가톨릭대, 고성능 AI 플랫폼으로 사용자 맞춤형 서비스 제공
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가톨릭대, 고성능 AI 플랫폼으로 사용자 맞춤형 서비스 제공
  • 윤현기 기자
  • 승인 2020.04.02 09:00
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엔쓰리엔클라우드 GPU 기반 AI 학습 플랫폼 ‘치타’ 도입…효율적인 AI 실습 환경 마련

[데이터넷] 경기도 부천시에 위치한 가톨릭대학교(총장 원종철 신부)가 최근 수요가 늘고 있는 인공지능(AI) 실습 환경 마련을 위해 엔쓰리엔클라우드(대표 이규정)의 고성능 GPU 기반 AI 학습 플랫폼 ‘치타(Cheetah)’를 도입, 교육 환경에 최적화된 AI 인프라 구축에 성공했다. 동시에 많은 학생이 이용해도 시스템 성능 저하가 없고, 관리 부담도 줄어들어 한층 효율적인 AI 실습 환경을 마련했다는 평가다.

가톨릭대학교는 ‘인간존중의 대학’을 건학이념으로, 가톨릭 정신에 바탕을 둔 진리, 사랑, 봉사를 교육이념으로 삼아 ‘인간을 존중하는 전문인 양성’, ‘민족문화 창달에 기여하는 균형 잡힌 사회인 양성’, ‘인류사회 발전과 평화에 기여하는 열린 세계인 양성’에 주력하고 있는 종합대학이다.

4차 산업혁명 시대를 맞아 가톨릭대학교는 전통적인 교육 커리큘럼 외에도 ‘바이오 메디컬’과 ‘데이터 사이언스’ 역량 강화에 주력하고 있다. 그 결과 지난해 교육부가 선정하는 ‘4차 산업혁명 혁신선도대학’으로 선발되기도 했으며, 이와 함께 4차 산업혁명 시대를 주도할 융합형 인재 양성을 위해 ‘데이터 사이언스 트랙’을 신설하고, 학생들이 ‘수학적 분석력’, ‘비즈니스 이해력’, ‘컴퓨팅적 사고’, ‘데이터 엔지니어링’ 등의 핵심역량을 갖춘 인재로 성장하도록 힘쓰고 있다.

AI 교육 환경 개선 나서

가톨릭대학교는 데이터 사이언스 역량 강화를 위해 AI 교육 및 연구 인력 채용을 늘리고 있으며, 데이터 사이언스 센터를 신설하고 지역 기업들과 연계해 기업이 겪고 있는 문제를 해결하는데도 많은 노력을 기울이고 있다.

이러한 노력의 일환으로 가톨릭대학교는 학부생 AI 교육 환경을 강화하기 위해 지난해 12월 엔쓰리엔클라우드의 고성능 GPU 기반 AI 학습 플랫폼 ‘치타’를 전격 도입했다. 새로 설립된 ‘데이터 사이언스 트랙’은 경영학과, 수학과, 컴퓨터정보공학부 다학제적 공동 커리큘럼을 운영하는 교육과정이었기에 기존 시스템만으로는 많은 학부생이 이용하기에 부족했기 때문이다. 더욱이 인력 부족으로 학과 교수가 시스템 관리까지 담당할 정도로 관리 부담도 컸다.

실습 시스템 관리를 맡은 이홍주 가톨릭대학교 경영학과 교수는 “딥러닝과 같은 AI 관련 과목 개설이 늘어나고 많은 학생들이 실습 시스템을 필요로 하게 되면서 실습 시스템 증설은 반드시 필요했다”며 “뿐만 아니라 시스템의 관리적인 부담을 줄여줄 수 있는 솔루션이 반드시 필요했다”고 설명했다.

실습 환경 대폭 강화

가톨릭대학교는 엔쓰리엔클라우드와 함께 대용량 데이터 수용이 가능한 스토리지 서버와 AI 연산을 지원할 엔비디아 DGX 스테이션 2대, 그리고 엔쓰리엔클라우드의 AI 개발 솔루션 ‘치타’, 스위치 허브를 엮어 19인치 표준 랙(Rack)을 활용한 AI 학습 플랫폼을 구성했다. 이로 인해 시스템 성능과 용량은 한층 강화됐지만 오히려 관리 부담은 낮아졌다는 평가다.

