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2020년 5월 25일 월요일

엔비디아 2021년 4분기 (2020년 1분기) 실적 발표 - 가상 화폐 거품 이후에도 지속되는 성장세





 엔비디아가 회계년도로는 2021년 1분기인 2020년 1분기 실적으로 발표했습니다. 이번 실적 발표에서 눈에 띄는 부분은 가상화폐 채굴 같은 특별한 이벤트 없이도 전년 동기 대비 매출이 39%, 순이익이 106%, 영업이익이 116%나 증가했다는 것입니다. 매출과 수익 증가를 이끈 부분은 엔비디아의 주력이었던 게이밍 그래픽 카드 부분이 아니라 데이터 센터 부분이라는 점이 주목할만합니다. 


 지난 1분기 엔비디아의 데이터센터 부분 매출은 11억 4100만 달러로 13억 3900만 달러를 기록한 게이밍 부분을 크게 따라잡고 있습니다. 자율주행차 같은 신기술 부분에서는 아직 미미한 수준이지만, 데이터센터 부분에서 이렇게 큰 폭의 성장을 기록했다는 것은 AI가 강조되면서 값비싼 고성능 GPU가 잘 팔린다는 이야기입니다. 이미 성장세가 둔화된 게이밍 부분이나 한 때의 유행이었던 가상 화폐 채굴보다 훨씬 수익성 좋은 시장에서 높은 성장세가 이어지는 만큼 미래가 기대된다고 말할 수 있을 것입니다. 


 주가 역시 이에 따라가는 모습으로 5년전 22.13달러였던 주가는 5월22일 종가 기준으로 361.05달러로 거의 15배 정도 상승했습니다. 게이밍 그래픽 시장에서 선두를 달릴 때 방심하지 않고 고성능 컴퓨팅 시장에 진입한 후 인공지능 시장에 적극적으로 뛰어든 것이 성공의 비결이었습니다. 이런 점을 보면 가격 정책으로 말이 많기는 하지만 젠슨 황 회장의 선견지명이 매우 뛰어나다고 말할 수 있을 것 같습니다. 


 엔비디아는 최근 공개한 암페어에서 인공지능에 초점을 맞춘 차세대 GPU 기술을 공개했습니다. 당분한 인공지능 관련 하드웨어 수요는 계속 증가할 것으로 예상되어 실적도 점점 더 개선될 것으로 예상됩니다. 엔비디아의 이야기는 기업에 있어 새로운 먹거리와 성장 동력을 찾는 일이 얼마나 중요한지를 보여주는 좋은 사례 중 하나 같습니다. 


 참고 






전기 에너지를 이용해서 단백질을 만든다?


(Credit: CC0 Public Domain)


 과학자들이 전기에서 단백질을 만들 수 있는 전기 - 단백질 전환(power to protein) 기술을 실증했습니다. 튀빙겐 대학의 라르스 안제넌트 교수 (Professor Lars Angenent of the Center for Applied Geosciences)가 이끄는 연구팀은 미생물의 도움을 받아 전기 에너지를 사람이 먹을 수 있는 단백질과 영양분으로 바꿨습니다.


 연구팀은 우선 전기에너지를 이용해서 물을 산소와 수소로 분해했습니다. 이렇게 분해한 수소는 미생물이 에너지원으로 사용할 수 있습니다. (예: 메탄생성균) 하지만 단백질을 만들기 위해서는 산소와 수소 이외에도 질소와 탄소가 필요합니다. 다행히 미생물들이 암모니아와 이산화탄소를 이용해 이 문제를 해결할 수 있습니다. 박테리아 외에도 효모와 균류가 이 과정을 도울 수 있으며 이들은 가공을 거쳐 인간이 직접 섭취할 수 있는 음식이 될 수 있습니다. 


 미생물을 이용하는 방법의 장점은 복잡한 아미노산과 단백질을 일일이 합성할 필요가 없다는 것입니다. 전기로 미생물이 활용할 수 있는 에너지원만 만들고 나머지 복잡한 과정은 작은 화학 공장인 미생물에 맞기는 것이 단순하면서도 합리적인 선택입니다. 다만 이렇게 해서 얻는 식량은 우리가 그렇게 선호하는 음식이 아닐 것입니다. 솔직히 비용도 그렇게 저렴하지 않을 가능성이 높아 특수한 상황이 아니라면 전기 - 단백질 시스템이 필요한 경우는 많지 않을 것입니다. 


