과학기술정보통신부 공고 제 2022 – 0205호

초고성능컴퓨팅 활용 고도화 사업 연구주제 공모

과학기술정보통신부가 추진하는 「초고성능컴퓨팅 활용 고도화」사업의 연구주제 선정 및 연구과제를 발굴하고자 기술수요조사를 아래와 같이 공고하오니 관심 있는 국민 여러분의 많은 관심과 참여 바랍니다.

2022년 2월 22일

<주무부처> 과학기술정보통신부  장관    임  혜  숙

<전문기관>      한국연구재단 이사장    이  광  복

1. 사업개요

□ 사업목적

ㅇ 초고성능컴퓨팅을 활용한 초거대 데이터‧시뮬레이션 기반의 대형‧집단연구를 통해 과학난제 또는 국가현안문제 해결 및 혁신기술 창출

□ 사업내용

ㅇ 국가초고성능컴퓨팅 10대 전략 분야*에서 초고성능컴퓨팅 기술을 활용하여 그간의 난제를 해결하거나 성과를 획기적으로 제고할 수 있는 연구 지원

* ① 소재‧나노  ② 생명‧보건  ③ ICT  ④ 기상‧기후‧환경  ⑤ 자율주행 ⑥ 우주
⑦ 핵융합‧가속기  ⑧ 제조기반기술  ⑨ 재난‧재해   국방‧안보

□ 사업기간/예산 : ’22~’28년 / 470억원

ㅇ 지원규모 : 10개 과제(과제 당 연 10억원, 5년간(3+2년) 지원예정, ’22년 2개 과제)

2. 조사개요

□ 조사목적

ㅇ 과학기술정보통신부에서 추진 중인 국가초고성능컴퓨팅 활용고도화 사업의 연구주제 선정 및 연구과제 발굴을 위한 유망기술 및 혁신기술 수요조사

□ 조사대상

ㅇ 초고성능컴퓨팅 전략분야별 산·학·연·관·병원 및 대국민 등

□ 조사분야

ㅇ 「국가초고성능컴퓨팅혁신전략」(’21.5)에서 제시한 초고성능컴퓨팅 활용 10대 전략분야와 관련된 초고성능컴퓨팅 활용이 필요한 초거대·시뮬레이션 기반 집단연구 분야

□ 조사활용

ㅇ ’22년 국가초고성능컴퓨팅 활용고도화 사업 신규과제 기획 및 향후 사업 추진을 위한 기술수요 파악

□ 조사방법

ㅇ 기술수요조사 양식 작성 후 한국연구재단 기획마루를 통한 온라인 접수

3. 제출방법 및 제출서류

□ 제출방법 및 절차

ㅇ 한국연구재단 기획마루(http://plan.nrf.re.kr) 접속 → 로그인 → 상단 「참여마당」 내 ‘특정 기술수요조사’ 클릭 → ‘초고성능컴퓨팅 활용 고도화 사업 기술수요조사’ 클릭 → 하단 ‘등록’ 클릭 → 개인정보 활용 및 제공 동의 → 기술수요조사서 신청

□ 제출서류

ㅇ 초고성능컴퓨팅 활용 고도화 사업 연구주제 발굴 조사서

4. 제출기간 및 제출 시 유의사항

□ 제출기간 : ’22.2.28 ~ ’22.3.29 18시까지

□ 유의사항

ㅇ 연구주제 발굴 조사서 작성 분량* 준수

* 총 4페이지 이내, 필요시 별도 참고자료 추가 가능

ㅇ 개인정보 취급방침과 제3자 제공에 동의하지 않을 시 수요조사서 처리 불가

5. 향후일정

□ 주제선정 및 상세기획 : 3~4월

□ 지원과제 공모 및 선정 : 6월

□ 연구 개시 : 7월 1일

※ 추진 일정 및 내용은 진행상황에 따라 변동될 수 있음

6. 문의처

□ 사업 관련 문의

ㅇ 과학기술정보통신부 원천기술과(044-202-4548, tube9540@korea.kr)

□ 기술수요조사 관련 문의

ㅇ 한국과학기술정보연구원 초고성능컴퓨팅정책센터(042-869-0580, jaghahm@kisti.re.kr)

붙임1		초고성능컴퓨팅 활용 고도화 사업 연구주제 발굴 조사서

안내말씀

안녕하십니까?
과학기술정보통신부에서는『국가초고성능컴퓨팅 혁신전략』(‘21.5)에 따라, 초고성능컴퓨팅 활용 10대 전략분야(①소재‧나노 ②생명‧보건 ③ICT ④기상‧기후‧환경 ⑤자율주행 ⑥우주 ⑦핵융합‧가속기 ⑧제조기반기술 ⑨재난‧재해 국방‧안보)를 중심으로 초고성능컴퓨팅을 활용한 초거대 데이터‧시뮬레이션 기반 집단연구를 통한 과학난제와 국가 현안문제 해결 및 혁신기술을 확보하고자 '22년 하반기 시행을 목표로 ‘초고성능컴퓨팅 활용고도화 사업’을 기획 중에 있습니다.

