자율주행 기술 혁신 목적으로 개발… 휴머노이드 로봇, 클라우드 슈퍼컴퓨터에도 적용 가능

테슬라가 자체 개발한 슈퍼컴퓨터 ‘도조(Dojo)’를 7월부터 가동하면서 기업가치가 가파르게 상승하고 있다. 미국 투자은행 모건스탠리는 도조로 테슬라 기업가치가 최대 5000억 달러(약 665조 원)에 달할 것이라고 평가했다. 모건스탠리는 보고서에서 “테슬라 도조는 자율주행 기술과 제품 개발 분야의 획기적 발전을 견인할 것”이라며 “테슬라가 향후 의료, 보안, 항공 등 컴퓨터 비전이 중요한 다른 산업으로 확장하는 데 도움이 될 수 있다”고 주장했다.




테슬라 슈퍼컴퓨터 도조는 자율주행에 필요한 인공지능(AI)의 훈련 속도를 획기적으로 높이고, AI 기반 소프트웨어의 정확성과 성능을 향상시키려는 목적으로 개발됐다. 도조는 테슬라 차량에서 생성되는 실제 영상 데이터와 시뮬레이션에서 얻은 데이터를 처리하고, AI를 훈련시킨다. 이를 위해 테슬라 차량에는 FSD(완전자율주행) 칩이 내장돼 있다.

자율주행차에서 생성되는 모든 데이터를 활용하고 처리하려면 더욱 강력한 슈퍼컴퓨터급 시스템이 필요하다. 테슬라 차량은 움직일 때마다 다양한 센서와 카메라를 통해 하루 최대 19TB(테라바이트)라는 방대한 양의 데이터가 백그라운드에서 수집된다. 최대 250m 범위에서 360도 가시성을 제공하도록 설치된 차량의 12개 센서와 8개 외부 카메라가 확보한 모든 정보가 데이터로 쌓이기 때문이다. 테슬라는 현재 카메라 기반의 오토파일럿 기능을 제공하고 있다. 2017년 출시된 오토파일럿은 운전자로부터 동의를 받아 데이터를 수집한 다음, 이를 신경망에 공급함으로써 FSD 기능을 강화하는 데 사용돼왔다. 테슬라는 현재 FSD 베타 버전을 통해 3분기에만 3억 마일의 운전 데이터를 수집했다. 도조는 테슬라의 오토파일럿과 FSD 기능으로 생성된 엄청난 양의 비디오 및 센서 데이터를 활용하게 된다. 도조는 이런 광대한 데이터를 사용해 신경망을 훈련함으로써 더욱 정교한 자율주행 알고리즘을 만든다.

테슬라는 기존에 엔비디아의 그래픽처리장치(GPU) A100 기반 슈퍼컴퓨터를 사용해 자율주행 훈련 시스템을 구동해왔다. 하지만 엔비디아 하드웨어에 대한 의존도가 점차 높아지면서 엔비디아로부터 칩 수요를 제때 충당하기 힘들어지는 고충이 발생했다. 자체 맞춤형 슈퍼컴퓨터 개발에 나선 이유가 이것이다.

슈퍼컴퓨터 프로젝트는 기본 요소인 AI 칩 개발에서 시작된다. 테슬라는 5년여 전부터 자율주행차용 자체 칩을 개발했다. 2019년에는 D1 칩을 출시해 테슬라 모델S, 모델3, 모델X에 탑재하기 시작했다. D1은 머신러닝에 사용되는 고성능 칩으로, 자율 구동 워크플로 및 분석을 위해 설계됐다. 듀얼 신경망 어레이를 갖춰 초당 72조 회 작업을 처리할 수 있다. 엔비디아 A100과 비교해 작은 크기(645㎟)임에도 15% 더 높은 연산력과 5배 빠른 대역폭을 나타낸다. 도조는 D1 칩이 여러 시스템 트레이로 구성돼 슈퍼컴퓨터로 통합된 것이다. 테슬라에 따르면 도조는 엑사플롭(ExaFLOPS), 즉 초당 100경(1018) 번의 부동 소수점 연산을 수행할 수 있다. 이는 316억8876만5000년 동안 매초에 한 번씩 계산을 수행해야 하는 양을 단 1초 만에 처리하는 성능이다. 일론 머스크 테슬라 최고경영자는 여러 엑사플롭을 클러스터로 연결하면 장기적으로 더욱 막강한 ‘엑사포드(ExaPOD)’로 불리는 슈퍼컴퓨터를 만들 수 있다고 주장한다. 이를 위해 D1 칩 6개를 결합해 시스템 트레이를 형성한다. 그다음 100페타플롭(1015의 연산을 수행)을 관리할 수 있는 컴퓨터 캐비닛에 트레이 2개를 함께 쌓는다. 이러한 캐비닛 10개를 함께 사용하면 엑사플롭 장벽을 넘어 엑사포드를 형성할 수 있다는 것이다.





테슬라는 트위터(X)를 통해 “내년 이맘때쯤 도조가 100엑사플롭급의 성능을 달성해 세계 5대 슈퍼컴퓨터 중 하나가 탄생할 것”이라고 밝혔다(그래프 참조). 테슬라는 2024년 말까지 도조 개발에 10억 달러(약 1조3200억 원) 이상을 투자할 계획이다. 머스크는 2021년 테크데이에서 D1 칩과 향후 도조 개발 계획을 밝히며, 단순한 전기자동차 회사가 아닌 소프트웨어와 하드웨어가 통합된 AI 기업으로서 정체성을 강조한 바 있다. 슈퍼컴퓨터가 제공할 엄청난 정보 양의 빠른 처리 능력을 고려할 때 도조는 테슬라 자동차 외에도 활용 분야가 무궁무진하다. 휴머노이드 로봇을 포함해 테슬라의 비차량 프로젝트에도 대역폭을 제공할 수 있다. 최근에는 도조를 상업용 클라우드 SaaS(서비스형 소프트웨어) 슈퍼컴퓨터로 사용하는 시나리오를 구상 중인 것으로 알려졌다. 도조로 클라우드 시스템을 구축해 아마존의 AWS 클라우드 서비스처럼 막대한 수익을 창출하겠다는 것이다.

애덤 조너스 모건스탠리 애널리스트는 “도조를 활용한 테슬라의 클라우드 같은 네트워크 관련 서비스가 회사의 수익 창출원이 될 수 있다”며 “도조는 머스크의 다른 비즈니스인 트위터(X), 스페이스X, 배터리 사업, 나아가 뉴럴링크의 향후 전망을 높임으로써 궁극적으로 ‘머스코노미’(Muskonomy: Musk와 Economy를 합한 말)를 이루는 길이 될 것”이라고 말했다.




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《이 기사는 주간동아 1408호에 실렸습니다》




이종림 과학전문기자