 이런 시스템이 필요한 특수한 상황은 아마도 달이나 화성으로 가는 정거리 유인 우주선이나 우주 기지일 것입니다. 사실 감자를 포함해 작물을 키우는 것 역시 인공광을 이용하는 경우 전기로 식량을 만드는 것입니다. 하지만 식물은 부피를 많이 차지하고 키우는데 많은 시간과 자원이 필요합니다. 식물을 사료로 먹는 동물성 단백질은 도저히 감당할 수 없을 만큼 많은 자원을 소모합니다. 


 반면 미생물은 배양 시간도 짧게 걸리고 복잡한 비료도 필요없습니다. 사람의 배설물로 질소와 물을 공급하고 호흡시 나오는 이산화탄소를 다시 사용하면 100% 자원이 순환되는 인공 환경을 만들 수 있습니다. 미생물 배양 탱크는 크기와 부피를 최소화 할 수 있으며 원자력 전지이든 태양전지이든 간에 전력만 생산할 수 있으면 유지가 가능합니다. 


 연구팀은 더 나아가 이 방법으로 남는 에너지를 이용해서 유용한 유기물이나 식량을 만들 수 있다고 보고 있습니다. 여기까지는 몰라도 장거리 유인 우주선이나 우주 기지에 적용된다면 생각보다 유용한 기술이 될 수 있지 않을까 생각합니다. 다만 맛은 별로 일것 같습니다. 


 참고 



Akanksha Mishra et al. Power-to-Protein: Carbon Fixation with Renewable Electric Power to Feed the World, Joule (2020). DOI: 10.1016/j.joule.2020.04.008

거대 바이러스 유전자의 기원은?


('Brown tide virus' is a member of a class called the giant viruses. Researchers have discovered genes for key cellular metabolic cycles in many giant viruses, suggesting that these microbes may be interacting with their hosts in more diverse ways than previously thought. Credit: Dr. Chuan Xiao and Yuejiao Xian, the University of Texas at El Paso.)


 바이러스는 대부분 일반적인 현미경으로 관찰이 불가능할 정도로 작습니다. 바이러스의 자기 복제에 필요한 필수 유전자 몇 개 만을 지니다보니 크기가 커질 이유가 없는 것이죠. 크기가 작아질수록 한 번 세포에 감염된 후 더 많은 바이러스를 증식시킬 수 있는 것도 중요한 이유일 것입니다. 여러 가지 이유로 바이러스는 점점 작아져 대부분 전자 현미경으로만 볼 수 있는 크기가 되었습니다. 


 하지만 이런 트렌드에 역행하는 바이러스들이 존재합니다. 거대 바이러스 (Giant Virus)로 알려진 이 새로운 바이러스 그룹은 사실 너무 커서 1992년 이전에는 그 존재가 잘 알려지지 않았습니다. 그전까지는 바이러스 이외의 생물체를 거르기 위한 필터에 걸려 역설적으로 큰 크기에도 바이러스로 분류되지 않거나 혹은 확인할 수 없었던 것입니다. 


 거대 바이러스는 여전히 세균에 비해서 작지만, 유전자의 복잡도는 다른 바이러스의 수백배에서 수천배에 달합니다. 하지만 그렇다고 해도 스스로 대사를 할 수 있는 세포 소기관이나 단백질/효소를 지니고 있지 않고 단지 다른 세포의 자원을 이용해서 스스로를 복제할 뿐이기 때문에 바이러스의 기준에 맞습니다. 


 버지니아 공대의 프랭크 아일워드 교수(Frank Aylward, an assistant professor of biological sciences in the College of Science)와 포닥 연구자인 모니르 모니루자만 (Monir Moniruzzaman)은 501종의 거대 바이러스 유전자를 분석해 이들이 왜 이렇게 많은 유전자를 들고 다니는지 분석했습니다. 사실 남의 세포를 빌어 유전자와 필요한 물질을 생산하는 바이러스 입장에서 큰 유전자는 매우 거추장스러운 짐이 될 뿐입니다. 같은 세포에서 만들 수 있는 바이러스 입자가 줄어들어 후손을 남기는 데 불리할 뿐 아니라 크기가 커지기 때문에 한 번에 완벽하게 조립될 수 있을 가능성이 줄어듭니다. 한마디로 생산성이 떨어지는 셈입니다. 


 이런 약점에도 불구하고 생각보다 많은 거대 바이러스가 있다는 것은 어떤 이점이 존재한다는 의미입니다. 연구팀은 거대 바이러스의 커다란 유전자 중 상당수가 사실 숙주에서 유래되었다는 사실을 확인했습니다. 흥미로운 부분은 바이러스가 이런 숙주 유전자를 지니고 다니는 이유입니다. 이 유전자들은 세포의 대사 과정을 바꿔 바이러스 증식을 돕는 것으로 보입니다. 다만 정확한 기능과 기원에 대해서는 추가 연구가 필요합니다. 


