기존 프로세서 중심 시스템 대비 분석 성능 28% 향상
[테크월드뉴스=서유덕 기자] 한국전자통신연구원(ETRI)이 기존보다 빠르게 유전체를 분석할 수 있는 유전체 분석 특화 메모리 중심 컴퓨팅 시스템을 개발했다고 23일 밝혔다.
사람의 유전 정보를 해독하는 유전체 분석을 활용하면 개인별 질병 위험도와 영양-운동 상호작용 정보를 파악할 수 있어 전염병 진단과 치료제 개발에 큰 도움이 된다. 그러나 아직 분석 서비스를 대중화하기에는 검사 단가가 비싸다는 문제가 있다. 30억 개 염기들의 서열로 이뤄진 인간 DNA를 수십~수백 배수로 읽어 들여 분석해야 하기 때문에 이동하고 저장해야 하는 데이터양이 커서 분석과 저장에 많은 비용이 소요되기 때문이다. 대용량 데이터를 처리할 때 구조적으로 병목 현상이 일어나는 경우도 많아 데이터 처리 시간도 많이 든다.
ETRI는 유전체를 분석하는 차세대 염기서열분석(NGS)에 특화된 메모리 중심 컴퓨팅 하드웨어(HW)·소프트웨어(SW) 기술을 개발했다. 기존보다 28% 성능을 높인 이 기술은 유전체 분석 소요 시간을 10개월에서 7개월로 단축한다.
ETRI가 개발한 메모리 중심 컴퓨팅 기술은 대규모 메모리를 활용해 병목 현상을 극복한다. 연구진은 자체 개발한 MOCA라는 HW 장치로 대규모 메모리를 시스템에 장착할 수 있게 만들었다. 데이터 처리 중간 과정에서 하드디스크나 SSD 등을 활용할 필요가 없게 만든 것이다. 또 연구진은 유전체 분석 과정 중 가장 오랜 시간이 걸리는 염기 서열 정렬 단계를 대규모 메모리를 활용해 2배 이상 빠르게 처리할 수 있는 SW도 개발, 분석 효율을 높였다.
ETRI는 GC녹십자지놈과 협력해 기술 성능을 검증했다. 검증 결과 기존 시스템에 연구진이 개발한 HW를 적용하면 전체 분석 성능을 16% 높일 수 있고 HW와 SW를 동시에 적용하면 28%까지 성능을 향상할 수 있었다.
김강호 ETRI 데이터중심컴퓨팅시스템연구실장은 “본 기술이 국내 제약 분석 시장·산업에 새로운 촉진제가 돼 바이오 응용 시장 활성화와 고용 증대 효과를 부를 것으로 기대한다”고 말했다.
연구진은 내년부터 2단계로 시작되는 “메모리 중심 차세대 컴퓨팅 시스템 구조 연구”과제에서 시스템을 고도화하고 의료기관을 확대해 유전체 분석 정확도를 높이는 한편 암이나 당뇨병 같은 다른 질병으로 적용 범위를 확대할 계획이다.
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