정 21개, 석사 과정 6개, 박사 과정 3개를 제공하는 이 기관은 전문적인 과학 인재를 지역에 공급하는 핵심 원천입니다. 이 기관은 해당 지역의 기술 수요에 맞는 학부, 석사 및 박사 수준의 고등 교육 서비스를 제공하는 것입니다.

이 연구소는 멕시코와 미국 사이의 국경 도시와 관련된 인간의 이민 패턴 및 기타 사회 과학 문제 등, 머신 러닝 기술로 해결할 수 있는 현실 문제를 연구해 왔습니다. 이 기관은 매우 큰 데이터 세트를 가지고 자체 알고리즘을 개발하고 있었습니다. 이 알고리즘은 인간의 이주 패턴과 사회에 영향을 미치는 기타 문제를 예측하는 데 사용됩니다. 그러나 기존 인프라가 이 문제에 대한 연구를 최고 수준으로 수행하는 데 필요한 역량을 갖추고 있는지 여부를 고민하기 시작했습니다.

이 연구소는 Intel Xeon 프로세서가 탑재된 기존 Dell 서버를 보유하고 있었습니다. 팀은 이러한 서버가 빅 데이터로 수행하려는 연구, 특히 복잡한 최적화 및 학습 프로세스를 수행하는 데 필요한 대역폭과 기능을 갖추지 못했다는 결론에 도달했습니다. 고성능 컴퓨팅 워크로드를 처리하려면 GPU를 갖춘 가속화된 서버가 필요했습니다. 또한 이러한 서버는 데이터 세트의 수요를 충족하기 위해 확장할 수 있어야 합니다.    

티후아나 공과 대학교의 전기 및 전자 공학부 연구 교수인 레오나르도 트루히요(Leonardo Trujillo) 박사는 최고 수준의 연구를 수행할 수 있는 고성능 컴퓨팅을 위한 IT 인프라를 연구하기 시작했습니다. IBM과 NVIDIA가 협력하여 엔터프라이즈 AI 및 고성능 컴퓨팅을 제공한다는 점을 알고 있었던 이 기관은 Power Systems로 연구 인프라를 구축하는 것을 고려하기 시작했습니다. IBM과 이야기를 나누고 고성능 컴퓨팅을 위한 Power Systems를 연구한 결과, 팀은 이것이 그들이 나아가야 할 방향이라고 확신했습니다. 이들은 IBM Power Systems와 함께 새로운 연구 인프라를 구축하기 시작했습니다.      

혁신 스토리
계산 시간 단축 및 확장성 향상

티후아나 공과 대학교는 IBM과 협력하여 Power Systems S822LC for High Performance Computing에 IBM Cloud Private을 도입했습니다. Power Systems S822LC for High Performance Computing은 더 빠른 CPU와 GPU 간 통신을 위한 NVIDIA Tesla GPU 및 NVLink 기술을 갖춘 가속화된 서버입니다. IBM Cloud Private on Power는 개발자가 컨테이너화된 애플리케이션을 쉽게 빌드하고 배포할 수 있도록 지원하는 개방형 Kubernetes 플랫폼입니다. 트루히요 박사와 그의 팀은 IBM Cloud Private on Power를 통해 고성능 컴퓨팅 애플리케이션을 온프레미스 프라이빗 클라우드 환경에서 안전하고 최고의 가용성으로 신속하게 배포할 수 있습니다.  

또한 연구소는 새로운 IBM Power Systems 인프라에 Docker 컨테이너를 배포했습니다. Docker는 컨테이너 기반 애플리케이션을 시작하려는 개발자에게 적합한 엔터프라이즈 컨테이너 소프트웨어를 제공합니다. 트루히요 박사와 그의 팀은 IBM Power Systems의 Docker를 사용해 AI 알고리즘을 컨테이너화 함으로써 대규모 데이터 세트에 대한 특정 검색을 수행할 수 있습니다. 빅 데이터 세트 내의 검색을 세그먼트로 나누고 특정 검색에만 집중하는 Docker 컨테이너를 실행하여 특정 인사이트를 찾는 데 소요되는 시간을 줄이고, 매우 간단하고 효율적인 방식으로 정교한 최신 검색 패턴을 수행할 수 있습니다.       