 거대 바이러스는 단순히 독특한 바이러스가 아니라 해양 및 수중 생태계에서 중요한 역할을 담당합니다. 이들이 조류 (Algae) 같이 생태계의 일차 생산자에 감염되어 개체수를 조절하기 때문입니다. 오히려 큰 크기 때문에 지금까지 베일에 가려있었던 바이러스에 대해 우리는 이제야 이해하기 시작했습니다. 


 참고 


Nature Communications (2020). DOI: 10.1038/s41467-020-15507-2


2020년 5월 24일 일요일

종이접기에서 영감을 얻은 팽창형 달 거주 모듈





(Credit: SAGA Space Architects)


 현재 인류는 미국 나사의 주도로 달에 사람을 다시 보내는 아르테미스 계획을 추진하고 있습니다. 과거 아폴로 시절과 다른 점은 민간 기업도 적극적으로 참여하고 아이디어를 제시하고 있다는 점인데, 덴마크 디자이너인 세바스찬 아리스토텔리스과 칼-요한 소렌센(Sebastian Aristotelis and Karl-Johan Sørensen) 역시 킥스타터를 통해 새로운 달 모듈 아이디어를 제시했습니다. 


 이들이 개발한 달 거주 모듈인 루나크 (Lunark)는 종이 접기 (origami)에서 영감을 얻어 접을 수 있는 형태의 팽창식 모듈로 개발되고 있습니다. 328개의 패널로 이뤄진 프로토타입 모듈은 킥스타터를 통해 자금을 모아 그린란드 북부에 설치한다는 계획입니다. 이 디자인이 장점은 앏게 접어 쉽게 달까지 나를 수 있을 뿐 아니라 표면에 태양 전지 등을 설치할 수 있어 외벽도 활용할 수 있다는 점입니다. 내부에는 식량이나 산소 생산을 위한 수직 농원이나 배양기를 설치할 수도 있습니다. 




(동영상) 


 물론 이 모듈은 민간에서 제안한 아이디어일 뿐이고 현재까지는 각국 우주 기관에서 채택한 디자인이 아니지만, 최근 민간 업체의 우주 개발 참여가 활발해지는 점을 생각하면 관련 기업이나 기관에서 흥미를 보일지도 모르겠다는 생각입니다. 안전성이나 성능은 둘째치고 일단 디자인은 꽤 잘 빠진 것 같습니다. 


 참고 








코로나 19 치료에 효과를 입증한 렘데시비르 - 하지만 후속 연구는 필요하다


(렘데시비르의 화학적 구조. Chemical structure of Remdesivir. public domain)


 코로나 19 치료에 대한 렘데시비르의 이중맹검, 무작위, 위약 통제 임상 연구 (double-blind, randomized, placebo-controlled trial)에서 렘데시비르가 코로나 19 환자의 회복을 빠르게 할 수 있다는 연구 결과가 정식으로 발표됐습니다. 사망률 역시 감소했으나 아쉽게도 통계적 유의성을 확보하는 데는 실패했습니다. 하지만 연구 결과를 보면 샘플 수가 많을 경우 유의한 결과가 나올 수도 있는 경우라도 상당히 희망이 있습니다. 


 여러 의료 기관에서 참가한 1063명의 환자들은 각각 위약과 렘데시비르 (첫날 200mg 용량을 투여받고 다음 9일 동안 100mg 투약받는 스케줄로 총 10일 치료)를 투약받았으며 1059명의 환자에서 투약이 모두 끝나 완전한 결과를 얻었습니다. (538명이 렘데시비르군, 521명이 위약군) 그 결과 렘데시비르 투약군에서는 평균 11일 내 회복되고 위약군에서는 15일내 회복되어 렘데시비르 투약군이 회복이 훨씬 빠른 것으로 나타났습니다. 이 차이는 통계적 유의성도 확보했습니다. (rate ratio for recovery, 1.32; 95% CI, 1.12 to 1.55; P<0 .001="" span="">


 두 번째 목표인 사망률은 카플란 마이어 곡선 분석시 14일에서 렘데시비르 군이 7.1%, 위약군이 11.9%로 렘데시비르 군이 더 낮은 것으로 나타났으나 통계적 유의성을 확보하는데는 실패했습니다. (hazard ratio for death, 0.70; 95% CI, 0.47 to 1.04) 중대한 부작용은 렘데시비르 군에서 21.1%, 위약군에서 27.0%로 렘데시비르가 중대한 부작용을 일으키지 않는 것으로 나타났습니다. 