눈에 띄는 변화는 강력해진 실습 환경이다. 딥러닝의 경우 많은 데이터 학습을 필요로 하는데 이전 시스템에서는 성능과 용량의 한계로 인해 필요한 만큼 데이터를 학습시키기에는 한계가 있었다. 그렇기에 텍스트 위주의 제한된 실습이 대부분이었으며, 담당 교수가 퇴근하거나 실습실 이용시간 이후에는 클라우드 사업자가 무료로 제공하는 시스템에 의존하는 경우도 많았다.

그러나 신규 시스템 도입 이후 상황이 달라졌다. 컴퓨팅 성능과 스토리지 용량이 확대돼 텍스트 외에도 이미지나 영상 등 대용량 데이터를 마음껏 활용할 수 있게 됐다. 또한, 장시간 이용이 필요할 경우 학교가 아닌 집에서도 시스템에 접속해 이용할 수 있게 되면서 좀 더 고차원적인 연구에도 몰두할 수 있게 됐다.

그동안 학생들은 실습 시스템의 한계가 분명했기에 대규모 데이터를 다룰 수가 없었다. 그러나 시스템이 좋아짐에 따라 학생들이 연구 주제를 설정할 때부터 큰 데이터를 다루는 것을 고려하게 됐다.

가령 특정 이미지가 어떤 느낌인지 알아보고자 감성 분석을 한다 해도 기존에는 1만 장 이하의 데이터를 사용했다면, 이제는 10만 장이 넘는 큰 데이터도 충분히 소화할 수 있게 돼 대용량·대규모 데이터를 학습시키려는 학생들의 수요도 늘었다.

이홍주 교수는 “보다 강력해진 실습 환경이 마련되면서 학생들의 연구 주제 선정도 한층 다양해졌다. 이전에는 적은 양의 데이터만 이용해도 일주일간 결과를 확인하기 어려웠던 적도 있었는데, 새로운 GPU 서버를 활용하면 많은 양의 데이터를 이용해도 단기간 내 결과를 얻을 수 있게 돼 학생들의 만족도도 높아졌다”고 설명했다.

관리 부담 크게 낮춰

강화된 실습 환경은 시스템 성능뿐만 아니라 관리 부담을 낮추는 데도 크게 기여했다. 이전 시스템에서는 학생들이 신청하는 실습 환경을 제공하기 위해 담당 교수가 가상머신(VM) 생성부터 운영체제를 비롯한 각종 프로그램 설치까지 일일이 수작업으로 해야 했기 때문이다.

하지만 새로운 시스템에서는 학생들이 원하는 시스템을 신청하고 담당자가 승인만 해주면 필요한 시스템이 컨테이너 기반으로 자동 생성된다. 이를 통해 관리 부담도 줄어들고, 빠른 실습이 가능해졌다.

이홍주 교수는 “실습 시스템의 성능과 용량이 향상되고, 실습 환경 구성을 위한 관리 부담이 낮아지면서 많은 학생들이 다양한 실습을 할 수 있는 환경이 마련됐다”며 “이를 토대로 그동안 학생들이 하고 싶어도 할 수 없었던 다양한 연구 과제를 시도해볼 수 있게 됐다”고 평가했다.

이 같은 변화는 AI 학습 플랫폼 ‘치타’가 있었기에 가능했다. ‘치타’는 엔쓰리엔클라우드가 자체 개발한 AI 머신러닝 개발 플랫폼으로, 단 1분 안에 머신러닝 환경을 구성해주는 제품이다. 쉽고 빠르게 머신러닝 관련 라이브러리 설치부터 사용자 설정, GPU 할당을 할 수 있다는 것이 가장 큰 특징이며, 지속적인 AI 라이브러리 업데이트와 기술지원으로 인해 환경 설정을 전담할 관리 인력도 불필요하다는 것도 강점이다.

