NCSA

1. 개요

NCSA(National Center for Supercomputing Applications)는 국립 과학 재단(NSF)의 슈퍼컴퓨터 센터 프로그램의 일환으로 설립된 연구 기관이다. 1985년 NSF의 블랙 제안 승인을 통해 설립되었으며, 일리노이 대학교에 위치해 있다. NCSA는 슈퍼컴퓨팅 기술 개발, 모자이크 웹 브라우저 개발, 데이터 시각화 기술 개발 등 다양한 분야에서 중요한 역할을 수행했다. 특히 모자이크는 월드 와이드 웹의 확산에 기여했으며, 현재는 산업 파트너 프로그램을 통해 학술 연구 성과를 산업 현장에 적용하고 있다.

2. 역사

NCSA는 국립 과학 재단(NSF)의 슈퍼컴퓨터 센터 프로그램에 속한 최초의 5개 센터 중 하나였다. 1982년 여름, 래리 스마르는 슈퍼컴퓨터를 이용하기 위해 유럽으로 가야 했고, 이를 바탕으로 "미국 대학의 슈퍼컴퓨터 기근"이라는 논문을 썼다.

스마르는 일리노이 대학교의 다른 7명의 교수와 함께 과학 연구의 미래 요구 사항을 해결하기 위한 제안서를 작성, 1983년 NSF에 제출했다. 이 제안서는 표지 색깔 때문에 '블랙 제안'으로 알려졌다. 1984년, NSF는 과학 컴퓨팅 사무국을 설립하고 슈퍼컴퓨터 센터 지원 경쟁을 발표했다. 1985년에 블랙 제안이 승인되었고, NCSA는 1986년 1월에 문을 열었다.

2.1. 블랙 제안 (Black Proposal)

래리 스마르를 비롯한 일리노이 대학교 교수진이 1983년 국립 과학 재단(NSF)에 제출한 제안서로, 슈퍼컴퓨팅 센터 설립의 필요성을 강조했다. 이 제안서는 과학 연구의 미래 요구 사항을 해결하기 위해 작성되었으며, 컴퓨터 접근성을 높이고 과학적 협업을 촉진하는 내용을 담고 있었다. 제안서 표지 색깔 때문에 "블랙 제안"으로 불렸다.

블랙 제안은 시각화, 워크스테이션, 고속 I/O, 데이터 저장소, 소프트웨어 공학, 다학제 사용자 커뮤니티와의 긴밀한 협업 등 당시에는 혁신적이었던 개념들을 제시했다.

1985년, NSF는 블랙 제안을 승인하고 NCSA 설립을 위한 자금을 지원했다.

2.2. 초기 역사 (1986년 ~ 1990년대)

1986년 1월, NCSA는 공식적으로 문을 열고 슈퍼컴퓨터 운영을 시작했다. NCSA는 NCSA 텔넷을 개발하여 전 세계 과학자들에게 원격 접속 서비스를 제공하며 주목받았다.

1993년, NCSA는 마크 안드레센과 에릭 비나의 주도로 세계 최초의 대중적인 그래픽 웹 브라우저인 모자이크를 개발했다. Mosaic^영어는 월드 와이드 웹(WWW)의 확산에 결정적인 역할을 했으며, 넷스케이프 웹 브라우저와 인터넷 익스플로러 개발의 기반이 되었다.

2.3. 2000년대 이후

2007년, NCSA는 국립 과학 재단으로부터 페타스케일급 슈퍼컴퓨터 "블루 워터스" 구축 지원을 받았다. 블루 워터스는 피크 성능이 1.3페타FLOPS(초당 1.3경 회의 부동 소수점 연산) 수준이다.

3. 주요 기술 및 성과

NCSA는 슈퍼컴퓨팅, 데이터 시각화, 네트워크 기술 등 다양한 분야에서 혁신적인 기술을 개발하고 과학적 성과를 창출했다.

1985년 국립 과학 재단(NSF)은 슈퍼컴퓨터 센터 설립을 위한 자금 지원을 발표했으며, 이에 따라 NCSA가 설립되었다. NCSA는 1986년 1월에 첫 번째 슈퍼컴퓨터를 가동했다.

NCSA는 1986년 NCSA 텔넷을 출시하여 전 세계 과학계의 주목을 받았다. 이후 NCSA는 여러 가지 다른 도구들을 출시했으며, 이 도구들은 모두 무료로 제공되었다.

1992년에는 LIGO 개발을 지원하는 블랙홀 시뮬레이션을 수행했고, 1997년에는 핼리-밥 혜성을 추적했으며, 2003년에는 플레이스테이션 2 클러스터를 제작했다. 또한, COVID-19 팬데믹 상황에서는 COVID-19 백신 개발을 지원하는 등 다양한 과학적 성과를 창출했다.

