Hartree Centre는 영국 Sci-Tech Daresbury에 위치한 고성능 컴퓨팅(HPC) 및 데이터 분석 연구 시설이다. 이 센터는 UK Research and Innovation의 일부인 과학기술시설위원회(STFC)가 운영한다. 센터의 주요 임무는 기업과 공공 부문 조직이 슈퍼컴퓨팅, 빅데이터, 인공지능의 힘을 활용하여 혁신과 경제 성장을 촉진하도록 돕는 것이다.
2012년에 설립된 Hartree Centre는 수치 해석과 초기 컴퓨팅을 개척한 영국의 수학자이자 물리학자인 Douglas Hartree의 이름을 따서 명명되었다. 이 시설은 영국에서 가장 강력한 슈퍼컴퓨터 중 일부에 대한 접근을 제공하며, 시뮬레이션, 머신러닝, 데이터 과학 분야의 전문성을 함께 제공한다. 이 센터는 학술 연구와 산업 응용 사이의 다리 역할을 하며, 협력 프로젝트, 교육, 컨설팅 서비스를 제공한다.
역사와 발전
Hartree Centre는 2012년 영국 정부의 기업혁신기술부(Department for Business, Innovation and Skills)의 초기 자금으로 설립되었다. 이는 컴퓨터 과학 분야에서 영국의 역량을 강화하고 제조, 에너지, 의료와 같이 전통적으로 HPC를 활용하지 않았던 분야에서의 사용을 장려하기 위한 국가 전략의 일환으로 만들어졌다. 이 센터는 오랜 과학 연구 및 컴퓨팅 역사를 가진 STFC의 Daresbury Laboratory와 같은 장소에 위치한다.
2015년, 센터는 시설을 확장하고 새로운 슈퍼컴퓨팅 하드웨어를 확보하기 위해 영국 정부로부터 3,700만 파운드의 투자를 받으며 큰 성장을 이루었다. 이 자금으로 당시 유럽에서 가장 강력한 시스템 중 하나였던 IBM POWER8 기반 시스템을 설치할 수 있었다. 수년에 걸쳐 센터는 GPU 및 기타 가속기를 통합하여 Artificial intelligence 워크로드를 지원하는 등 인프라를 지속적으로 업그레이드해 왔다.
기술 역량 및 인프라
Hartree Centre는 2021년에 설치된 Scafell Pike 클러스터를 포함한 다양한 고성능 컴퓨팅 시스템을 운영한다. Scafell Pike는 AMD EPYC 프로세서와 NVIDIA A100 GPU를 기반으로 하는 Lenovo 시스템으로, 최대 성능이 4페타플롭스를 초과한다. 이는 대규모 Machine learning 및 Deep learning 작업을 처리하도록 설계된 영국에서 가장 강력한 AI 중심 슈퍼컴퓨터 중 하나이다.
전통적인 HPC 외에도 센터는 양자 컴퓨팅 연구에 투자하고 있다. 이곳은 양자 테스트베드를 운영하며 D-Wave 및 IBM과 같은 기업과 협력하여 하이브리드 고전-양자 알고리즘을 탐구한다. 이 시설은 또한 클라우드 기반 접근을 제공하여 원격 사용자가 현장 방문 없이 시뮬레이션을 실행하고 모델을 훈련할 수 있게 한다.
센터의 소프트웨어 스택에는 TensorFlow, PyTorch, Jupyter 노트북과 같은 널리 사용되는 프레임워크와 데이터 시각화 및 워크플로 관리용 맞춤 도구가 포함된다. 이는 전산유체역학, 분자동역학부터 자연어 처리, 컴퓨터 비전에 이르는 다양한 응용 분야를 지원한다.
연구 및 산업 협력
Hartree Centre 작업의 핵심 측면은 산업과의 협력이다. 이 센터는 중소기업부터 대형 다국적 기업까지 300개 이상의 기업과 파트너 관계를 맺었다. 주목할 만한 파트너십으로는 Fujitsu와의 소재 발견, Nokia Bell Labs와의 네트워크 최적화, Amazon Web Services와의 클라우드 상호운용성 작업이 있다. 이러한 프로젝트는 종종 제조 장비의 예측 유지보수나 약물 발견 파이프라인과 같은 실제 환경에서 배포할 수 있는 AI 모델을 공동 개발하는 것을 포함한다.
