농촌진흥청 슈퍼컴퓨팅센터, 미래 농업 앞당기는 농업빅데이터 연구 산실

다음은 농촌진흥청 슈퍼컴퓨팅센터의 보도자료를 바탕으로 작성된 상세하고 포괄적인 요약입니다.

1. 핵심 요약

농촌진흥청은 2025년 9월 23일, 슈퍼컴퓨터 도입 2주년을 맞아 슈퍼컴퓨팅센터의 주요 성과와 향후 계획을 발표했습니다. 센터는 2.9 페타플롭스(PFLOPS)의 연산 속도와 5.8 페타바이트(PB)의 저장 용량을 갖춘 슈퍼컴퓨터를 활용하여 농업 빅데이터 분석 시간을 획기적으로 단축했습니다. 특히, 기존 방식으로 14년이 걸리던 주요 작물 유전체 분석을 단 12주(총 분석 기간 합산)로 줄였으며, 18작목 1만 5천여 자원의 유전체 특성 분석은 110개월(약 9년)에서 2개월로 단축하는 등 연구개발 효율을 크게 높였습니다. 앞으로 농촌진흥청은 인공지능(AI) 기술 도입과 산·학·연 공동연구 확대를 통해 디지털 농업 혁신을 가속화하고, GPU 기반의 차세대 슈퍼컴퓨터 3호기 도입을 추진하여 미래 농업을 선도할 계획입니다.

2. 주요 내용

• 슈퍼컴퓨터의 압도적인 성능 및 역할: 농촌진흥청 슈퍼컴퓨터는 고성능 컴퓨터 약 3,600대에 해당하는 2.9 페타플롭스(PFLOPS, 1초에 1,000조 번의 부동소수점 연산 수행 능력)의 속도와 사진 2억 장을 보존할 수 있는 5.8 페타바이트(PB, 1페타바이트는 약 1,000테라바이트)의 대용량 저장 공간을 갖추고 있습니다. 2023년 9월 개소 이후 2년 동안 농업 빅데이터 분석 및 인공지능(AI) 활용을 위한 핵심 인프라로서 농업 연구개발(R&D) 효율을 높이는 데 크게 기여하고 있습니다.

• 유전체 빅데이터 분석 시간의 획기적 단축: 기존 방식으로 총 14년이 소요되던 주요 작물(고추, 콩, 벼, 배추 등)의 유전체 분석을 슈퍼컴퓨터를 통해 단 12주(분석 기간의 총합) 만에 완료하는 성과를 거두었습니다. 특히, 18작목 1만 5천여 자원의 유전체 특성 분석은 일반 서버에서 110개월(약 9년) 걸리던 작업을 2개월 만에 끝냈으며, 이는 신품종 개발 및 육종 효율을 극대화하는 데 결정적인 역할을 합니다.

• 작물보호제 개발 기간의 대폭 단축: 농약 개발에 필수적인 작물보호제 후보물질 420만 건에 대한 분자 결합 예측(분자도킹: 리간드-단백질 간 복합체 형성 시 결합 구조를 예측하는 시뮬레이션)을 기존 1년(일반 서버 기준)에서 단 9일 만에 완료했습니다. 이로써 신규 작물보호제 개발에 필요한 실험 설계 및 검증 기간을 획기적으로 단축하여 농산업 경쟁력 강화에 기여하고 있습니다.

• 농업 기상 데이터 초고속 분석 및 활용: 지난 13년간의 온도, 습도, 일장, 일사량, 강수 등 농업 기상 데이터를 분석하는 데 기존 4년(일반 서버 기준)이 소요되던 작업을 슈퍼컴퓨터를 활용하여 단 15일 만에 완료했습니다. 이 데이터는 벼 작황 및 수확기 예측, 중장기 농업 전망 등 농업 현장의 의사결정에 필요한 정보를 신속하게 제공하며 기후변화 대응 능력을 강화합니다.

• 슈퍼컴퓨팅 전문 인력 양성 및 활용 저변 확대: 슈퍼컴퓨터 활용 인력 양성을 위해 초급, 중급, 전문가 수준별 교육과정을 체계적으로 운영하고 있습니다. 2025년 8월 기준으로 누적 653명의 전문 인력을 배출했으며, 이들은 농생명 빅데이터 분석 및 활용 역량 강화에 기여하고 있습니다. 또한, 사용자 편의성을 증진하기 위한 맞춤형 분석 프로그램 30여 건을 개발·제공하여 슈퍼컴퓨터의 활용도를 높이고 있습니다.

