우주로 간 인공지능…구글, 우주데이터센터 시험위성 첫 발사

곽노필의 미래창
자체개발 인공지능 전용 칩 4개 탑재
1년 간 제미나이 가동·냉각 기술 검증

구글의 우주데이터센터 구축 프로그램인 \'프로젝트 선캐처\' 실험용 위성 등을 실은 스페이스엑스 팰컨9 로켓이 1일(현지시각) 이륙하고 있다. 스페이스엑스

구글이 인공지능(AI) 연산을 지구 궤도에서 수행하는 '우주데이터센터' 구상을 현실화하기 위한 첫 시험위성을 발사했다.

구글은 1일 오전 11시32분(한국시각 2일 오전 3시32분) 캘리포니아 반덴버그우주군기지에서 우주데이터센터 구축을 위한 '프로젝트 선캐처(Project Suncatcher)'의 실험용 위성 MVP를 스페이스엑스의 승차공유 발사 프로그램 ‘트랜스포터-18’에 실어 지구 저궤도에 올렸다. 이번 발사에는 총 130개의 탑재체가 함께 실렸다.

냉장고 크기의 구글 시험위성엔 구글이 지상 데이터센터에서 쓰는 것과 동일한 텐서처리장치(TPU)가 4개 탑재됐다. TPU는 구글이 자체 개발한 인공지능 전용 반도체 칩이다.

위성은 지상 데이터센터의 서버 1대 수준의 연산 능력으로 태양전지판을 통해 약 1킬로와트(kW)의 전력을 공급받아 생성형 인공지능 제미나이 모델을 구동해 간단한 질문을 처리하게 된다. 1킬로와트는 헤어드라이어를 작동시킬 수 있는 양에 해당한다.

애초 계획은 별도의 맞춤형 위성 2기를 제작해 2027년에 발사하는 것이었다. 구글은 하지만 개발 기간을 단축하기 위해 지구관측 위성 기업 플래닛 랩스가 이미 제작한 위성에 칩을 통합하는 쪽으로 계획을 변경했다. 이번 발사는 우주데이터센터 구축에 앞서 인공지능 칩이 우주 환경에서 정상적으로 작동할 수 있는지 검증하기 위한 것이다.

구글의 우주데이터센터 구축을 위한 기술 검증용 시험위성 MVP. 플래닛랩스 제공

몇년 안에 활용 가능하진 않을 듯

궤도에 오르는 과정에서 받는 최대 중력 10배의 가속도와 강력한 우주 방사선 등에 얼마나 잘 버틸 수 있는지 등이 검증 대상이다. 구글은 앞서 지상에서 실시한 시험에서 텐서처리장치가 5년간의 우주 임무에서 예상되는 것보다 더 많은 방사선량을 견뎌냈다고 밝혔다.

더 중요한 것은 데이터 처리 과정에서 발생하는 열을 어떻게 식힐 수 있는지다. 우주에는 공기도 물도 없어 지상처럼 냉각팬이나 냉각수를 사용할 수 없다. 구글은 전도성 물질을 이용한 열관과 방열판으로 냉각 시스템을 만들었다. 구글은 칩을 15분씩 짧게 나눠 구동한 뒤 꺼두는 방식으로 열을 식힐 예정이다. 위성은 최대 6년 동안 지구 궤도를 돌도록 설계됐지만, 인공지능 칩 작동 시험은 1년 동안 진행한다.

우주데이터센터 위성들이 군집을 이뤄 저궤도를 돌고 있는 모습을 묘사한 그림. 구글 동영상 갈무리

구글은 지난해 11월 ‘프로젝트 선캐처' 계획을 처음 공개했다. 태양광 에너지를 이용한 데이터센터를 우주에 구축하면, 지상 데이터센터가 유발하는 전력과 냉각수, 용지 공급 문제에서 벗어날 수 있다는 판단에서다. 궤도상의 위성은 거의 끊임없이 햇빛을 받을 수 있어 지상 대비 최대 8배의 태양광 발전이 가능하다는 것이 구글의 설명이다.

구글은 다음 단계로, 수십기의 군집위성을 이루는 데 필수적인 위성 간 레이저 통신 기술을 시험할 계획이다. 이 실험은 2027년 위성 2기를 추가로 쏘아 올려 진행한다. 구글의 연구 담당 수석부사장 제임스 마니카는 뉴욕타임스에 “몇년 안에 실질적으로 활용 가능한 무언가를 내놓을 수 있을 거라고는 기대하지 않는다”며 이번 프로젝트를 10년 이상이 지나서야 가시적 성과를 낸 자율주행차 개발 노력에 비유했다.

스페이스엑스의 우주데이터센터 위성 상상도. 스페이스엑스 제공

스페이스엑스는 내년 말 첫 위성 발사 목표

우주데이터센터를 추진하는 기업이 구글만은 아니다. 스페이스엑스를 이끄는 일론 머스크는 100만기로 구성된 우주데이터센터 ‘스타 마인드’ 구축 계획을 밝혔다. 스페이스엑스는 엔비디아 칩으로 구동되는 최초의 스타마인드 위성을 2027년 말에 발사하는 것을 목표로 하고 있다. 머스크의 우주사업 경쟁자인 아마존 창업자 제프 베이조스는 올해 초 우주기업 블루오리진을 통해 우주 데이터센터 개발 인력을 채용했다.

엔비디아 투자업체인 스타클라우드는 이미 지난해 말 우주데이터센터 기술을 시험하는 위성을 저궤도에 쏘아올렸다. 위성에 엔비디아의 인공지능 칩 H100을 탑재해 구글의 오픈소스 거대언어모델인 젬마를 학습하고 실행하는 실험이다. 스타클라우드는 향후 5기가와트급 데이터 센터를 구상하고 있다.

중국도 제15차 5개년 계획을 통해 2030년까지 저궤도에 기가와트급 인공지능 데이터센터를 구축한다는 청사진을 내놨다.

곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr