AI 기반 의사결정 최적화 엔진, 엔비디아 ‘cuOpt’ 오픈소스 공개

엔비디아(www.nvidia.co.kr)가 미국 새너제이에서 열린 GTC에서 AI 기반 의사결정 최적화 엔진인 엔비디아 cuOpt(NVIDIA cuOpt)를 오픈 소스로 공개한다고 발표했다. 무료로 제공되는 이 소프트웨어를 통해 개발자들은 전례 없는 규모로 실시간 최적화를 실현할 수 있다. 

매 순간 전 세계 기업들은 중요한 결정을 내리고 있다. 물류 회사는 어떤 트럭을 어디로 보낼지 결정한다. 유통 업체는 진열대를 어떻게 채울지 고민한다. 항공사는 폭풍우가 몰아친 후 항로를 변경하기 위해 분주하게 움직인다. 이러한 결정은 단순한 경로 선택이 아니라 수백만 개의 변수가 존재하는 고난도 퍼즐과 같다. 엔비디아는 새로 공개한 cuOpt를 통해 비용, 그리고 때로는 고객까지 잃을 수 있는 기업의 중요한 의사결정을 효과적으로 지원할 계획이다. 

최적화 생태계의 선두주자인 콥트(COPT), 피코(FICO)의 엑스프레스(Xpress) 팀, 하이스(HiGHS), IBM, 심플로즈(SimpleRose)는 업계 전반에서 의사결정을 가속화하기 위해 cuOpt를 통합하거나 평가하고 있다. 

구로비 옵티마이제이션(Gurobi Optimization)은 한 차원 높은 성능을 위해 1차 알고리즘을 개선하고자 cuOpt 솔버를 평가, 테스트하고 있다. 

엔비디아는 COIN-OR 파운데이션(COIN-OR Foundation)과 협력해 가장 크고 오래된 운영 연구 소프트웨어 저장소에서 cuOpt를 오픈 소스로 만들고 있다. 

한편, 애리조나 주립대학교(Arizona State University), 코넬 테크(Cornell Tech), 프린스턴 대학교(Princeton University), 파비아 대학교(University of Pavia), 베를린 주세 연구소(Zuse Institute of Berlin) 연구팀은 차세대 솔버를 개발하고 복잡한 최적화 문제를 탁월한 속도로 해결하며 cuOpt의 기능을 탐구하고 있다. 

이 기술을 통해 항공사는 공중에서 운항 일정을 재구성해 연쇄적인 지연을 방지할 수 있다. 전력망은 실시간으로 재조정돼 정전을 방지할 수 있고, 금융 기관은 최신 위험 분석을 통해 포트폴리오를 관리할 수 있다. 

더 빠른 최적화, 더 스마트한 의사결정

가장 잘 알려진 AI 애플리케이션은 모두 예측에 관한 것이다. 일기 예보나 문장의 다음 단어를 생성하는 것은 모두 예측에 관한 기능이다. 그러나 예측은 도전의 절반에 불과하다. 진정한 저력은 정보에 기반한 실시간 조치를 취하는 데서 나온다. 

이것이 바로 cuOpt가 필요한 이유이다. cuOpt는 재고 수준, 공장 생산량, 배송 지연, 연료 비용, 위험 요소, 규제 등 수십억 개의 변수를 동적으로 평가하며, 거의 실시간으로 최적의 조치를 제공한다. 

AI 에이전트와 거대 언어 모델(large language model, LLM) 기반 시뮬레이션이 더 많은 의사결정 작업을 수행함에 따라, 즉각적인 최적화의 필요성이 그 어느 때보다 커졌다. 엔비디아 GPU로 구동되는 cuOpt는 이러한 계산을 크게 가속화한다. 

기존의 최적화 방법은 해결 공간을 순차적으로, 또는 제한된 병렬 처리로 탐색한다. 이와 달리 cuOpt는 GPU 가속을 활용해 수백만 개의 가능성을 동시에 평가함으로써 특정 인스턴스에 대해 기하급수적으로 빠르게 최적의 솔루션을 찾는다. 

이는 기존 기술을 대체하지 않으며, 오히려 향상시킨다. cuOpt는 기존 솔버와 함께 작동함으로써 고품질 솔루션을 빠르게 식별하고 CPU 기반 모델이 잘못된 경로를 더 빨리 버릴 수 있도록 돕는다. 

최적화가 어려운 이유와 cuOpt가 최적화를 개선하는 방법

트럭을 어디로 보낼지, 작업자 일정을 어떻게 조정할지, 전력망을 언제 재조정할지 등 모든 결정은 경우의 수가 기하급수적으로 많은 퍼즐과 같다. 

예를 들어, 병원에서 간호사 100명의 다음 달 근무 일정을 잡는 경우의 수는 관측 가능한 우주의 원자 개수보다 많다. 

기존의 솔버는 손전등으로 한 번에 한 복도씩 광활한 미로를 탐색하는 것처럼 순차적으로 또는 제한된 병렬 처리로 솔루션을 찾는다. cuOpt는 수백만 개의 가능성을 지능적으로 평가해 규칙을 다시 작성하고 최적화를 기하급수적으로 가속화한다. 