 사망률이 확실하게 감소하지 않은 것은 아쉽지만, 내용적으로 보면 만약 샘플 사이즈가 조금만 더 컸다면 통계적으로 유의했을 가능성도 있는 수준입니다. (HR 0.70, 95% 신뢰구간이 0.47 - 1.04) 렘데시비르가 사망률을 감소시킬 수 있는지는 후속 연구가 더 필요한 이유입니다. 어쩌면 투약량을 늘리면 사망률이 더 감소할지도 모릅니다. 또 적절한 투약 시점과 용법을 개선할 수 있는 여지도 있습니다. 


 아무튼 연구 결과가 정식으로 발표된 만큼 이제 미국은 물론 세계 여러 나라에서 렘데시비르에 대한 승인이 떨어질 것으로 예상됩니다. 그러나 더 중요한 것은 렘데시비르 단독 치료만으로 충분하지 않다는 것입니다. 앞서 소개한 바와 같이 렘데시비르는  ( https://blog.naver.com/jjy0501/221940944316 참조) SARS-CoV-2 바이러스의 RNA 의존 RNA 중합효소 (RNA-dependent RNA polymerase (RdRp))를 방해하는 약물로 현재 개발 중인 약물의 주요 타겟인 ACE2 수용체를 타겟으로 하는 약물과 같이 사용하면 시너지 효과가 기대됩니다. 사실 많은 항바이러스 치료가 단독 치료보다 여러 약제를 병합해서 이뤄짐을 감안할 때 새로운 기전을 지닌 치료 약물 개발이 시급합니다. 


 렘데시비르는 코로나 19에 대한 인류의 반격을 보여주는 약물이라고 할 수 있습니다. 하지만 이는 시작에 불과하며 코로나 19를 완전 정복할 때까지 멈추지 않고 진격해야 할 것입니다. 


 참고 



John H. Beigel et al. Remdesivir for the Treatment of Covid-19—Preliminary Report, New England Journal of Medicine (2020). DOI: 10.1056/NEJMoa2007764


우주 이야기 1031 - 로만 우주 망원경으로 이름을 바꾼 WFIRST



(NASA’s Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST) is now named the Nancy Grace Roman Space Telescope, after NASA’s first Chief of Astronomy. Credits: NASA)


 나사의 차세대 우주 망원경인 WFIRST (Wide Field Infrared Survey Telescope)가 그 이름을 찾았습니다. 현재 발사를 앞둔 제임스 웹 우주 망원경처럼 나사의 우주 망원경 프로젝트에 큰 족적을 남긴 천문학자인 낸시 그레이스 로만 (Nancy Grace Roman)에 이름 따 낸시 로만 우주 망원경 Nancy Grace Roman Space Telescope 혹은 줄여서 로만 우주 망원경이라고 명명한 것입니다. 




 2018년에 작고한 로만 박사는 1925년 생으로 시카고 대학에서 천문학을 전공한 후 1959년 나사가 설립된지 6개월만에 나사에 합류에 초기 우주 망원경 연구를 이끌었습니다. 당시엔 우주에서 천문 관측을 한다는 것이 매우 생소한 시절이었지만, 로만 박사는 천문학의 미래가 여기에 있다고 믿어 초창기 단순한 우주 관측 장치에서 시작해 허블 우주 망원경까지 나사의 연구를 이끌었습니다. 물론 이는 간단히 거둔 성과가 아닙니다. 


 로만 박사가 나사에 합류하던 시절만 해도 여성 과학자가 드물었기 때문에 로만 박사는 비서와 혼동되는 것을 막기 위해 항상 이름에 박사 (Dr)임을 표시했다고 합니다. 로만 박사는 나사 최초의 수석 천문학자였으며 먼저 작고한 제임스 웹 국장에 이어 나사에 큰 족적을 남긴 과학자로 선정되어 차세대 우주 망원경에 이름이 붙는 영예를 안았습니다. 참고로 그녀는 본래 허블 우주 망원경의 어머니라는 별명을 지니고 있어 차세대 우주 망원경에 명칭을 붙이기에는 가장 이상적이라고 할 수 있습니다. 