'블랙 제안'(Black Proposal)은 슈퍼컴퓨팅 센터 설립을 위한 제안서로, 과학 연구에 대한 기술적 제한이 없는 미래 사회를 묘사했다. 이 제안은 시각화, 워크스테이션, 고속 I/O, 데이터 저장소, 소프트웨어 공학 등 현대 컴퓨터 기술의 일반적인 요소들을 제시했다.

3.1. 모자이크 (Mosaic) 웹 브라우저

모자이크는 세계 최초로 이미지를 다룰 수 있는 웹 브라우저로, 인터넷과 월드 와이드 웹의 성장에 중요한 역할을 했다. 마크 앤드리슨과 에릭 비나가 이 소프트웨어를 개발했으며, 이후 두 사람은 Netscape Navigator를 개발했다. 마이크로소프트의 인터넷 익스플로러도 스파이글래스의 라이선스를 받아 모자이크를 기반으로 개발되었다.

3.2. 데이터 시각화

NCSA의 시각화 부서는 국제적으로 잘 알려져 있다. NCSA의 첨단 시각화 연구소 책임자이자 일리노이 대학교 어배너-섐페인 미술 및 디자인 학교 교수인 도나 콕스와 그녀의 팀은 아카데미상 후보에 오른 IMAX 영화 "코스믹 보야지", PBS 노바 에피소드 "슈퍼트위스터의 사냥"과 "도망치는 우주", 디스커버리 채널 다큐멘터리, CNN 및 NBC 나이트리 뉴스 등을 위한 시각화를 제작했다. 콕스와 NCSA는 헤이든 천문관의 2000년 밀레니엄 쇼 "우주로의 여권"과 "생명 탐색: 우리만 있는가?"를 위해 고해상도 시각화를 제작하기 위해 미국 자연사 박물관과 협력했다. 그녀는 헤이든의 "빅뱅 극장"을 위한 시각화를 제작했으며 덴버 자연 과학 박물관과 협력하여 블랙홀에 대한 디지털 돔 프로그램 "블랙홀: 무한대의 다른 면"을 위해 테라바이트의 과학 데이터를 기반으로 한 고해상도 시각화를 제작했다.

4. 시설

NCSA는 일리노이 대학교 어바나-샴페인 캠퍼스 내에 위치하고 있다. 초기에는 수자원 건물에 행정 사무실을 두고 캠퍼스 곳곳에 분산되어 있었으나, 현재는 자체 건물을 사용하고 있다. 이 건물은 컴퓨터 과학 시벨 센터 바로 북쪽에 있으며, 이전 야구장인 일리니 필드 부지이다. NCSA의 슈퍼컴퓨터는 국립 페타스케일 컴퓨팅 시설에 설치되어 있다.

5. 산업 협력

NCSA는 1986년부터 산업 파트너 프로그램을 운영하여 학술 연구 성과를 산업 현장에 적용하고 있다. 기업 파트너는 연구 결과에 대한 직접적인 통제 권한은 없지만, 연구 혜택을 빠르게 얻을 수 있다는 장점이 있다. 이 프로그램은 현재 'NCSA 산업'으로 불린다.

NCSA의 과거 및 현재 비즈니스 파트너는 아래 표와 같다.

6. 주요 인물

* 도나 콕스: NCSA의 첨단 시각화 연구소 책임자이자 일리노이 대학교 어배너-섐페인 미술 및 디자인 학교 교수이다. 아카데미상 후보에 오른 IMAX 영화 "코스믹 보야지", PBS 노바 에피소드 등을 위한 시각화를 제작했다.
* 빌 그롭
* 래리 스마르
* 에드 사이델

7. 한국과의 관계 및 시사점

NCSA의 사례는 한국의 과학 기술 정책 및 연구 개발(R&D) 전략 수립에 중요한 시사점을 제공한다.

7.1. 슈퍼컴퓨팅 인프라 구축

블루 워터스는 NCSA의 슈퍼컴퓨팅 시스템으로, 피크 성능이 1.3페타FLOPS(초당 1.3경 회의 부동 소수점 연산)을 초과한다.

7.2. 웹 기술 발전과 공공 기여

모자이크는 세계 최초로 이미지를 다룰 수 있는 웹 브라우저로, 인터넷과 월드 와이드 웹의 성장에 중요한 역할을 했다. 마크 앤드리슨과 에릭 비나가 개발했으며, 이후 두 사람은 Netscape Navigator를 개발했다. 스파이글래스의 라이선스를 받아 마이크로소프트의 인터넷 익스플로러도 모자이크를 기반으로 제작되었다.