센터는 또한 기상청(Met Office)과의 기상 예보 모델 개선, National Grid와의 에너지 그리드 최적화와 같은 공공 부문 프로젝트에도 참여한다. 매년 워크숍과 해커톤 프로그램을 운영하며, AI 응용을 탐구하는 초기 단계 기업에 자금과 기술 지원을 제공하는 "Hartree Innovate" 제도를 제공한다.
인공지능 및 머신러닝 초점
최근 몇 년 동안 Hartree Centre는 Generative AI 및 Large language model 기술에 점점 더 초점을 맞추고 있다. 이 센터는 법률 문서 분석이나 의료 텍스트 요약과 같은 도메인별 작업을 위해 사전 훈련된 모델을 미세 조정하는 전문성을 개발했다. 센터 연구원들은 Model Pruning 및 Data Augmentation을 포함한 효율적인 훈련 방법에 관한 연구를 발표했으며, University of Oxford 및 Carnegie Mellon University와 같은 학술 그룹과 기초 AI 연구에서 협력한다.
주목할 만한 이니셔티브 중 하나는 단백질 구조 예측이나 양자 시스템 시뮬레이션과 같은 과학적 문제에 Machine learning 기술을 적용하는 "AI for Science" 프로그램이다. 센터는 또한 고급 워크스테이션과 AWS Trainium 및 Graphcore IPU를 포함한 특수 하드웨어를 갖춘 전용 AI 연구소를 운영하여 다양한 워크로드에 대한 다양한 아키텍처를 벤치마킹한다.
영향 및 향후 방향
Hartree Centre는 독립적인 경제 영향 평가에 따르면 협력 프로젝트를 통해 영국 경제에 10억 파운드 이상을 기여한 것으로 인정받고 있다. 이는 디지털 및 첨단 제조 분야에서 수천 개의 일자리를 창출하는 데 도움을 주었다. 앞으로 센터는 양자 컴퓨팅 역량을 확장하고 기후 과학과 맞춤형 의학을 위한 더 정교한 AI 모델을 개발할 계획이다.
2024년 현재 Hartree Centre는 전국 AI 연구에 컴퓨팅 성능을 제공하기 위한 3억 파운드 규모의 이니셔티브인 영국 국가 AI 연구 자원(National AI Research Resource)의 일부이다. 이 역할은 미국의 BAIR (Berkeley AI Research) 및 Stanford AI Lab과 같은 다른 시설과 함께 국가 AI 생태계에서 핵심 역할을 하게 하지만, 산업 응용과 경제적 영향에 뚜렷한 초점을 둔다.
센터는 Transformer (architecture) 아키텍처 및 Neural network 혁신과 같은 신흥 기술에 적응하며 계속 진화하고 있다. 최첨단 연구와 실용적 배포 사이의 격차를 해소하려는 헌신은 영국의 과학 및 산업 커뮤니티에 필수적인 자원으로 남아 있음을 보장한다.
교육 및 기술 개발
연구 외에도 Hartree Centre는 기술 개발에 큰 중점을 둔다. 이 센터는 입문 HPC부터 고급 AI 프로그래밍까지 다양한 교육 과정을 제공하며, 설립 이후 10,000명 이상의 전문가를 교육했다. 또한 여러 대학과 협력하여 박사 프로그램을 운영하며, 학생들에게 산업 연구 프로젝트에서 실무 경험을 제공한다.
센터는 활동을 통해 차세대 컴퓨터 과학자를 양성하는 것을 목표로 한다. 학교 방문, 여름 학교, 공개 강연을 개최하며, 종종 로봇 공학 및 자율 주행 차량 분야의 Machine learning 응용 시연을 포함한다. 이러한 교육적 임무는 영국 디지털 경제를 위한 숙련된 인력 양성이라는 목표의 핵심이다.