[피치원뷰]’오보청’벗어날수 없는 기상청,또 껍데기 HW에 600억투입,기후예측 SW는 아직도 수입중

뷰 2019년 7월 29일 김광일 기자 0

피치원미디어 보도를 통해 ‘슈퍼컴퓨터 4호기’성능및 미 크레이사 유착 논란이 끊임없이 제기되고 있는 가운데 기상청이 ‘기상청 슈퍼컴퓨터 5호기’구축과 관련해 미 크레이사 대신 중국 기업 레노버사를...

[피치원뷰]’오보청’벗어날수 없는 기상청,또 껍데기 HW에 600억투입,기후예측 SW는 아직도 수입중

피치원미디어 보도를 통해 ‘슈퍼컴퓨터 4호기’성능및 미 크레이사 유착 논란이 끊임없이 제기되고 있는 가운데 기상청이 ‘기상청 슈퍼컴퓨터 5호기’구축과 관련해 미 크레이사 대신 중국 기업 레노버사를 선택했다.

기상청은 600억원대 규모 기상청 차세대 슈퍼컴퓨터 구축 사업자로 중국 정보기술(IT) 기업 레노버가 최종 선정한 것으로 조달청 입찰결과 26일 확인됐다. 중국산 슈퍼컴퓨터가 국내 공공기관에 도입되는 것은 이번이 처음으로 기상청의 경우 2호기부터 4호기까지 모두 미국 크레이사 제품을 구매해온 바 있다.

한국 기상청은 미 크레이사 기상관측용 4호기 슈퍼컴퓨터를 도입하면서 비슷한 연산처리능력을 갖춘 기종을 도입한 스위스 기상청이 지급한 20억원대보다 무려 27배나 비싼 550억원을 지급, 과도하게 국민혈세를 낭비하고 있다는 피치원미디어 보도이후 미 크레이사와의 오랜 유착에 의한 예산낭비 논란에 휩싸인 바 있다.

실제 한국 기상청은 막대한 550억원대 최고가 슈퍼컴퓨터를 도입하면서 폭우와 국지성 호우 등 기초적 기상예보 적중률이 현저히 낮은 것은 물론 초미세먼지 예보능력은 전혀 갖추지 못하는 등 국민 생활에 직접 영향을 주는 기후예보능력조차 확보하지 못한 것으로 피치원미디어 보도를 통해 드러난 바 있다.

조달청은 지난 26일 기상청 슈퍼컴퓨터 5호기 구축 사업자로 레노버를 최종 선정하고 물품대 611억원을 포함, 총 628억원규모의 공급 계약을 체결했다는 내용을 공고했다. 슈퍼컴 5호기 도입 사업은 연말께 소형 시스템 등 초기분 물량 도입에 이어 내년말께 대형시스템 구축을 완료하는 등 2단계로 진행된다.

기상청이 수십년간 구매해온 세계 최대 슈퍼컴퓨터업체인 미 크레이사와의 거래를 끊고 처음으로 중국산 슈퍼컴퓨터를 차세대 기종으로 도입키로 한 것은 피치원미디어 탐사보도 이후 미 크레이사와의 오랜 유착 및 부실한 기종선정으로 엄청난 국민혈세를 낭비하고 있다는 비판여론에 따른 것으로 알려졌다.

실제 기상청은 지난 2015년 말 550억원 규모로 미 크레이사로부터 ‘슈퍼컴 4호기’를 도입했지만, 미 스위스 기상청의 경우 이 기종과 비슷한 연산처리능력을 갖춘 크레이 기종을 불과 20억원대를 지급하고 슈퍼컴을 도입했다는 사실이 피치원미디어 보도를 통해 밝혀진바 있다.

당시 기상청이 도입했던 슈퍼컴 4호기의 성능은 5800TF(테라플롭스, 연산속도 단위로 1초당 1조회의 연산처리 가능)로 슈퍼컴 3호기 758TF보다 약 8배 높았다. 기상청은 그 때도 “현재 사용 중인 3호기와 비교할 때 계산 성능은 총 30배 빠르다”면서 “4호기 가동을 통해 선진국형 기상예보가 가능할 것”이라고 설명했다.