연구팀은 IBM Cloud Private 및 Power Systems의 Docker를 통해 기존 Dell 및 Intel Xeon 인프라에서 약 4시간이 걸리던 연구 워크로드 연산 시간을 단 1~2분으로 단축하여 속도를 100배 이상 개선할 수 있었습니다. IBM Power Systems에서 NVIDIA NVLink 기술을 사용하면 기존 아키텍처보다 더 빠르게 CPU와 GPU 사이에 데이터를 전송할 수 있습니다. IBM Power Systems는 x86 Server보다 최대 5.6배 더 많은 I/O 대역폭을 제공하여 고성능 컴퓨팅 워크로드의 병목 현상을 줄여줍니다. 트루히요 박사의 팀은 CPU와 GPU 간에 RAM을 공유해 성능을 더 향상시킬 수도 있습니다. 컨테이너 기반 접근 방식은 또한 연구실에 합류하는 젊은 연구원과 학생의 배포 시간과 학습 곡선을 줄여줍니다.

트루히요 박사와 그의 팀은 기존의 기존 인프라를 통해 이전보다 더 빠르고 더 멀리 확장할 수 있습니다. 확장성은 연구 애플리케이션을 위해 검색 모델의 역학을 보다 정확하게 특성화할 수 있게 해주기 때문에 연구자들이 수행하는 작업에 매우 중요합니다. 기존의 기존 인프라에서는 1,000~2,000개의 데이터 검색 포인트만 사용하여 워크스테이션을 실행할 수 있었습니다. 이제 Power Systems를 사용하여 데이터 포인트를 백만 개 이상으로 확장할 수 있습니다. 이러한 확장성 덕분에, 데이터에 대해 지금까지 얻을 수 없었던 새로운 통찰력을 얻을 수 있습니다. 

저희는 진화 컴퓨팅과 머신 러닝의 교차점인 유전 프로그래밍이라는 분야에서 정교한 검색 및 최적화 방법을 사용하여 인상적인 예측 도구를 자동으로 생성할 수 있지만, 이를 위해서는 많은 컴퓨팅 성능이 필요합니다. 다행히도 NVIDIA GPU가 탑재된 IBM POWER8 HPC 플랫폼은 그 이상의 성능을 제공하죠. 레오나르도 트루히요 박사 연구 교수 티후아나 공과 대학교
결과 스토리
사회 과학 문제 해결

티후아나 공과 대학교는 이제 사회 과학 문제를 포함하여 최첨단 머신 러닝 및 최적화 기술을 필요로 하는 다양한 현실 영역에서 최고의 연구를 수행하는 데 필요한 IT 인프라를 갖추고 있습니다. 예를 들어, 트루히요 박사와 그의 팀은 멕시코와 미국 국경으로 접근하는 사람들의 이민 패턴을 머신 러닝을 활용해 탐색할 수 있는데, 이는 세계에서 가장 크고 중요한 국경 도시 중 하나인 티후아나 시에 특히 중요한 문제입니다. IBM Power Systems는 최신 고성능 컴퓨팅 및 데이터 집약적 워크로드에 필요한 성능을 제공합니다. 이 기술의 목표는 티후아나 및 기타 국경 도시로 오는 사람들의 이민 패턴을 분류하고 예측하는 데 도움이 되는 계산 모델을 생성하는 것입니다. 또한 새로운 AI 알고리즘을 처음부터 진화시키고, 소프트웨어 시스템의 자동 코드 복구 및 코드 개선, 머신 러닝을 통한 신소재의 나노 기술 특성 이해, 컴퓨팅 비전 알고리즘 자동 생성, 다양한 영역의 강력한 머신 러닝 플랫폼 개발 등 관련 분야의 새로운 연구 프로젝트도 진행하고 있습니다. IBM Power Systems는 다른 새로운 연구 이니셔티브를 수행할 때 필요한 컴퓨팅 파워도 갖추고 있습니다.   