지금까지 인력 일정 관리, 물류 라우팅, 공급망 계획과 같은 작업은 모두 계산하는 데 몇 시간, 때로는 며칠이 걸렸다. 

엔비디아 cuOpt는 이를 변화시키며, 수치가 이를 증명한다. 

· 선형 계획법 가속화: 대규모 벤치마크에서 CPU 기반 PDLP 솔버보다 평균 70배 빠르고, 속도 향상 범위는 10배에서 3,000배에 이른다.

· 혼합 정수 계획법(mixed-integer programming, MIP): 심플로즈가 증명한 바와 같이, MIP 솔브는 60배 빠르다.

· 차량 라우팅: 리릭(Lyric)의 사례에서 보듯이, 동적 라우팅 속도가 240배 빨라져 고객 관련 원가에 대한 인사이트를 제공하고 거의 실시간으로 경로를 조정할 수 있다. 

몇 시간 또는 며칠이 걸리던 의사결정이 이제 몇 초 만에 이루어진다. 

더 나은 세상을 위한 최적화

최적화를 개선하면 기업의 효율성이 높아질 뿐만 아니라, 보다 지속 가능하고 탄력적이며 공정한 세상을 만들 수 있다.

더 스마트한 의사결정은 낭비를 줄인다. 에너지망은 전력을 보다 효율적으로 배분할 수 있으며, 정전을 줄이고 풍력, 태양광 등의 재생 에너지를 원활하게 통합할 수 있다. 또한, 공급망을 동적으로 조정해 과잉 재고를 최소화함으로써 비용과 배출량을 모두 줄일 수 있다. 

의료 서비스가 취약한 지역의 병원은 실시간으로 병상, 의사, 의약품을 할당해 생명을 구하는 치료가 환자에게 더 빨리 닿을 수 있도록 도울 수 있다. 재난에 대응하는 인도적 구호 단체는 식량, 식수, 의약품을 배분하는 최적의 방법을 즉시 재계산할 수 있으며, 결정적인 순간에 지연을 줄일 수 있다. 대중교통 시스템은 수요에 따른 동적 조정으로 수백만 명의 교통 혼잡과 이동 시간을 줄일 수 있다. 

cuOpt는 단순히 더 많은 하드웨어가 아니라 더 스마트한 검색에 관한 것이다. cuOpt는 모든 가능성을 검토하는 대신, 방대한 검색 공간을 지능적으로 탐색하고 제약 엣지에 집중해 더 빠르게 수렴한다. 또한 GPU 가속을 사용해 여러 솔루션을 병렬로 평가하고, 실시간 고효율 최적화를 제공한다. 

산업 지원, 의사결정 인텔리전스를 위한 새로운 시대

피코, 구로비 옵티마이제이션, IBM, 심플로즈와 같은 최적화 선도기업들은 GPU 가속의 이점을 탐색하거나 워크플로우에 cuOpt를 통합할 가능성을 평가하고 있다. 이들은 또한 산업 계획부터 공급망 관리, 일정 관리에 이르기까지 cuOpt의 잠재력을 평가하고 있다. 

더 스마트한 의사결정, 더 강력한 시스템, 더 나은 결과

cuOpt는 최적화를 대규모로 재정의한다. 

기업에게는 AI 기반 최적화를 제공해 일정을 재구성하고, 차량 경로를 조정하며, 자원을 실시간으로 재할당할 수 있다. 이를 통해 기업은 비용을 절감하고 민첩성을 높일 수 있다. 

개발자에게는 복잡한 최적화 과제에서 CPU 솔버보다 최대 3,000배 빠르게 의사결정 문제를 해결할 수 있는 고성능 AI 툴킷을 제공한다. 복잡한 최적화 과제로는 비디오, 오디오, 웹 트래픽의 흐름을 최적화해 혼잡을 줄이고 효율성을 개선하는 네트워크 데이터 라우팅을 꼽을 수 있다. 또한, 전력망의 공급과 수요의 균형을 맞추고 손실을 최소화해 안정적인 전송을 보장하는 전력 배전도 이에 해당한다. 

연구자들에게는 AI 기반 의사결정을 새로운 영역으로 확장할 수 있는 열린 놀이터이다. 

cuOpt는 개발자, 연구자, 기업에서 무료로 사용할 수 있도록 올해 말 오픈 소스로 출시될 예정이다. 

이용 정보

엔터프라이즈 프로덕션 배포의 경우, cuOpt는 엔비디아 AI 엔터프라이즈(Enterprise) 소프트웨어 플랫폼의 일부로 지원된다. 또한 클라우드, 온프레미스, 엣지 환경 전반에서 쉽게 통합, 확장, 배포할 수 있도록 엔비디아 NIM 마이크로서비스로 배포될 수 있다. 

이번 오픈 소스 공개를 통해 개발자는 cuOpt 소스 코드에 쉽게 접근하고, 수정하며, 자체 솔루션에 통합할 수 있다. 

여기에서 기업들이 cuOpt로 운영을 혁신하는 방법에 대해 자세히 알아볼 수 있다. 여기에서 cuOpt의 오픈 소스 출시 알림을 신청할 수 있다. 여기에서 소프트웨어 제품 정보에 관한 공지를 참조할 수 있다.