하지만 기상청 일기예보는 빗나가기 일쑤였고 오보청이란 오명을 들을 정도로 기상예보 적중률은 선진국보다 현저히 낮은 수준을 드러내고 있다. 실제 기상청은 아직도 영국 기상청으로부터 수치예보모델을 수입하고 있는 등, 일기예보 예측의 핵심인 SW기술에 대한 대외의존 현상을 벗어나지 못하는 있는 실정이다.

이는 기상청이 아직도 영국지형에 최적화한 수치예보모델을 가지고 한반도 일기예보를 하고 있다는 뜻이며 대한민국 기상청은 결국 일기예보의 근간이 되는 수치예보모델을 자체 개발할 능력조차 갖추지 못하고 있다는 놀라운 사실을 의미하는 것이다.

기상청은 HW껍데기에 또 600억원대를 투자하면서도 여전히 영국 지형에 특화한 수치예보모델을 토대로 한반도 기후를 예측하는 어처구니없는 열악한 SW기술력을 드러내고 있다.

더욱 심각한 문제는 이번 한국 기상청 4호기와 동일한 연산능력을 갖춘 크레이사 슈퍼컴을 스위스 기상청 역시 20억원대 규모로 도입한 것으로 밝혀짐에 따라 27배나 비싸게 주고 구매한 기상청이 소프트웨어적인 기술력 부족으로 인해 불필요하게 국민혈세를 낭비하고 있다는 비판 여론이 강하게 제기되고 있다는 사실이다.

스위스 기상청은 자국 내 기상관측 여건상 기존 CPU방식보다 GPU(그래픽연산처리장치)방식의 슈퍼컴이 훨씬 경제적이고 기상예측 성능 또한 좋을 것으로 판단,GPU방식의 슈퍼컴으로 구매를 변경했던 것으로 확인됐다.

■ 피치원미디어 탐사보도로 미 크레이사 유착논란 휩싸인 기상청,결국 중국산으로 교체

기상청은 차세대 슈퍼컴 도입으로 기상청 기상관측 데이터 처리 속도가 개선될 것이라고 밝혔다. 기상청은 기상관측 자료를 슈퍼컴에 입력한 뒤 수치 분석을 통해 생산한 예상 일기도를 토대로 예보한다. 기상청에 따르면 현 4호기는 하루 약 16만장 일기도를 생산하는 반면 이번 5호기의 경우 4호기(6.2페타플롭스)보다 8배 이상 빨라 하루 100만장의 일기도를 생산, 더욱 정밀한 수치 분석이 가능하다는 입장이다.

5호기의 계산 성능은 50페타플롭스다. 페타플롭스는 1초에 1000조번 연산 처리가 가능하다. 5호기는 지구 대기를 작은 격자로 나눠 계산하는 프로그램인 수치예보모델 해상도 측면에서 기존 4호기에 비해 월등히 촘촘하게 분석 가능하다. 기존 17㎞이던 지구 전체의 격자 간격을 10㎞ 이하로 낮출 수 있어 국지성 호우등 보다 정밀하고 촘촘한 기후예측이 가능하다는 게 기상청의 설명이다.

현재 국내의 경우 국가 슈퍼컴퓨터 운용기관인 한국과학기술정보연구원(KISTI)을 비롯해 4,5년마다 500억~600억원대 신기종 슈퍼컴퓨터를 도입하는 기상청은 물론 정부출연연구기관 모두 미 크레이사 기종을 구매, 운영중이다.

30년 넘게 미 크레이사가 독점해온 우리나라 공공기관 슈퍼컴퓨터도입 프로젝트가 처음으로 중국 레노버사로 선정됨에 따라 향후 미∙중 무역갈등과 미국의 통상압력 가능성도 제기된다.

특히 레노버는 미 크레이사를 제치고 기상청 5호기 최종 공급사로 선정됨에 따라 가격경쟁력을 앞세워 한국 내 정부출연기관을 대상으로 대대적인 시장개척에 나선다는 입장이다. 기상청은 이번 5호기 도입을 계기로 2022년까지 연산 성능 ‘세계 10위권’에 진입한다는 전략이다.