이에 동 사업으로 향후 해결하고자 하는 과학난제, 국가 현안문제, 또는 개발 가능한 기술영역을 발굴하고자 수요조사를 실시하오니, 바쁘시더라도 귀한 시간 내주셔서 이번 조사에 응해주신다면 감사하겠습니다. 초고성능컴퓨팅 활용고도화 사업의 기획 추진에 귀하의 소중한 의견이 유용하게 활용될 수 있도록 많은 협조와 지원 부탁드립니다. 귀하께서 제공해주시는 소중한 정보는 본 사업의 기술수요를 파악하기 위한 목적으로만 사용할 것임을 약속드리며, 모든 정보는 절대 비밀이 보장되고, 사업 기획 후 폐기됨을 알려드립니다.

귀하의 협조에 대단히 감사드립니다.

2022년 2월

과학기술정보통신부

문의처	연락처	메일	문의사항
과학기술정보통신부 원천기술과	044-202-4548	tube9540@korea.kr	사업관련 내용
한국과학기술정보연구원 초고성능컴퓨팅정책센터	042-869-0580	jaehahm@kisti.re.kr	기술수요조사 내용

개인정보 취급방침

1. 개인정보의 처리 목적

‘초고성능컴퓨팅 활용고도화사업 신규 R&D 기술수요조사’는 이용자 확인을 위한 목적으로 귀하의 개인정보를 수집 · 이용하고 있습니다.

수집방법에 따른 구체적인 수집 및 이용목적은 다음과 같습니다.

- ‘초고성능컴퓨팅 활용고도화사업 신규 R&D 기술수요조사’ 제안자 본인 확인을 위한 정보 수집

2. 처리하는 개인정보의 항목

‘초고성능컴퓨팅 활용고도화사업 신규 R&D 기술수요조사’의 서비스 제공을 위하여 필요한 최소한의 범위 내에서 아래와 같이 개인정보를 수집하고 있습니다.

- 성명, 소속기관, 직위, 연락처, 이메일주소

3. 개인정보 제3자 제공

- 개인정보를 제공받는 자: 한국과학기술정보연구원

- 개인정보를 제공받는자의 개인정보 이용 목적: 수요조사 취합 및 제안 과제 관련 문의

- 제공하는 개인정보항목: 성명, 소속기관, 직위, 연락처, 이메일주소

- 개인정보를 제공받는자의 개인정보 보유 및 이용기간: 제공 후 6개월

개인정보 취급방침과 개인정보 제3자 제공에 동의합니다.        □ 예        □ 아니오

※ 개인정보의 수집, 이용, 제공, 위탁 등과 관련한 위 사항에 대하여 원하지 않는 경우 동의를 거부할 수 있습니다. 동의하지 않으시는 경우, 수요조사서 처리가 불가함을 알려 드립니다.

▣ 제출 양식

※ 양식은 최대 4페이지 이내로 작성하되, 필요시 별도 참고자료 추가 가능

분야

(융합분야의 경우 중복선택 가능)

■ 소재‧나노

□ 생명‧보건

□ ICT

□ 기상‧기후‧환경

□ 자율주행

□ 우주

□ 핵융합‧가속기

□ 제조기반기술

□ 재난‧재해

□ 국방‧안보

주제명

예시1) 초고성능컴퓨팅 기반 수소 전환 광촉매 탐색 연구

연구 목표 및 내용

연구

목표

예시)

◦초고성능컴퓨팅 기반 화합물 물성 예측 및 탐색 기술 개발

◦수소 전환 광촉매 후보 물질 발굴

연구

내용

예시)