트루히요 박사와 그의 팀은 학습 곡선이 얼마나 빨리 시작되는지 보고 놀랐습니다. 덕분에 짧은 시간 안에 새로운 고성능 컴퓨팅 플랫폼을 가동하여 새로운 연구 프로젝트를 시작할 수 있었습니다. 또한 연구 알고리즘을 새로운 인프라에 신속하게 배포하여 데이터 이니셔티브를 시작할 수 있었습니다.

이 연구소는 현재 IBM Watson Machine Learning Accelerator를 구현하기 위한 다음 단계를 진행하고 있습니다. Watson Machine Learning Accelerator는 오픈 소스 딥 러닝 프레임워크와 효율적인 개발 도구, 가속화된 IBM Power Systems 서버를 결합하여 딥 러닝 및 머신 러닝에 대한 접근성을 개선합니다. 트루히요 박사와 그의 팀은 Watson Machine Learning Accelerator를 통해 데이터 과학을 위한 완벽한 환경을 갖추고, 훨씬 더 복잡하고 영향력 있는 연구를 수행할 수 있습니다. 또한 지속적으로 확장되는 데이터 세트에서 딥 러닝을 처리하는 데 필요한 확장성을 갖추게 됩니다.     

트루히요 박사의 팀은 다른 연구 기관 및 대학과의 파트너십 및 관계를 더욱 확장하는 방법도 모색하고 있습니다. IBM Cloud Private과 Power Systems를 연구 인프라의 중심으로 갖추고 있으면 단독으로 연구하는 것보다 다른 기관과 협업하는 것이 훨씬 효과적입니다. 또한 새로운 인프라는 멕시코와 북미 최고의 연구 기관으로서의 위상을 확고히 하는 데 도움이 됩니다. 티후아나 공과 대학교는 IBM Power Systems를 통해 중요한 사회 과학 문제를 해결할 수 있기를 기대하고 있습니다.   

IBM과 NVIDIA GPU의 도움으로 다양한 영역에서 대규모 문제를 해결하고, 매우 효율적인 방식으로 가능한 솔루션의 영역을 탐색하며, 이전에는 접근할 수 없었던 도구를 구축하여 통찰력을 얻을 수 있게 되었습니다. 레오나르도 트루히요 박사 연구 교수 티후아나 공과 대학교
멕시코 공과 대학교 로고
멕시코 공과 대학교/티후아나 공과 대학교

티후아나 공과 대학교(ibm.com 외부 링크)는 멕시코 바하 캘리포니아주 티후아나에 위치한 고등 교육 기관입니다. 1971년 9월 17일에 설립된 이 연구소는 주 최초의 고등 교육 기관 중 하나입니다. 2개의 캠퍼스에서 학사 과정 21개, 석사 과정 6개, 박사 과정 3개를 제공하는 이 기관은 전문적인 과학 인재를 지역에 공급하는 핵심 원천입니다. 이 기관은 해당 지역의 기술 수요에 맞는 학부, 석사 및 박사 수준의 고등 교육 서비스를 제공하는 것입니다.

다음 단계 안내

IBM Power Systems S822LC for High Performance Computing 서버에 대해 자세히 알아보려면 IBM 담당자 또는 IBM 비즈니스 파트너에게 문의하시기 바랍니다.

IBM Cloud Private on Power에 대해 자세히 알아보려면 IBM 담당자 또는 IBM 비즈니스 파트너에게 문의하거나 https://www.ibm.com/kr-ko/products/power-private-cloud-edition을 방문하세요.

IBM Watson Machine Learning Accelerator에 대해 자세히 알아보려면 IBM 담당자 또는 IBM 비즈니스 파트너에게 문의하거나 https://www.ibm.com/kr-ko/products/deep-learning-platform을 방문하세요.

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각주

© Copyright IBM Corporation 2019. 1 New Orchard Road, Armonk, New York 10504-1722 United States. 2019년 3월 미국에서 제작.

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