• 인공지능(AI) 기술 도입 및 민간 협력 강화 방침: 농촌진흥청은 정부의 '디지털 플랫폼 정부' 실현과 '인공지능 대전환' 정책에 발맞춰 농생명 분야에 특화된 거대언어모델(LLM, 대규모 데이터 세트를 기반으로 학습해 인간의 언어를 이해하고 생성하는 인공지능 모형) 등 인공지능 기술 도입을 확대할 계획입니다. 아울러 산·학·연 공동연구 활성화를 통해 민간 협력을 확대하여 디지털 농업 혁신을 촉진할 방침입니다.

• 국가 초고성능컴퓨팅 전문센터 지정 및 법적 역할 수행: 농촌진흥청 슈퍼컴퓨팅센터는 과학기술정보통신부로부터 '생명·보건 분야 국가 초고성능컴퓨팅 전문센터'로 지정(2022년 8월 2일)되어 있습니다. 이는 「국가초고성능컴퓨터 활용 및 육성에 관한 법률」 제8조에 명시된 농생명 분야 초고성능컴퓨팅 활용 연구개발 지원 및 전문인력 양성 지원이라는 농촌진흥청의 법적 역할을 수행하는 중요한 기반이 됩니다.

3. 배경 및 목적

농업 분야는 기후변화, 식량 안보, 정밀 농업의 확산 등 다양한 도전과 기회에 직면해 있으며, 이에 따라 방대한 양의 농생명 빅데이터를 효율적으로 분석하고 활용하는 것이 미래 농업 경쟁력 확보의 핵심 과제로 부상했습니다. 이러한 시대적 요구에 부응하고 농업의 디지털 전환을 가속화하기 위해 농촌진흥청은 슈퍼컴퓨팅센터 구축을 추진하게 되었습니다.

특히, 「국가초고성능컴퓨터 활용 및 육성에 관한 법률」 제8조1항11절은 농촌진흥청장에게 농생명 분야 초고성능컴퓨팅 활용 연구개발 지원 및 전문인력 양성 지원 시책을 강구할 법적 역할을 명시하고 있습니다. 이러한 법적 근거를 바탕으로 농촌진흥청은 2021년부터 2023년까지 총 148억 원을 투입하여 슈퍼컴퓨팅센터 전용 건물을 건축하고, 2023년 9월 기상청으로부터 이관받은 슈퍼컴퓨터 2호기를 도입하여 센터를 개소했습니다. 센터의 궁극적인 목적은 농업 빅데이터 분석 및 인공지능(AI) 활용을 위한 초고성능 컴퓨팅 자원을 안정적으로 제공하고 관련 역량을 강화함으로써, 농업 연구개발(R&D)의 효율성을 획기적으로 높이고 미래 농산업 생태계를 구축하는 데 있습니다. 이를 통해 농업 현장의 다양한 요구를 충족시키고 디지털 혁신을 가속화하여 지속 가능한 농업 발전에 기여하고자 합니다.

4. 세부 추진 내용

농촌진흥청 슈퍼컴퓨팅센터는 2,057m² 규모(지상 2층, 지하 1층, 전산실 405m²)의 전용 시설을 갖추고 있으며, 시스템의 안정적인 운영과 성능 유지를 위해 수냉식 냉각 방식을 채택했습니다. 센터의 핵심 장비인 슈퍼컴퓨터 2호기는 2.9 페타플롭스(PFLOPS)의 분석 성능과 5.8 페타바이트(PB)의 대용량 저장 공간을 보유하고 있어, 일반 컴퓨터로는 수년이 걸릴 계산을 단 수일 또는 수주 내에 완료할 수 있습니다. 이 슈퍼컴퓨터는 2023년 9월 기상청 슈퍼컴퓨터 4호기를 관리 전환받아 도입되었습니다.

센터는 다양한 농업 분야의 연구를 지원하기 위한 초고속 분석 서비스를 제공합니다. 주요 작물의 유전체 비교 분석, 국내외 공개 유전체 빅데이터의 초고속 분석 및 공개, 신규 작물보호제 개발을 위한 단백질-화합물 분자도킹 분석, 그리고 농업 기상 데이터 기반의 1개월 기후 예측 자료 생성 및 제공 등이 대표적인 서비스입니다. 이러한 분석 지원은 청 내 연구자뿐만 아니라 산·학·연 및 종자 기업의 수요를 정기(매년 4월, 10월) 및 수시 조사를 통해 발굴하여 제공됩니다. 또한, 슈퍼컴퓨터의 원활한 활용을 위해 상시 관리 체계를 갖추고 사용자 편의성을 증진하는 맞춤형 분석 프로그램 30여 건을 개발·제공하고 있습니다.