◦계산 과학/인공지능 활용 화합물 특성 예측 기술 개발

- 계산 과학 기반 광촉매 특성 예측 기술 개발

- 기계학습 기법을 이용한 화합물 스크리닝 기법 개발

- 대규모 화합물 데이터베이스 탐색을 위한 병렬처리 최적화

◦수소 전환 광촉매 후보 물질 제시

- 초고성능컴퓨팅 기반 자동화 된 탐색 프레임워크 개발

- 수소 전환 광촉매를 위한 최종 후보 물질 제시

연구 필요성

예시)

◦수소 연료는 생산 비용이 비싸기 때문에 이를 절감할 수 있는 방법을 찾는 것이 수소 사회로 가기 위한 중요한 과제

◦수소 생산의 경제성을 확보하기 위해 광촉매를 이용하여 물에서 수소를 값싸게 추출하는 방안이 제시됨

◦광촉매로 사용 가능한 물질을 찾기 위해 수많은 화합물에 대한 탐색이 필요하지만 실험적으로는 많은 시간과 비용이 소요

초고성능컴퓨팅 활용 필요성 및 기여도

- 본 연구주제를 수행하기 위해 초고성능컴퓨팅 활용의 필요성을 기재

예시)

◦계산 과학/ 인공지능 기법을 이용하면 빠르게 물성 예측이 가능하지만 방대한 화합물 데이터베이스를 탐색하려면 거대 계산 자원이 필요함

◦초고성능컴퓨팅 자원을 활용하면 빠른 시간 안에 높은 정확도로 광촉매 후보 물질 발굴 가능

초고성능컴퓨팅 자원규모

H/W

- 본 연구주제를 수행하기 위해 필요한 계산 및 스토리지 규모

항목	규모	산정근거
CPU코어수1)	65,536 개	(1) 64core/node x 1024 nodes, 또는 (2) 문제의 크기 설명
GPU수2)	32 개
작업시간3)	48 시간
작업횟수4)	32 회
Storage5)	1 PB	scratch data

1) CPU코어수: 과제 수행에 필요한 CPU 코어수량. KISTI 국가센터 자원 NURION KNL노드 (68코어) 성능 기준

2) GPU수: 과제 수행에 필요한 GPU 수량. NVIDIA A100 GPU 의 성능을 기준으로 작성

3) 작업시간: 위 항목에서 응답한 수량의 GPU를 동시에 사용하여 병렬 작업을 수행할 때, 한번의 작업을 완료하는 데 걸리는 평균적인 시간

4) 작업횟수: 1년에 몇 번의 작업을 수행할 것인지에 대해 기입

5) Computing Storage: 작업의 수행에 필요한 입력/출력/임시 데이터의 저장을 위한 저장소(용량보다 성능이 우선적으로 설계된 저장 장치)의 필요 용량을 기입

S/W 및 서비스

연구에 필요한 소프트웨어

그 외 실행환경, 인터페이스 등 서비스 요구사항

예시)

◦VASP(유료), PyTorch

해당분야 기술수준

해외

세계적 선도 연구그룹의 현황

선도 연구그룹/기관명

연구주제

활용하고 있는 연산자원 규모(정량적으로 작성)

예시)

선도연구그룹/기관명(국가)	연구주제	주요연구내용	활용연산자원규모
Institute for Computational and Data Sciences (ICDS)/펜실베이니아 주립대(미국)	광촉매 후보물질탐색	Material Project 데이터베이스의 7만개의 화합물을 대상으로 광촉매 후보 물질 탐색	ICDS의 ROAR 슈퍼컴퓨터 이용 (20PF)

국내

- 기존 제안내용관련 국내외 연구현황 및 성과

예시)

◦수소 전환을 위한 광촉매 탐색 연구는 실험연구만 진행된 바 있음

과제명	연구기간	연구자	주요연구내용

연구개발 추진체계

- 학‧연‧산 또는 국내‧외 등 연구의 성공을 위한 구체적 추진체계 제안

예상 연구개발성과물
(상세히 작성)

-연구 개발을 통해 확보가 예상되는 연구성과 및 성과의 우수성

연구비

예시) 10억 내외/년

기대효과 및 활용계획

-문제해결 또는 기술개발 수혜대상

-과학기술 및 국가사회적 기대효과

-연구결과의 기술적‧경제적 파급효과 및 활용가능성

제안자 인적사항

성명

연락처

소속기관

직위

이메일주소

※ 초고성능컴퓨팅(Supercomputing)이란, 일반 컴퓨터보다 훨씬 빠른 대형 컴퓨터 시스템(초고성능컴퓨터, Supercomputer)을 활용하여 대용량 계산 및 데이터 분석, 기계학습 등을 수행, 복잡한 과학‧공학 문제를 빠르고 정확하게 해결하는 기술

