치료 항체가 혈액 뇌 장벽을 극복하고 알츠하이머병의 속도를 늦추도록 하는 데 초음파 기술을 어떻게 활용할 수 있을까요? 초파리의 신경 회로는 로봇 동작 설계에 관해 우리에게 어떤 점을 가르쳐 줄 수 있을까요? 세포 염증이 암으로 이어지는 이유는 무엇이며, 나노 크기의 살아있는 세포를 실시간으로 이미지화하여 더 많은 정보를 알아내는 방법은 무엇일까요? UQ의 창의적인 연구원들은 이러한 질문과 또 다른 어려운 질문들을 해결하며 종종 세상과 사람들의 삶을 바꿀 수 있는 발견을 이끌어냅니다.

이러한 질문에 초점을 맞춘 연구 팀은 대학에서 가장 빠른 GPU 가속 컴퓨터를 사용하여 최첨단 작업을 수행합니다. 이미징 집약적인 과학 및 AI 워크로드를 위해 특별히 설계된 이 슈퍼컴퓨터에는 대학의 다른 HPC 시스템과 함께 언제 어디서나 사용할 수 있는 매우 빠르고 확장 가능하며 유연한 데이터 스토리지가 필요합니다.

수집에서 인사이트 확보까지 더 빠른 경로를 만들기 위해 UQ의 연구 컴퓨팅 센터(RCC)는 대학 전반에서 데이터 캡처 및 분석을 효과적으로 지원하고 관리할 수 있는 통일된 고성능 스토리지 전략과 아키텍처를 구축하고자 했습니다.

RCC는 기하급수적으로 증가하는 데이터의 양과 속도, 다양성을 수용할 뿐만 아니라 신속한 데이터 액세스를 제공하는 솔루션을 원했습니다. 이 대학의 연구원들은 데스크톱부터 HPC 클러스터에 이르는 다양한 컴퓨터 시스템과 MRI 스캐너, 광학 현미경, DNA 시퀀서 등 방대한 범위의 과학 장비를 사용하여 정형 및 비정형 데이터를 생성한다고 RCC의 디렉터인 David Abramson 교수는 설명합니다. "데이터에 대한 우리의 패러다임은 하나의 논리적 사본을 보관한 다음 다양한 방식으로 렌더링하여 연구자가 필요할 때, 필요한 곳에서 데이터를 사용할 수 있도록 하는 것입니다."라고 그는 말합니다. RCC는 잠재적인 솔루션을 평가하는 한편, 대학의 요구 사항에 따라 미래에도 확장할 수 있는 기술을 모색했습니다.

대학 전반에서 파일에 액세스하기 위한 활성 파일 관리(AFM)와 같은 IBM Spectrum Scale의 기술이 적용된 통합 데이터 패브릭을 통해 RCC는 데이터 관리를 중앙 집중화하고 IT 비용을 제어하면서 연구자의 시간과 대학 리소스를 최적화할 수 있습니다. UQ 전반에 걸쳐 연구원들은 이제 대규모 데이터 생성을 지원하고 복잡한 워크로드를 실행할 수 있는 포괄적인 컴퓨팅 및 스토리지 기능을 보유하고 있습니다.

ESS 디바이스에서 제공하는 확장된 대역폭과 IOPS를 통해 Wiener HPC 시스템을 사용하는 연구팀은 전례 없는 속도로 데이터를 처리할 수 있습니다. Carroll은 "머신 러닝과 AI는 가장 중요한 위치에서 슈퍼컴퓨터의 GPU 활용 방식을 강화하는 ESS GH14S를 통해 연구자들이 같은 시간 내에 더 많은 작업을 수행하고 발견 시간을 단축할 수 있도록 지원합니다."라고 설명합니다. 실제로 새로운 스토리지 어레이는 UQ의 의료 영상 연구원들이 매주 수백 시간의 처리 시간을 절약할 수 있도록 하는 성능 개선을 바탕으로 단 2시간 만에 ROI를 달성했습니다.

예를 들어, UQ의 퀸즐랜드 뇌 연구소(QBI)에서는 알츠하이머병을 연구하는 신경과학자들이 유한 요소 분석으로 알려진 프로젝트 워크로드를 실행하는 데 필요한 시간을 약 74% 단축하여 런타임을 18.72시간으로 줄였습니다. 연구자들은 인간 두개골의 초음파 분포를 더 깊이 이해함으로써 약물 전달을 위한 혈액 뇌 장벽을 극복하는 데 필요한 기술을 개발할 수 있게 되었습니다. "이는 매우 복잡한 작업이며 엄청난 양의 컴퓨팅 파워와 스토리지가 필요합니다."라고 Carroll은 설명합니다.

또 다른 사례에서는 QBI와 초파리의 신경 회로를 연구하는 다른 연구자들이 개별 뉴런 유형에 라벨을 붙이고 조작하는 유전적 방법을 개발했습니다. Wiener를 사용하면 움직이는 작은 곤충을 담은 테라바이트 단위의 고속 비디오를 신속하게 처리하여 더듬이, 복부 및 6개 다리의 관절의 정확한 움직임을 측정할 수 있습니다. 각 뉴런의 역할에 대한 새로운 인사이트를 통해 걷기나 비행 행동과 같은 복잡한 운동 과제를 지배하는 원리를 더 잘 이해할 수 있습니다.

UQ의 분자 생명과학 연구소(Institute for Molecular Bioscience)에서는 세포 염증을 연구하는 연구원들이 격자 광시트 현미경을 사용하여 살아있는 세포 과정의 고해상도 4D 이미지를 캡처합니다. 디콘볼루션 현미경 검사법으로 알려진 수학적 모델링 프로세스를 통해 이러한 이미지는 암이 어떻게 형성되는지 전례 없는 실시간 방식으로 보여줍니다. Wiener 스토리지 솔루션은 디콘볼루션 시간을 70% 이상 줄이는 등 이러한 작업을 가능하게 해줍니다. RCC는 디콘볼루션 작업을 간소화하는 사용자 친화적인 포털을 구축하여 연구자들의 시간을 추가로 절약했습니다.

"우리는 엄청난 범위의 연구 활동을 지원하기 위해 가능한 최고의 인프라를 제공해야 합니다. 또한 데이터의 기하급수적인 증가를 고려할 때 규모의 경제를 달성해야 합니다."라고 Carroll은 말합니다. "IBM과 Sundata는 이를 실현하는 데 도움을 줍니다." 

한 세기가 넘는 기간 동안 퀸즐랜드 대학교(UQ)(ibm.com 외부 링크)는 더 나은 세상을 위한 지식 리더십을 제공한다는 점에서 세계적인 명성을 유지하고 있습니다. 가장 권위 있고 널리 인정받는 세계 대학 순위에서 UQ는 세계 최고의 대학 중 하나로 꾸준히 꼽히고 있습니다. 또한 UQ는 호주의 대학 중에서 국가에서 수여하는 교육 관련 상을 가장 많이 수상했습니다. 양질의 교육에 대한 이러한 노력은 UQ의 3개 캠퍼스에서 공부하는 53,600명의 재학생들이 사회에 긍정적인 변화를 일으킬 수 있도록 힘을 실어주고 있습니다. 6개 학부, 8개 연구 기관, 100개 이상의 연구 센터에서 1,500명 이상의 연구원으로 구성된 학제 간 연구 커뮤니티가 제공하는 연구는 전 세계에 영향을 미치고 있습니다.