또한, 매뉴얼이 필요 없는 직관적이고 쉬운 관리자 포털이 제공되기에 관리자는 포털에서 시스템 전반의 설정 및 관리가 가능하다. 실습이 끝난 이후에도 개인별 학습 환경이 유지돼 어디서나 학습이 가능하도록 돕는다.

이홍주 교수는 “치타는 관리자가 직접 사용자 정책을 설정해 직관적으로 운영할 수 있으며, 실시간으로 GPU 자원을 모니터링해 동적으로 관리할 수 있었다”면서 “GPU 성능을 많이 필요로 하는 환경에는 더 많은 자원을 할당하고, 그렇지 않은 환경에는 적게 할당하는 등 효율적인 관리가 가능해 시스템 운영 계획에도 큰 도움이 됐다”고 덧붙였다.

맞춤형 서비스·지원 강점

최근 클라우드가 확산되면서 대학가에도 클라우드 이용 사례가 늘어나고 있다. 클라우드는 구축기간이 짧고 인터넷만 연결되면 어디서든 쓸 수 있다는 장점이 있으며, 시스템 확장도 유연해 다양한 워크로드 대처도 가능하기 때문이다.

가톨릭대학교도 새로운 시스템 도입에 앞서 클라우드를 고려하지 않은 것은 아니었다. 특히 AI 시스템의 경우 수요 유동성이 크기 때문에 클라우드 환경이 가장 적합했다. 다만 혁신선도대학 지정에 따른 정부 재원으로 신규 시스템을 구축하다 보니 정해진 예산 내에서 가장 효율적인 선택을 해야 했고, 그것이 바로 엔쓰리엔클라우드의 구축형 솔루션이었다.

엔쓰리엔클라우드의 솔루션은 사용자의 예산과 목적에 따라 맞춤형 서비스로 제공되며, 구축형과 클라우드형 모두 이용할 수 있다. 구축형의 경우 원하는 사양의 GPU 서버 및 관련 장비 일체를 구축부터 유지보수까지 원스톱으로 제공하며, 구축된 GPU 서버, 스토리지 등의 자원을 UI 환경으로 손쉽게 사용·관리할 수 있는 플랫폼이 제공된다.

기술지원도 강점이다. 지도 교수가 실습 환경을 관리하기 때문에 학생들로부터 시스템과 관련된 기술적인 문의를 받을 때가 많지만, IT 전문가가 아니기에 학생들이 겪는 문제를 모두 해결해주는 것은 사실상 불가능하다. 이에 엔쓰리엔클라우드는 기술지원 엔지니어가 실제 사용자인 학생들과 직접 소통하면서 현장에서 발생하는 문제를 해결하는데도 주력하고 있다.

시스템 확장도 손쉽게

가톨릭대학교의 신규 AI 학습 플랫폼은 교수와 학생 모두로부터의 만족을 이끌어냈다. 지도 교수는 관리 부담이 줄어들어 강의 콘텐츠와 학사운영관리에 집중할 수 있게 됐으며, 학생들 역시 언제 어디서나 강력한 GPU 서버를 운용할 수 있게 되면서 다양한 연구를 추진할 수 있게 됐기 때문이다.

신규 시스템 구축이 방학기간에 이뤄진 만큼 실제로 시스템을 이용해본 학생 수가 일부에 불과하지만, 크게 문제될 것은 없다는 것이 가톨릭대학교 측의 입장이다. 새 학기가 시작되고 많은 학부생들이 실습 시스템을 사용하게 되더라도 편리한 관리 콘솔과 향상된 시스템 성능으로 인해 충분히 대응할 수 있을 것으로 예상하고 있다.

엔쓰리엔클라우드의 플랫폼은 유연한 스토리지 볼륨 관리 기능을 제공하며, 스케일아웃 방식으로 확장이 가능하기에 수천 명의 사용자가 동시에 접속하더라도 충분이 대응할 수 있기 때문이다. 아울러 네트워크 내에 있는 GPU 서버 노드를 연결해 다중 처리가 가능하기 때문에 시스템 처리 속도도 향상시킬 수 있다.