■ 일기예보 근간인 수치예보모델 개발 능력없는 한국 기상청의 민낯

기상청은 슈퍼컴퓨터 5호기 도입으로 예측자료 생산이 현저히 빨라지고, 품질이 향상된 자료들을 대량 생성, 예보관들의 예보 정확도를 끌어올릴 수 있다고 주장하지만, 예보정확도 향상에는 한계가 있는 게 엄연한 현실이다. 가장 큰 이유는 기상청의 경우 여전히 기후예측에 필요한 소프트웨어적인 능력이 크게 떨어지기 때문이다. 자체 개발능력이 없는 실정이다.

기상청에 따르면 기상예보의 정확도는 예보관의 능력 28%, 관측 자료의 품질 32%, 기상예보 소프트웨어인 수치모델 성능 40%로 결정된다. 기상청이 5호기 도입으로 관측 자료 품질이 크게 개선돼 기후예측 정확도가 높아질 것이라 주장하지만, 실제 핵심인 수치모델 성능개선에는 여전히 한계가 있다.

기상청이 2010년 영국 기상청으로부터 수치예보모델 도입 시 적용료 명목으로 20여억원을 지급한 것은 물론 매년 저작권사용료 로열티로 1억5000만원을 지급하는 등 굴욕적 일기예보 대외의존 현상을 벗어나지 못하는 것으로 피치원미디어 보도결과 밝혀진 바 있다.

이는 기상청이 영국지형에 최적화한 수치예보모델을 가지고 한반도 일기예보를 하고 있다는 뜻이며 대한민국 기상청은 결국 일기예보의 근간이 되는 수치예보모델을 자체 개발할 능력조차 갖추지 못하고 있다는 놀라운 사실을 의미하는 것이다.

대한민국 기상청이 10년도 더 된 영국의 철 지난 수치예보모델을 들여와 영국 지형에 맞는 모델을 토대로 한반도 일기예보를 하는 등 소프트웨어적인 기술력 개선이 시급하다는 비판여론이 쏟아지고 있다.

세계 10위권 경제 대국의 위치를 차지하고 있는 대한민국이지만 일기예보를 하는 근간이자, 핵심기술인 수치예보모델을 아직도 해외에 의존하며 매년 로열티를 지급하는 기상청에 대한 국민의 따가운 시선이 쏟아지고 있다.

이런 소프트웨어적인 파워는 갖추지 못한 채 5년마다 600억원대의 국민 혈세를 투입해 하드웨어(슈퍼컴퓨터) 껍데기만 세계 최고 수준을 갖춰놓고 ‘일기예보를 위해 최선을 다하고 있다’면서 면책을 받고 있는 기상청에 대한 대대적인 메스를 가해야 한다는 지적이 강도 높게 일고 있다.

“세계 10위권 경제 대국이 어떻게 일기예보의 핵심이 되는 예측모델 자체도 개발하지 못하고 해마다 로열티를 지급하고 수정도 못 하다니 이게 말이 되느냐”

“이런 수준은 개도국이나 기후 후진국 수준 아닌가? 기상청은 그동안 5년마다 550억원 국민혈세 투입하고 그 돈으로 무엇을 했는가?”

이 때문에 한반도 일기예보를 획기적으로 개선하기 위해 산학연을 아우르는 범정부 차원의 개발기구를 통해 한국형 수치예보모델을 시급히 국산화해야 한다고 전문가들은 입을 모은다.

16개 산하기관, 수백여명의 연구인력을 통해서도 수치예보모델조차 개발하지 못하는 기상청을 하드웨어 중심이 아닌 기상예보 소프트파워를 키울 수 있는 소프트웨어 연구중심으로 전환해야 할 것으로 지적된다.

■ 기상예보, 600억원대 슈퍼컴은 HW일 뿐, 핵심은 소프트웨어능력

기상청이 5년마다 600억원을 들여 슈퍼컴퓨터를 구매하며 내세우는 명분은 ‘느려터진 슈퍼컴퓨팅 연산처리 속도’의 문제였다. 기상청은 매번 “기상예보가 자주 틀리는 것은 기존에 갖추고 있는 연산처리 컴퓨팅 속도가 너무 느리기 때문”이라며 “신형 슈퍼컴퓨터를 도입하면 세밀하게 연산을 할 수 있어 더욱 정확한 일기예보가 가능하다”고 강변한 바 있다.