(Scheduled to launch in the mid-2020s, the Nancy Grace Roman Space Telescope, formerly known as WFIRST, will function as Hubble’s wide-eyed cousin. While just as sensitive as Hubble's cameras, the Roman Space Telescope's 300-megapixel Wide Field Instrument will image a sky area 100 times larger. This means a single Roman Space Telescope image will hold the equivalent detail of 100 pictures from Hubble. Credits: NASA)


 로만 우주 망원경은 2020년대 중반에 발사될 예정이며 한 번에 허블 우주 망원경의 100배에 달하는 이미지를 얻을 수 있습니다. 먼저 발사될 제임스 웹 우주 망원경과 함께 우주에 대한 이해를 한 단계 더 끌어올릴 것으로 기대됩니다. 로만 박사의 기여에 맞는 뛰어난 업적을 세워주기를 기대합니다. 


 참고 




2020년 5월 23일 토요일

태양계 이야기 822 - 유로파의 얼음 지각의 나이는 4500-9000만년?



(In this gallery of three newly reprocessed Europa images, details are visible in the variety of features on the moon's icy surface. This image of an area called Chaos Transition shows blocks that have moved and ridges possibly related to how the crust fractures from the force of Jupiter's gravity.
Credits: NASA/JPL-Caltech/SETI Institute)

(The above map shows locations where each image, showcasing a variety of features, was captured by Galileo during its eighth targeted flyby of Jupiter's moon Europa.
Credits: NASA/JPL-Caltech)


(This image of an area called Crisscrossing Bands shows ridges, which may form when a crack in the surface opens and closes repeatedly. In contrast, the smooth bands shown here form where a crack continues pulling apart horizontally, producing large, wide, relatively flat features.
Credits: NASA/JPL-Caltech/SETI Institute)

(This image shows chaos terrain where blocks of material have shifted, rotated, tilted and refrozen. Scientists use this as a puzzle for clues about how the surface has changed. The area is called Chaos Near Agenor Linea for its proximity to the wide band of that name at the bottom of the image.
Credits: NASA/JPL-Caltech/SETI Institute)


 과학자들이 22년 갈리레오 탐사선이 남긴 데이터를 다시 재처리해 목성의 위성 유로파에서 흥미로운 사실을 발견했습니다. 나사 제트 추진 연구소의 신시아 필립스(Cynthia Phillips of NASA's Jet Propulsion Laboratory)를 비롯한 행성 과학자들은 1998년 9월 26일 갈릴레오의 8번째 유로파 플라이 바이 (총 11회 중 8번째)에서 나온 데이터를 바탕으로 이미지를 다시 분석해서 최대 460m 해상도의 상세 이미지를 얻었습니다. 


 재처리된 이미지는 마치 갈라지거나 할퀸 듯한 지형이 있는 카오스 지형 (chaos terrain)으로 불리는 곳으로 유로파의 얼음 지각의 활동성이나 연령을 추정하는 데 필요한 정보를 담고 있습니다. 이 사진에서 옅은 푸른색애나 하얀색으로 보이는 지형은 비교적 최근에 만들어진 물의 순수한 얼음으로 구성된 지형입니다. 반면 붉은 빛을 보이는 지형은 순수한 물이 아니라 다양한 염 (salt) 성분이 포함되어 다르게 보입니다. 


 과학자들은 이 이미지를 분석해서 유로파의 얼음지각의 나이가 대략 4500-9000만년 전이라는 증거를 확인했습니다. 이는 유로파 자체의 나이인 46억년에 비해 현저히 젊은 것입니다. 유로파의 얼음 지각 아래 맨틀에 해당되는 액체 상태의 얼음이 있어 표면이 끊임없이 새롭게 바뀐다고 가정하면 이 지형을 쉽게 설명할 수 있습니다. 참고로 줄무늬 같은 지형은 얼음 지각이 목성의 중력에 의해 수축과 이완을 반복하면서 생긴 것입니다. 


 현재까지 과학자들이 구할 수 있는 유로파의 근접 촬영 사진은 이렇게 수십 년전 탐사선 갈릴레오가 남긴 것이 가장 좋은 것입니다. 현재 개발 중인 나사의 유로파 클리퍼가 다시 유로파에서 근접 관측을 시작하면 인류는 30여년 만에 유로파의 세밀한 지형도를 얻을 수 있게 될 것입니다. 얼음 지각과 그 아래 있는 바다, 그리고 어쩌면 간헐천에 대한 직접적인 증거가 유로파 클리퍼를 통해 얻어질 것입니다. 


 아직은 미래의 일이지만, 유로파 클리퍼에서 얻어진 지식은 결국 얼음 지각과 그 아래 바다를 탐사하는 데 사용될 것입니다. 시간은 걸리겠지만, 인류는 유로파에 진짜 생명체가 존재하는지 아닌지 결국 알아낼 것입니다. 


 참고