슈퍼컴퓨터 활용 역량 강화를 위한 인력 양성 프로그램도 적극적으로 운영됩니다. 초급, 중급, 전문가 수준별 교육과정을 통해 슈퍼컴퓨터의 개념 및 기초 사용 역량부터 생명정보 분석을 위한 리눅스 및 파이썬 기초, DNA-seq, GWAS, Microbiome, RNA-seq 등 농업 빅데이터 분석 기술, 그리고 거대언어모델(LLM) 이론 및 실습, 병렬 프로그래밍(여러 작업을 다수의 컴퓨터에서 동시에 수행하여 계산 속도를 높이는 방법) 기반 초고성능컴퓨터 프로그래밍까지 폭넓은 교육을 제공합니다. 사용자의 안전하고 원활한 접속을 위해 VPN 계정 로그인 후 OTP 인증을 거치는 2단계 보안 인증 체계를 구축하고 있으며, 사용 매뉴얼 배포, 대면 상담, 유선 및 이메일 등 다양한 창구를 통해 사용자 지원을 강화하고 있습니다.

5. 기대 효과

농촌진흥청 슈퍼컴퓨팅센터의 운영은 농업 연구개발(R&D)의 효율성을 획기적으로 높이고, 신품종 개발 및 작물보호제 개발 기간을 대폭 단축하여 농산업 전반의 경쟁력 강화에 크게 기여할 것입니다. 초고속 기상 데이터 분석을 통해 벼 작황 및 수확기 예측의 정확도를 높여 농업 현장의 생산성 향상과 기후변화 대응 능력을 강화할 수 있습니다. 또한, 분석된 농생명 빅데이터를 플랫폼 서비스를 통해 연구자와 육종가에게 오픈하여 유용한 데이터를 활용할 수 있도록 함으로써 농업생명공학 전 분야의 연구 수준을 한층 더 높이고, 궁극적으로는 농업의 디지털 전환을 앞당겨 지속 가능한 농업 생태계를 구축하는 핵심 동력이 될 것으로 기대됩니다. 슈퍼컴퓨팅 전문 인력 양성을 통해 미래 농업을 이끌어갈 인재를 확보하고, 지역 유일의 슈퍼컴퓨팅 자원 개방을 통해 지역 균형 발전에도 기여할 것으로 전망됩니다. 이러한 성과는 농업 현장의 다양한 요구를 실현하고 과학계의 대규모 유전형 분석을 통한 기후변화 대응 핵심 유전 변이 식별 등 고품질 연구 성과 창출에 이바지할 것입니다.

6. 향후 계획

농촌진흥청은 미래 농업의 디지털 혁신을 지속적으로 이끌기 위해 슈퍼컴퓨팅 기반 시설을 고도화하고 역량을 강화할 계획입니다. 현재 운영 중인 슈퍼컴퓨터 2호기는 2014년에 도입되어 이미 11년 이상 된 장비로, 구성 부품들의 서비스 기간 만료가 임박했습니다. 이에 따라 딥러닝 등 인공지능(AI) 연산에 필수적인 GPU(그래픽 처리 장치) 기반의 슈퍼컴퓨터 3호기 도입을 추진할 예정입니다. 이를 통해 인공지능 및 고성능 연산 능력을 대폭 강화하고 급증하는 'AI 전환(AX) 시대'에 선제적으로 대비할 방침입니다.

또한, 농생명 특화 거대언어모델(LLM) 개발을 포함한 인공지능 기술 도입을 확대하고, 산·학·연 공동연구 활성화 및 민간 협력을 지속적으로 확대해 나갈 것입니다. 슈퍼컴퓨터 활용 전문가 양성 고급 교육(10월) 및 2차 초급 교육(10월) 등 전문 인력 양성 프로그램을 꾸준히 운영하고, 안정적인 시스템 관리 체계를 확립하여 국내 유일의 농생명 슈퍼컴퓨팅 전문센터로서의 역할을 충실히 수행해 나갈 계획입니다. 이를 통해 농업 현장의 다양한 요구를 실현하고 초고속 데이터 분석 지원을 확대하여 미래 농업 발전에 기여할 것입니다.