그렇다면 기상청 주장대로 슈퍼컴 도입 후 일기예보 정확도는 눈에 띄게 개선이 됐을까? 그렇지 않다는 게 전문가는 물론 시민들의 반응이다. 왜 슈퍼컴퓨터를 도입했는데도 불구하고 일기예보 정확도는 개선되기는커녕 더 떨어지고, 엇나간 일기예보로 인한 비난 여론은 갈수록 높아지는 걸까?

이유는 일기예보의 핵심인 정확하게 날씨를 예보하는 핵심 소프트웨어기술인 수치예보모델을 기상청 스스로 개발할 능력 자체가 없기 때문이다. 일기예보의 첫 출발점은 전국 수십 개 기상관측소에서 관측한 관측점의 데이터를 기반으로 한반도 전체가 어떻게 될 것인가를 추정, 계산하는 것에서부터 출발한다.

즉 온도와 습도, 풍속, 가속도, 밀도, 해수온도, 기압 등 대기를 움직이는 여러 변수를 토대로 이러한 한반도 전역의 초기값을 만들어주는 자료 동화가 첫 출발점이다. 즉 실제 관측자료와 모델 시뮬레이션을 결합해 초기 입력자료를 실제 대기에 가까워지도록 만들어주는 과정을 말한다.

문제는 이러한 자료동화 과정은 관측자료를 끝없이 모델에 적용하면서 수정하고 오차를 줄이는 과정, 이른바 계수조정을 거치며 수치예보모델로 발전하게 된다. 하지만 이는 최고 수준의 기상학자와 수학자 및 물리 및 역학 관련 공학자들이 공동작업을 해야 개발 가능한 고난도 연구다.

즉 해양방정식과 대기방정식을 토대로 한 복잡한 미분방정식을 만들어낸 후, 이를 기반으로 소프트웨어적으로 코딩된 프로그램을 만들어야 한다. 이게 바로 수치예보모델인 거고, 여기에 데이터를 입력해 연산 처리하는 게 바로 슈퍼컴퓨터이다.

통상적으로 기상용 슈퍼컴퓨팅 능력이라는 것은 이런 수치예보모델을 연산할 수 있도록 끝없는 계수조정을 통해 국가 지형에 최적화한 미분방정식을 만들어 내는 게 핵심이다. 정확한 관측데이터와 자료 동화과정을 거쳐 도출된 데이터를 가지고 필요한 시점에 연산 처리하는 일련의 과정에 대한 정확도와 고도의 시뮬레이션 능력이 바로 기상예보 컴퓨팅기술인 것이다.

만약 이러한 앞단의 소프트웨어적인 능력, 즉 자료동화를 통한 시뮬레이션이나 지형에 최적한 미분방정식 알고리즘과 이를 소프트웨어적으로 코딩한 프로그램을 만들 수 있는 능력을 갖추지 못하면 고성능 슈퍼컴퓨터는 무용지물이 되는 것이다.

대한민국 기상청이 껍데기는 세계에서 가장 비싼 초고급인데, SW는 텅 빈 소프트파워 없는 하드웨어 중심의 기상예보 후진국이란 평가를 받는 것은 이 때문이다. 기상청 현주소에 빗대 마치 유치원생이 서버급 고성능 PC를 구매해 단순 게임만 이용하고 있다는 극단적인 평가가 전문가들 사이에서 쏟아지고 있는 것도 같은 맥락이다.

기상청 슈퍼컴 혈세낭비 논란의 핵심이 바로 여기에 있다. 기상청은 피치원 보도 이후 다양한 채널을 통해 스위스 기상청 슈퍼컴퓨터보다 성능이 압도적으로 뛰어나다고 주장하고 있다.

문제는 연산 처리능력만 따져도 기상청 슈퍼컴의 하드웨어 스펙은 스위스보다 10배 이상 뛰어나다. 문제는 하드웨어 성능만 뛰어날 뿐 소프트웨어 기술이 없다 보니, 일기예보 능력을 스위스에 비해 훨씬 뒤처지는 상황이다.

