엔비디아가 ‘옴니버스 블루프린트’를 통해 실시간 디지털 트윈 제작을 지원한다.

엔비디아(www.nvidia.co.kr, CEO 젠슨 황)가 17일부터 22일까지(현지시간) 미국 애틀랜타에서 개최되는 '슈퍼컴퓨팅 2024(Supercomputing 2024, SC24) 콘퍼런스에서 엔비디아 옴니버스 블루프린트(NVIDIA Omniverse Blueprint)를 발표했다. 이는 업계 소프트웨어 개발업체들이 항공우주, 자동차, 제조, 에너지, 기타 산업의 컴퓨터 지원 엔지니어링(Computer Aided Engineering, CAE) 고객들이 실시간 상호작용이 가능한 디지털 트윈을 제작할 수 있도록 지원한다.

알테어(Altair), 앤시스(Ansys), 케이던스(Cadence), 지멘스(Siemens)와 같은 소프트웨어 개발업체들은 실시간 CAE 디지털 트윈을 위한 엔비디아 옴니버스 블루프린트를 사용해 고객이 개발 비용과 에너지 사용량을 절감하면서 시장 출시 기간을 단축할 수 있도록 지원한다. 이 블루프린트는 1,200배 빠른 시뮬레이션과 실시간 시각화를 달성하기 위한 엔비디아 가속 라이브러리, 물리-AI 프레임워크, 대화형 물리 기반 렌더링을 포함하는 레퍼런스 워크플로우이다.

엔비디아 창립자 겸 CEO인 젠슨 황(Jensen Huang)은 "우리는 모든 사물이 디지털 트윈을 가질 수 있도록 옴니버스를 구축했다. 옴니버스 블루프린트는 엔비디아 옴니버스와 AI 기술을 연결하는 레퍼런스 파이프라인이다. 이는 선도적인 CAE 소프트웨어 개발자들이 설계, 제조부터 운영에 이르기까지 세계 최대 산업을 위해 산업 디지털화를 혁신할 획기적인 디지털 트윈 워크플로우를 구축할 수 있도록 지원한다"고 말했다.

블루프린트의 첫 번째 적용 분야 중 하나는 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD) 시뮬레이션이다. 이는 자동차, 비행기, 선박 등 여러 제품의 설계를 가상으로 탐색하고 테스트하며 개선하는 데 중요한 단계이다. 기존의 엔지니어링 워크플로우는 물리 시뮬레이션부터 시각화와 설계 최적화에 이르기까지 완료하는 데 몇 주 또는 몇 달이 걸릴 수 있다.

엔비디아와 루미너리 클라우드(Luminary Cloud)는 SC24에서 업계 최초로 가상 풍동을 시연했다. 이는 터널 내부에서 차량 모델을 변경하더라도 실시간으로 상호작용하는 속도로 유체 역학을 시뮬레이션하고 시각화할 수 있다.

개발자를 위한 엔비디아 기술의 3가지 축 통합

실시간 물리 디지털 트윈을 구축하려면 실시간 물리 솔버(solver) 성능과 대규모 데이터 세트의 실시간 시각화라는 2가지 기본 기능이 필요하다.

옴니버스 블루프린트는 이러한 기능을 달성하기 위해 엔비디아 쿠다-X(CUDA-X) 라이브러리를 활용해 솔버 성능을 가속화한다. 또한, 엔비디아 모듈러스(Modulus) 물리-AI 프레임워크를 사용해 플로우 필드를 생성하기 위한 모델을 훈련하고 배포한다. 마지막으로, 엔비디아 옴니버스 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스를 통해 3D 데이터 상호운용성과 실시간 RTX 지원 시각화를 제공한다.

개발자는 블루프린트를 개별 요소로 또는 전체로 기존 도구에 통합할 수 있다.

엔비디아 블루프린트를 사용해 시뮬레이션을 발전시키는 생태계

앤시스는 옴니버스 블루프린트를 최초로 채택해 유체 시뮬레이션 소프트웨어인 앤시스 플루언트(Ansys Fluent)에 적용해 전산 유체 역학 시뮬레이션을 가속화했다.

앤시스는 텍사스 첨단 컴퓨팅센터(Texas Advanced Computing Center)에서 320개의 엔비디아 GH200 그레이스 호퍼 슈퍼칩(Grace Hopper Superchip)으로 플루언트를 실행했다. 2,048개의 x86 CPU 코어에서는 거의 한 달이 걸리던 25억 셀의 자동차 시뮬레이션을 단 6시간 만에 완료했다. 이를 통해 밤새 고충실도 CFD 분석을 수행할 수 있는 실현 가능성을 크게 향상시키고 새로운 업계 벤치마크를 수립했다.

앤시스의 CEO인 아제이 고팔(Ajei Gopal)은 “엔비디아 옴니버스 블루프린트와 앤시스 소프트웨어를 통합함으로써 고객들이 점점 더 복잡하고 세밀한 시뮬레이션을 보다 빠르고 정확하게 처리할 수 있게 됐다. 양사의 협업은 여러 산업 분야에서 엔지니어링과 설계의 경계를 넓히고 있다"고 말했다.

루미너리 클라우드 또한 블루프린트를 채택하고 있다. 엔비디아 모듈러스를 기반으로 구축된 회사의 새로운 시뮬레이션 AI 모델은 GPU 가속 CFD 솔버에서 생성된 훈련 데이터를 기반으로 기류장과 자동차 형상 간의 관계를 학습한다. 이 모델은 솔버 자체보다 훨씬 빠른 속도로 시뮬레이션을 실행해 옴니버스 API를 사용해 시각화된 실시간 공기 역학 흐름 시뮬레이션을 가능하게 한다.

알테어, 비욘드 매스(Beyond Math), 케이던스, 헥사곤(Hexagon), 뉴럴 컨셉(Neural Concept), 지멘스, 심스케일(SimScale), 트레인 테크놀로지스(Trane Technologies)도 자체 애플리케이션에 옴니버스 블루프린트 도입을 검토하고 있다.

옴니버스 블루프린트는 아마존 웹 서비스(Amazon Web Services, AWS), 구글 클라우드(Google Cloud), 마이크로소프트 애저(Microsoft Azure)를 비롯한 모든 주요 클라우드 플랫폼에서 실행할 수 있다. 아울러 엔비디아 DGX™ 클라우드(DGX Cloud)에서도 사용할 수 있다.

조직이 과학과 엔지니어링 혁신을 가속화하도록 돕는 클라우드 기반 플랫폼인 리스케일(Resclae)은 엔비디아 옴니버스 블루프린트를 사용해 단 몇 번의 클릭만으로 맞춤형 AI 모델을 훈련하고 배포할 수 있도록 지원한다.

리스케일 플랫폼은 전체 애플리케이션-하드웨어 스택을 자동화하며, 모든 클라우드 서비스 제공업체에서 실행될 수 있다. 조직은 어떤 시뮬레이션 솔버를 사용해도 훈련 데이터를 생성하고, AI 모델을 준비, 훈련, 배포하며, 추론 예측을 실행하고, 모델을 시각화하고 최적화할 수 있다.