디지털 트윈은 컴퓨터 지원 엔지니어링(Computer Aided Engineerin, CAE) 분야에서 설계와 제조의 혁신을 주도하고 있다. 이 시스템은 GPU 가속화와 AI 기술을 결합해 실시간 시뮬레이션 처리, 대규모 데이터 시각화, 작업 프로세스를 개선한다. 그 결과, 자동차, 에너지, 제조 산업 기업들은 빠르고 정밀한 제품 개발과 최적화된 운영을 실현할 수 있게 됐다.

AI 컴퓨팅 엔비디아가 17일부터 22일까지 미국 애틀랜타에서 개최되는 ‘슈퍼컴퓨팅 2024’에서 자동차, 에너지, 제조 분야의 CAE 기업이 실시간 디지털 트윈을 제작할 수 있는 ‘엔비디아 옴니버스 블루프린트(NVIDIA Omniverse Blueprint)’를 공개했다고 19일 밝혔다.

이 솔루션은 1200배 빠른 시뮬레이션과 실시간 시각화를 달성하기 위한 엔비디아 가속 라이브러리, 물리-AI 프레임워크, 대화형 물리 기반 렌더링을 포함한다. 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.

실시간 물리 디지털 트윈 구현
‘물리 디지털 트윈’은 실제 물리적 시스템이나 환경을 디지털 모델로 재현해 실시간으로 상태를 모니터링하고 분석하는 것으로, 물리적 객체의 동작을 정확히 반영하는 디지털 복제본을만들어 시스템의 상태와 성능을 실시간으로 추적하고 최적화할 수 있게 한다.

물리 디지털 트윈을 구축하려면 물리적 현상을 빠르게 계산해 즉각적인 시뮬레이션 결과를 도출하는 ‘실시간 물리 솔버(solver)’ 성능과 대규모 데이터 세트의 실시간 시각화가 필요하다.

‘옴니버스 블루프린트’는  ‘엔비디아 쿠다(CUDA)’ 플랫폼 기반의 ‘쿠다-X 라이브러리’를 활용해 GPU 가속화로 솔버 성능을 개선한다. 또한, 물리-AI 프레임워크 ‘모듈러스(Modulus)’를 사용해 유체 흐름 패턴인 ‘플로우 필드’ 모델을 훈련하고 배포할 수 있다.

또한, ‘옴니버스 API’로 3D 데이터를 다양한 프로그램에서 공유하고, ‘엔비디아 RTX’로 실시간 시뮬레이션 시각화를 제공한다. 개발자는 ‘옴니버스 블루프린트’를 부분적으로 활용하거나 전체를 기존 도구에 통합할 수 있다.

엔지니어링 시뮬레이션·AI 모델 운영 자동화 지원 

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 단축하고 있다.

앤시스(Ansys)는 유체 시뮬레이션 소프트웨어 ‘앤시스 플루언트(Ansys Fluent)’에 옴니버스 블루프린트를 적용해 전산 유체 역학(Computational Fluid Dynamics, CFD) 시뮬레이션을 수행했다. 이 시뮬레이션은 텍사스 첨단 컴퓨팅센터에서 320개의 ‘엔비디아 GH200 그레이스 호퍼’ 슈퍼칩을 활용해 기존 x86 기반 CPU 2048개로 한 달이 걸리던 25억 셀의 자동차 시뮬레이션을 6시간 만에 완료했다.

클라우드 기반 CAE 소프트웨어 기업 루미너리 클라우드(Luminary Cloud)는 ‘모듈러스’를 바탕으로 구축한 ‘시뮬레이션 AI 모델’로 GPU 가속 CFD 솔버에서 생성된 데이터를 학습해 자동차의 기류 흐름을 분석했다. 이 모델은 ‘옴니버스 API’를 이용해 기존 방식보다 빠르게 시뮬레이션을 수행하며, 실시간 공기 역학 흐름을 시각화해 보여준다.

클라우드 기반 플랫폼 ‘리스케일(Resclae)’은 엔비디아 옴니버스 블루프린트를 사용해 과학·엔지니어링 시뮬레이션 맞춤형 AI 모델을 훈련하고 배포할 수 있게 한다. 리스케일은 전체 애플리케이션과 하드웨어 스택을 통합 관리하며, 클라우드 서비스에서 자원과 성능을 최적화해 동작한다. 기업은 다양한 시뮬레이션 솔버로 데이터를 생성할 수 있고, AI 모델을 훈련, 추론, 배포, 시각화 및 최적화 할 수 있다.

그 밖에, 옴니버스 블루프린트는 AWS, 구글 클라우드, 애저 등 주요 클라우드 플랫폼에서 실행할 수 있으며 ‘엔비디아 DGX 클라우드(DGX Cloud)’에서도 사용할 수 있다.

엔비디아 젠슨 황(Jensen Huang) 대표는 "우리는 모든 사물이 디지털 트윈을 가질 수 있게 옴니버스를 설계했다. 옴니버스 블루프린트는 엔비디아 옴니버스와 AI를 연결하는 표준화된 파이프라인으로, CAE 소프트웨어 개발자들이 설계부터 제조, 운영까지 산업 디지털화를 혁신할 디지털 트윈 워크플로우를 구축하게 한다."고 말했다.

[알림] ‘GTT KOREA’와 ‘전자신문인터넷’이 공동으로 주최하는 “NSWS(Next Smart Work Summit) 2024”에서는 글로벌 스마트워크 솔루션 선도 기업들이 참여하여 최신 기술과 시장 동향, 그리고 기업이 당면한 문제의 해결 방안을 심도 있게 다룰 예정이다. 이번 서밋에서는 AI와 스마트워크를 활용한 혁신적인 업무 환경 구축 및 활용 전략 공유와 함께 전시 부스를 통해 기업에 필요한 다양한 스마트워크 활용법을 구체적으로 체험해 볼 수 있는 장도 마련된다.