▣ 기술수요조사 참여 방법

ㅇ 붙임 기술수요조사 양식에 맞춰 응답자가 제안하는 기술수요를 작성 → 기획마루를 통한 온라인 접수(https://plan.nrf.re.kr)

▣ 기술수요조사 접수 기한

ㅇ ~ 2022년 3월 29일까지

붙임2		초고성능컴퓨팅 활용고도화 사업 개요

□ 추진배경 및 필요성

ㅇ 초고성능컴퓨터 활용은 경제‧사회 전반의 혁신 플랫폼으로서 난제 해결, 획기적 시간‧비용 절감 등 과학‧산업 경쟁력 강화 및 패러다임 변화 촉발

ㅇ 세계각국은 초고성능컴퓨팅을 통해 혁신 창출이 가능한 분야*를 국가전략 분야로 선정, 대형·집단연구 중심의 사업을 통해 안정적이고 집중적으로 지원

* 기존의 과학‧연구를 포함, 경제·산업·의료·안보 등

ㅇ 반면, 국내는 전략 분야 없이 개인 연구수요 중심으로 자원이 배분되고, 주로 이론‧실험 연구의 보조적 수단으로 활용하고 있어 신기술 적용의 한계가 존재하며, 혁신창출 및 파급효과가 미흡

ㅇ 관계부처합동으로 발표된『국가초고성능컴퓨팅 혁신전략(혁신성장회의, ’21.5.28.)』에 따라 초고성능컴퓨팅 활용 역량 고도화 추진

⇒ 10대 국가 전략 분야의 유망 대형‧집단연구를 지원하는 전용사업을 신설을 통해 대표 우수성과 창출 및 성과 확산 추진

□ 사업 개요

ㅇ (목적) 초고성능컴퓨팅을 활용한 초거대 데이터‧시뮬레이션 기반의 대형‧집단연구를 통해 과학난제 또는 국가현안문제 해결 및 혁신기술 창출

ㅇ (기간/예산) ‘22~’28년 / 470억원

(단위: 억원)

구 분	’22	’23	’24	’25	’26	’27	’28	계
초고성능컴퓨팅 활용 고도화	10 신규2	50 신규4, 계속2	90 신규4, 계속6	100 - 계속10	100 - 계속10	80 - 계속8	100 - 계속10	470

※ 과제당 연 10억원, 5년 간(3+2년) 지원예정

ㅇ (관리/수행) 한국연구재단 / 학‧연‧산‧관 참여 연구단

□ 사업 내용

ㅇ (지원 분야) 국가초고성능컴퓨팅 10대 전략 분야*에서 초고성능컴퓨팅 기술을 활용하여 기술적‧사회적 난제를 해결하거나 성과를 획기적으로 제고할 수 있는 연구

* ① 소재‧나노  ② 생명‧보건  ③ ICT  ④ 기상‧기후‧환경  ⑤ 자율주행
⑥ 우주  ⑦ 핵융합‧가속기  ⑧ 제조기반기술  ⑨ 재난‧재해   국방‧안보

※ 기존 이론‧실험 중심 연구방식으로는 수행할 수 없는 초거대 계산‧데이터 기반 연구, 수백 페타스케일 이상 초고성능컴퓨팅 자원을 활용할 수 있는 시뮬레이션‧인공지능‧데이터분석 기술 등
(과제별로 연구내용의 50% 이상을 초고성능컴퓨팅을 활용한 연구로 구성)

ㅇ (사업수행체계) 응용연구자-SW개발자가 공동으로 참여하여 거대규모 초고성능컴퓨팅 기반 계산‧데이터 기술 개발 및 적용

- 최소 2개 이상 연구그룹 및 국가센터 또는 전문센터의 초고성능컴퓨팅 전문가가 참여하는 연구단 구성

※ 연구수행을 위해 필요한 초고성능컴퓨터는 국가센터 또는 전문센터에서 우선지원

< 사업수행체계(안) >

- 연구단은 연구과제 수행 과정에서 해당 분야 초고성능컴퓨팅 전문인력의 양성, 초고성능컴퓨팅 활용기술의 보급 및 교육 등 전략 분야 초고성능컴퓨팅 활용 허브센터 역할 수행

< 응용연구자-초고성능컴퓨팅전문가 협업 추진체계 >