■ 수치예보모델 개발할 소프트파워 키우는 게 핵심, 기상청 개혁이 핵심

스위스보다 27배나 많은 천문학적인 구매비용을 지출하고도 스위스 기상청보다 뒤떨어지는 일기예보를 하고 있다는 것은 ‘헛돈을 날리고 있다’는 반증이다. 이에 대해 기상청은 스위스는 자체적으로 전(全) 지구 및 국지앙상블 2개 현업모델만 실행하고 추가 두 가지는 유럽중기예보센터 슈퍼컴을 활용하는 반면 대한민국 기상청은 12개 현업모델을 운영하고 있다며 성능은 월등히 앞선다고 주장하고 있다.

하지만 파랑모델(바다날씨) 등의 경우 해수면 온도의 경우 1년 내내 큰 변화가 없기 때문에 방대한 시뮬레이션 및 연산처리능력이 필요 없는 실정이다. 결국, 현업모델 가동 숫자가 12개로 많지만, 대부분 적용모델이 측정하는 셀 단위나 운영횟수 등에서 스위스에 뒤질뿐더러, 기본 수치예보모델 시뮬레이션 능력이 뒤떨어지다 보니, 항목별 기상예보 정확도 역시 낮은 치명적 결함을 안고 있다는 지적이다.

“아니 아무리 많은 항목을 계산하면 뭐합니까? 기본적으로 수치예보모델이 영국 건데, 그게 한반도 지형에 맞는다는 보장도 없죠. 또 어떻게 개선해 한반도 지형에 최적화할 것인지를 고민하고 개발하지 않는데, 아무런 소용이 없는 거죠”

익명을 요구한 모 교수는 “해양수온과 해류변화를 기반으로 한 해양시뮬레이션을 최적화해 개발해도 기상청은 절대 적용하지 않고 배제한다”면서 “이런 암묵적 개발 카르텔을 깨지 않는 이상 한반도 일기예보능력은 절대 개선되지 않을 것”이라고 비판했다.

슈퍼컴퓨터 성능의 경우 프로그램이 영향을 미치는 비중이 90%가 넘는데도 불구하고 한국 정부는 아직도 논란이 되는 HPL인덱스만 통과하면 면책을 주는 과거 관행을 답습하고 있다. 이 때문에 기상청 스스로 스위스처럼 기후예보모델 코드에 직접 손을 대며 자체 개발하거나 업그레이드할 수 있는 소프트파워를 빠르게 개선할 수 있는 SW중심 조직으로 시급히 개편해야 할 것으로 지적된다.

이와 함께 이젠 하드웨어 껍데기 슈퍼컴퓨터 구매비용에 주력하는 관행에서 벗어나 한반도기후 변수를 끝없이 적용하면서 기후예보모델 코딩 최적화 작업에 예산을 주로 투자하는 소프트파워 중심으로 정책을 전환해야 한다.

한국 기상청은 더 이상 팔리지도 않는 인텔 악성 재고를 시중가의 10배가 넘는 원가로 책정한 미 크레이사의 ‘호갱(호구 고객)’에서 벗어나 슈퍼컴퓨터 구매비용을 50억원대 이하로 줄일 수 있는 수치예보모델 소프트웨어 기술력을 확보하는 데 전력투구해야 한다.

이에 대해 기상청은 5호기 중국산으로 교체한 것과 관련해 크레이사와의 유착의혹 때문이 아니라 외부 전문가로 구성된 위원회를 통해 국가계약법에 따라 공정하게 평가해 선정한 것이라고 밝혔다.

기상청은 영국 기상청 수치예보모델을 도입, 로열티를 지급하는 것과 관련해 2014년 4월부터 단순 사용자에서 공동개발자로 지위가 격상됐고 통합모델 역시 한국지형과 일기특성에 맞게 수정해 운영중이라고 밝혔다. 기상청은 이와함께 한영호주 공동개발 협의체를 구성,연회비로 연간 1억5000만원을 지불하고 있다고 해명했다.

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