[이준기의 과·알·세] 우주로 넓혀진 ‘AI 데이터센터’ 선점 경쟁… 미중 양강 속 韓, 2030년 이후 시작

구글, 우주서 AI 칩 ‘TPU’ 연산 성능 검증
작년 11월 스타클라우드, 엔비디아 GPU 실증
中, 작년 5월 12기 위성 보내… 韓, 2030년 이후

우주에 인공지능(AI) 데이터센터를 구축하기 위한 발걸음이 빨라지고 있다. 글로벌 빅테크를 중심으로 AI를 탑재한 위성을 우주로 쏘아 올려 AI 연산 가능성을 확인하기 위한 우주 검증이 잇따라 시도되고 있다.

우주 데이터센터를 실용화하기 위해선 서버에서 발생한 열을 진공인 우주 환경에서 어떻게 방출하거나 냉각시킬 지에 대한 기술적 난제를 해결해야 하는 과제가 남아 있다.

구글은 지난달 30일(현지시간) ‘프로젝트 선캐처’의 시제품 위성이 궤도에서 자체 설계한 AI칩 텐서처리장치(TPU)를 구동하고, 지상에서 응답을 수신하는 데 성공했다.

시제품 위성에 탑재된 AI 모델 ‘젬마4’는 지상 연구진이 우주에 있는 느낌을 하이쿠(세 줄로 된 일본 정형시)로 지어 달라는 명령에 지상으로 응답을 보냈다.

위성이 노르웨이 스발바르 지상국을 지나는 동안 ‘아래엔 푸른 구슬/ 고요한 우아함 속에 흐르는 데이터/ 별빛이 내 코어를 채운다’라는 시를 지상으로 보내왔다.

구글의 데이터센터급 AI 반도체인 TPU가 궤도에서 생성한 첫 AI 응답이었다.

구글은 이후 우주를 주제로 5행짜리 시 생성과 위성 탑재체 상태 보고 명령도 시험했다. 앞으로 열과 우주방사선에 노출된 TPU가 연산을 안정적으로 수행하는지 지속 검증할 계획이다.

내년에는 TPU를 실은 위성 2기를 쏘아 올려 레이저 통신으로 연결해 대규모 연산을 처리할 수 있는지를 확인하겠다는 구상이다. 지상의 AI 데이터센터처럼 거대한 연산 클러스터를 우주에 구축하는 게 장기 목표다.

구글에 앞서 미국 스타트업 스타클라우드는 지난해 11월 엔비디아의 고성능 GPU ‘H100’을 탑재한 ‘스타클라우드-1 위성’을 발사해 우주 AI 데이터센터 검증 경쟁에 뛰어 들었다.

스타클라우드는 발사 한 달 뒤 AI 모델 ‘젬마’를 궤도에서 구동해 우주에서 작동할 수 있음을 확인했다. 젬마는 스타클라우드에 이어 구글을 통해서도 우주 검증을 모두 성공적으로 마친 셈이다.

일론 머스크가 이끄는 스페이스X는 궤도 데이터센터 위성을 최대 100만기까지 구축하겠다고 미국 연방통신위원회(FCC)에 신청했다. 또 엔비디아의 AI 연산 시스템을 탑재한 ‘스타마인드 위성’을 띄울 계획이다.

대량의 AI 연산 위성을 우주에 배치해 자체 위성통신망인 스타링크와 연계함으로써 미래 우주 AI시대를 대비해 차별화된 경쟁력을 확보하겠다는 청사진이다.

중국에서도 지난해 5월 ADA스페이스는 ‘삼체 컴퓨팅 위성군’의 첫 위성 12기를 발사했다. 장기적으로 2800기의 위성을 연결해 우주에서 생성된 위성영상 정보를 AI로 처리해 필요한 정보만을 지상으로 보내겠다는 구상을 밝힌 바 있다.

미국, 중국과 달리 우리나라의 우주 AI 데이터센터 구축은 아직 첫걸음도 떼지 못한 상황이다. 우주항공청은 우주 AI데이터센터를 검증하기 위한 플랫폼 위성을 2030년 이후에나 발사할 계획이다.

지난달 23일 열린 국회 과방위 국정감사에서도 이 같은 문제를 지적한 질의가 나왔다.

이주희 더불어민주당 의원은 내년 정부 예산안에서 우주 AI 데이터센터 관련 예산은 21억원에 불과하다는 점을 지적하며 관련 예산을 늘리고 기술개발 속도를 높여야 한다고 우주청에 주문했다.

지상 데이터센터와 달리 태양광을 활용한 전력과 부지 제약이 없는 우주 AI 데이터센터가 실현되기 위해선 열·냉각에 관한 기술적 난제를 풀고 경제적 타당성도 해결해야 한다.

진공 상태인 우주에서는 지상과 달리 공기나 물로 칩에서 나오는 열을 식힐 수 없고, 초기 발사와 수명 종료에 따른 추가 발사, 고장 시 수리·교체 등에 막대한 비용이 들기 때문이다.

한영민 한국항공우주연구원 우주발사체연구소장은 “우주 AI 데이터센터나 위성인터넷은 국가안보 차원에서 매우 중요한 우주 인프라가 될 것”이라며 “앞으로 시장 선점을 위한 경쟁이 치열해질 것에 대비해 핵심 기술 개발과 우주 실증에 좀 더 속도를 내야 한다”고 말했다.

이준기 기자 bongchu@dt.co.kr

디지털타임스