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지금부터 시작하는 엑사스케일과 인공지능 그리고 양자컴퓨터 - EXASCALE + AI + QUANTUM COMPUTER
추형석 지음 / 위즈플래닛 / 2021년 11월
평점 : 
디지털 기술의 미래를 생각해 보자
책을 선택한 이유
코로나 팬데믹 이후 디지털 전환이 가속화되면서
초연결, 초지능 사회로 변화하고 있다.
미래 사회의 핵심 기술 인공지능과
인공지능의 바탕이 되는
엑사스케일 슈퍼컴퓨터와
양자컴퓨터를 알아보기 위해
"지금부터 시작하는 엑사스케일과 인공지능 그리고 양자컴퓨터"를
선택하였다.
"지금부터 시작하는 엑사스케일과 인공지능 그리고 양자컴퓨터"는
1장 엑사스케일 슈퍼컴퓨터 시대의 개막
2장 슈퍼컴퓨터에 미치는 인공지능의 영향
3장 양자컴퓨터는 슈퍼컴퓨터의 대안인가?
로 구성되었다.
1장 엑사스케일 슈퍼컴퓨터 시대의 개막 에서는
슈퍼컴퓨터의 엔진은 트랜지스터다.
고성능 컴퓨터를 여러 대 연결한
슈퍼컴퓨터는 최첨단 기술로 연산처리 능력을
극대화 한다.
무어의 법칙, 슈퍼컴퓨터의 폭발적 성장의
역사를 살펴보며,
슈퍼컴퓨터의 성능 측정 단위,
슈퍼컴퓨팅의 핵심 병렬처리,
계산량을 측정하는 복잡도,
슈퍼컴퓨터의 측정 기준,
슈퍼컴퓨터 성능을 측정하는 부동 소수점,
폰 노이만 구조, 폰 노이만 병목 현상,
슈퍼컴퓨터의 병렬 처리와 병렬 컴퓨팅,
암달의 법칙과 처치 곤란 병렬,
슈퍼컴퓨터 계산 강도의 크기,
알고리즘의 이론적 최대 성능을 의미하는
루프라인 모델,
슈퍼컴퓨터 성능을 측정하는 HPL은 계산 위주
알고리즘에 대한 성능 측정이며, 성능을 높이기
위해서는 연산 처리 장치 구성이나 구조에 따른
최적화가 필요하다.
슈퍼컴퓨터 성능을 측정하는 HPCG는 미분방정식
기반으로 시뮬레이션의 실질적 성능을 평가하며,
HPL-AI, Green500, GRAPH500 등 슈퍼컴퓨터 측정
기준을 설명한다.
엑사스케일은 초당 100경 번 부동 소수점 연산을
처리할 수 있는 컴퓨터다.
미국, 중국, 일본의 엑사스케일 슈퍼컴퓨터
개발 과정, 엑사스케일 슈퍼컴퓨터 시대 도래,
복잡한 자연현상을 편미분방정식으로 재현할 수 없다.
근사치를 찾아가는 행렬방정식과 블랙-숄즈 방정식,
카를로 시뮬레이션을 소개하고,
인공지능의 부상이 슈퍼컴퓨터의 지평을
넓힐 것으로 예상한다.
2장 슈퍼컴퓨터에 미치는 인공지능의 영향 에서는
딥러닝의 등장은 지지부진하던 인공지능 개발에
새로운 돌파구를 열었다.
인공지능의 범위, 슈퍼컴퓨터과 딥러닝의
관계를 생각해 본다.
GPU의 개요, GPU 활용의 어려움, GPU의 변화,
인공신경망의 개요, 인공신경망의 계산 구조,
인공신경망의 추론,
이미지에 특화된 합성곱신경망,
언어에 특화된 트랜스포머,
슈퍼컴퓨터와 인공지능의 관계,
엑사스케일 시대 딥러닝에 영향을 미칠
거대 사전 학습 모델, 모델 경량화를
소개한다.
3장 양자컴퓨터는 슈퍼컴퓨터의 대안인가? 에서는
단순한 행렬곱 연산도 행렬의 크기가 커지면
엑사스케일 슈퍼컴퓨터도 풀기 쉽지 않다.
양자 우위는 기존 슈퍼컴퓨터의 문제를
효과적으로 해결하는 것이 목적이다.
양자 컴퓨터의 개발 수준,
양자 중첩과 양자 얽힘, 큐비트,
양자 게이트,
양자 병렬성은 양자 중첩과 양자 얽힘을
큐비트로 표현한 것을 양자 알고리즘을
거쳐 유지하는 것이다.
최소값이나 최대값을 찾는 최적화 문제에
적합한 양자컴퓨터의 속성,
양자컴퓨터의 한계, 큐비트의 품딜,
NISQ시대, 양자컴퓨터 클라우드 등장,
IBM 퀀텀, 양자 알고리즘 VQE,
양자 알고리즘 QAOA,
양자컴퓨터와 블록체인 보안,
양자컴퓨터을 이용한 통신 보안 기술,
각국의 양자컴퓨터 개발 상황,
개발 전망을 소개한다.
"지금부터 시작하는 엑사스케일과 인공지능 그리고 양자컴퓨터"는
인공지능의 핵심 딥러닝 추론 과정에서
행렬곱을 효율적으로 처리하기 위해
중요성이 커지는 슈퍼컴퓨터의 현황,
슈퍼컴퓨터의 성능 측정과 엑사스케일
개발 상황을 소개한다.
인공지능의 개요와 발전 과정,
거대 모델로 학습하면서도
경량화된 추론 모델로 효율성을 높이려는
인공신경망 개발 트렌드를 알려준다.
차세대 컴퓨터로 주목받고 있는
양자컴퓨터에 대한 개발 상황과
양자컴퓨터의 발전 방향과 기술적 한계 등을
통해 향후 산업의 발전방향을 예상할 수 있다.
"지금부터 시작하는 엑사스케일과 인공지능 그리고 양자컴퓨터"는
미래 정보화 사회의 주축이 될 인공지능과
엑사스케일 슈퍼컴퓨터, 양자컴퓨터를
전문적이면서도 쉽게 설명하고 있다.
컴퓨터 비전문가가 막연하게 최신 기술의
기술 전망을 소개하는 책이 아니라
컴퓨터 전문가 관점에서 알고리즘의
핵심과 도출 과정을 소개하며
그림과 도표 등을 통해 전반적
흐름을 이해할 수 있도록 안내한다.
"지금부터 시작하는 엑사스케일과 인공지능 그리고 양자컴퓨터"를 통해
새로운 디지털 정보화 사회를 이끌어 갈
최신 기술의 등장이 가져올 미래 사회에
대해 생각해 보게 되었다.
위즈플래닛 과 리뷰어스클럽 서평단에서
"지금부터 시작하는 엑사스케일과 인공지능 그리고 양자컴퓨터"를 증정해주셨다.
감사드린다.