일기예보를 척척 맞추는 인공 지능 ~ 기상청도 GPU 좀 활용하면 좋을 텐데...

날씨 앱 많이 쓰시나요? 스마트폰에서 기본으로 제공하는 날씨 정보를 참조하는 분들이 아마 더 많을 겁니다. 이런 경우 대부분 날씨 정보를 온도 외에는 잘 안 믿게 되죠. 언제부터인가 우리는 기상 예보 기관의 예측을 잘 믿지 않는 성향이 생긴 듯 합니다. 하지만 한 가지 알아두어야 할 것은 기상 예보는 매우 어려운 일입니다. 첨단 슈퍼컴퓨터를 총동원해도 정확히 예측하기 어렵습니다. 다행히 요즘 유행하는 키워드죠. 네, 인공 지능(AI) 기술을 더 쉽고, 더 경제적으로 활용할 수 있게 되면서 기상 예보가 더욱 믿을 만 해지고 있습니다. 관련된 사례를 하나 소개합니다.  IBM의 자회사인 The Weather Company(이하 더웨더컴퍼니)가 최근 기존과 비교해 훨씬 정교하게 기상 예측이 가능해졌다고 발표했습니다. 더웨더컴퍼니는 일반 사용자는 잘 모르는 기업입니다. 이곳에서 하는 일은 전세계 기상 예측 정보를 기업, 기관 등에 제공하는 것입니다. 웨더 언더그라운드 앱(Weather Underground App) 같은 날씨 앱도 여기서 정보를 받습니다. 참고로 더웨더컴퍼니는 웨더 채널 앱(Weather Channel App)을 제공합니다. 웹 페이지로 볼 수도 있는데요, 한글로 대한민국 기상 정보를 자세히 보여 주네요. 스마트폰의기본 날씨 앱보다 더 많은 정보를 보여주는 것 같네요. 


더웨더컴퍼니가 기상 예측을 위해 사용하는 컴퓨터는 IBM Power 9 기반의 슈퍼컴퓨터입니다. 이 환경에 GPU를 더했을 뿐인데, 더 정밀하고 빠른 기상 예측이 가능해졌다고 합니다. 더웨더컴퍼니는 최근 열린 CES 2019에서 NVIDIA V100 Tensor Core GPU를 장착한 새로운 시스템에 대한 내용을 소개했습니다. 이 시스템은 수백만 개가 넘는 날씨 관측 정보를 처리하고 분석하는 일을 합니다.  IBM Power 9과 NVIDIA V100 Tensor Core GPU의 조합이 갖는 파워는 어느 정도일까요? 더웨더컴퍼니에 따르면 그 효과가 꽤 큽니다. 날씨 정보를 보는 일반인의 눈으로 보면 <더 정확한 일기예보>를 볼 수 있다는 것으로 요약할 수 있겠네요.  더웨더컴퍼니는 기존에 12~15킬로미터로 지역 단위를 나누어 기상 관측과 예측을 했습니다. 그리 안 넓어 보이지만 기상 예측을 할 때는 너무 넓다고 합니다. 작은 지역 내에서도 변화무쌍한 것이 기상이란 것이죠. 반면에 GPU 기반 시스템을 사용하면 관측 지역을 3킬로미터 단위로 할 수 있다고 합니다. 이 차이를 간단히 말하면 다음과 같이 위성, 항공, 지상 등에서 수집한 정보를 화면에서 볼 때 더 높은 해상도로 지역의 일기 변화를 파악할 수 있다는 것을 뜻합니다. 



또 다른 비교 포인트는 기상 모델 업데이트 주기입니다. 보통 기상청 같은 전문 기관에서는 기상 예측 모델을 돌립니다. 사용하는 슈퍼컴퓨터의 성능에 따라 시간이 좀 다른데요, 더웨더컴퍼니의 경우 6~12간 정도 걸렸다고 합니다. 이 주기를 당기면 뭐가 좋냐? 더 짧은 주기로 변화를 반영해 예측을 할 수 있는 것인데요, GPU 기반 시스템 환경에서는 모델을 시간 단위로 돌릴 수 있다고 합니다. 그것도 3킬로미터 단위의 해상도를 기준으로 말이죠.  GPU 기반 시스템이 적용된 기상 예측 서비스는 2019년 하반기부터 가능하다고 합니다. 자세한 내용은 IBM의 발표 내용을 참조 바랍니다. GPU가 추가된 시스템의 서버 다이어그램은 다음과 같습니다. 





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