그렇기에 가톨릭대학교는 필요할 경우 엔쓰리엔클라우드 시스템 도입 이전에 활용하던 서버를 새로운 시스템에 연결해 활용하는 방안도 검토하고 있다.

이홍주 교수는 “대용량, 대규모 데이터를 다룰 수 있게 되면서 데이터 증가량이 커져 스토리지 부족 문제가 발생할 수도 있지만, 이에 대비해 스토리지 서버를 확충하는 계획도 갖고 있다”며 “다양한 목적으로 학내 자원을 활용할 수 있게 된 측면에서는 높은 점수를 주고 싶다”고 평가했다.

이어 “특히 신규 시스템은 외부에서도 접속해 이용할 수 있기 때문에, 코로나19 확산으로 인한 비대면 수업이 진행되더라도 학생들의 AI 연구 실습에는 문제가 없어 마음이 놓인다”고 덧붙였다.

“전문 인력 없어도 효율적인 시스템 운영 가능”
이홍주 가톨릭대학교 경영학과 교수
이홍주 가톨릭대학교 경영학과 교수

Q. AI 학습 플랫폼 도입 배경은.

- 4차 산업혁명 시대를 맞아 가톨릭대학교는 전통적인 커리큘럼 외에도 ‘바이오 메디컬’과 ‘데이터 사이언스’ 역량 강화에 주력하고 있다. 특히 데이터 사이언스 역량 강화를 위해 ‘데이터 사이언스 트랙’을 신설하고, 학생들이 수학적 분석력과 비즈니스 이해력, 컴퓨팅적 사고, 데이터 엔지니어링 등의 핵심역량을 갖춘 인재로 성장하도록 힘쓰고 있다.

이에 기존 실습실 환경만으로는 신설된 교육과정을 소화하는데 부족하다고 판단했고, 점차 늘고 있는 딥러닝 등 AI 활용 수요에 대응하기 위해서라도 이전보다 강력한 AI 실습 환경을 필요로 했다.

Q. 새 시스템 도입 시 고려한 점은.

- 그동안 실습실은 전담 관리 인력이 없어 지도 교수가 시스템을 관리해왔다. 그렇기에 학생들이 원하는 실습 환경을 제공하려면 가상머신 생성부터 운영체제를 비롯한 각종 프로그램 설치까지 지도 교수가 수작업으로 해야만 했다. 이에 시스템 성능도 중요하지만 관리 부담을 낮춰줄 수 있는 솔루션이 필요했다.

그런 취지에서 엔쓰리엔클라우드의 솔루션은 모든 점을 충족시켰다. ‘치타’는 쉽고 빠르게 머신러닝 관련 라이브러리 설치부터 사용자 설정, GPU 할당을 할 수 있게 해주며, 매뉴얼이 필요 없는 직관적이고 쉬운 관리자 포털에서 시스템 전반의 설정과 관리가 가능했다. 학생들이 원하는 시스템을 신청할 시 승인만으로 컨테이너 기반의 시스템이 자동 생성돼 빠른 실습도 가능해졌다.

Q. 향후 계획은.

- 시스템 구축이 방학기간에 이뤄졌기에 많은 학생들이 사용해본 것은 아니지만, 시스템 성능과 관리 역량이 충분해 많은 학부생들이 이용하더라도 문제는 없을 것으로 본다. 다만 성능 증가에 따라 다룰 수 있는 데이터양이 많아져 스토리지 문제가 발생할 수 있을 것으로 보이지만, 유연한 볼륨 관리 기능과 스케일아웃 방식의 확장이 가능해 추후 스토리지 서버만 확충만으로도 대응할 수 있을 것으로 예상된다.

또한, 내트워크 내에 있는 GPU 서버 노드 연결도 가능해 신규 시스템 도입 이전에 활용하던 GPU 서버를 새로운 시스템에 연결하는 방안도 검토하고 있다.

 


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