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2019년 12월 7일 토요일

태양계 이야기 789 - 혜성의 밝기 변화를 관측한 TESS


(This animation shows an explosive outburst of dust, ice and gases from comet 46P/Wirtanen that occurred on September 26, 2018 and dissipated over the next 20 days. The images, from NASA's TESS spacecraft, were taken every three hours during the first three days of the outburst. Credit: Farnham et al./NASA)


 나사의 차세대 행성 사냥꾼 TESS는 전임자인 케플러처럼 우주의 일부가 아니라 관측 가능한 부분 전체를 나눠 지속적으로 관측할 수 있는 능력이 있습니다. 그리고 당연히 이런 관측 능력 덕분에 외계 행성 사냥 이외에도 여러 가지 관측 임무를 수행할 수 있습니다. 혜성 역시 예외가 아닙니다. 


 메릴랜드 대학의 토니 파함(Tony Farnham)과 그 동료들은 TESS 데이터를 이용해서 혜성 46P/Wirtanen의 밝기 변화를 관측했습니다. 혜성은 태양에 가까이 오면 휘발성 물질이 증발하면서 가스와 먼지를 분출합니다. 상식적으로 생각할 때 밝기는 자전에 따라 조금씩 변할 수 있지만, 태양에서 거리가 크게 변하지 않는 이상 급격한 변화는 없을 것입니다. 하지만 실제로는 갑작스럽게 밝아지는 아웃버스트 (outburst) 현상이 자주 관찰됩니다. 


 아웃버스트가 왜 일어나는지에 대해서는 여러 가지 가설이 있지만, 아직 확실한 이론은 없습니다. 과학자들은 이 현상을 자세히 관측하기 원하지만, 그럴 수 있는 경우는 드문 편입니다. 로제타 탐사선처럼 하나의 혜성을 장시간에 걸쳐 관측한 경우는 예외적인 상황이고 대부분은 망원경을 혜성 하나에 계속 고정하기 힘들기 때문에 밝기 지속적으로 관측하기 힘듭니다. 


 TESS는 이런 문제점을 일정 부분 극복할 수 있는 대안이 될 수 있습니다. 30분마다 우주의 한 부분을 관측해 이미지를 얻기 때문에 여기에서 새로운 혜성을 찾거나 기존의 알려진 혜성의 밝기 변화를 측정할 수 있는 것입니다. 연구팀은 TESS 데이터를 이용해서 2018년 9월 26일 46P/Wirtanen의 밝기가 갑자기 밝아지는 아웃버스트 현상을 실시간으로 확인했습니다. 이 혜성은 대략 시간 정도 밝아진 후 다시 8시간에 걸쳐 천천히 어두워졌는데, 첫 단계에서 아웃버스트가 있고 이후에는 주변으로 물질을 뿌리면서 어두워진 것으로 보입니다. 


 연구팀의 추정으로는 이 아웃버스트에서 나온 물질은 100만kg 정도이며 대략 20m 지름의 크레이터를 남긴 것으로 보입니다. 물론 로제타 탐사선 만큼 자세히 관측은 어렵지만, 이번 연구 결과는 TESS 데이터가 외계 행성은 물론 태양계의 혜성 관측에서 유용하게 쓰일 수 있음을 보여줬습니다. 앞으로 TESS 데이터가 쌓여감에 따라 얼마나 더 많은 성과가 나올지 기대가 되는 부분입니다. 


 참고 


 Tony L. Farnham et al, First Results from TESS Observations of Comet 46P/Wirtanen, The Astrophysical Journal (2019). DOI: 10.3847/2041-8213/ab564d


극저온에서 관찰한 화학 중간 반응



(A diagram showing the transformation of potassium-rubidium molecules (left) into potassium and rubidium molecules (right). The middle step normally happens too fast to see, but the new study captured it for the first time. Ming-Guang Hu)


 하버드 대학의 과학자들이 절대 영도에 아주 가까운 500 나노켈빈 (nanoKelvin)의 극저온에서 화학 반응을 수백만배 느리게 해 이제까지 관찰이 어려웠던 중간 반응 단계를 관찰했습니다. 많은 화학 반응은 한 단계가 아니라 여러 단계를 거쳐서 진행되는 경우가 많습니다. 하지만 동시에 우리가 관찰하기 힘들만큼 빠르게 중간 단계가 진행됩니다. 이 중간 단계에 화학 반응의 핵심 과정에 숨어 있을 수 있기 때문에 과학자들은 다양한 방법으로 이 과정을 연구했습니다. 


 하버드 대학의 극저온 실험실은 인간이 만든 가장 낮은 저온 실험실인 국제 유인 우주 정거장의 Cold Atom Lab의 100 나노켈빈보다 높은 온도이지만, 지상에서는 가장 낮은 온도의 극저온 실험실이라고 할 수 있습니다. 연구팀은 이 환경에서 포타슘 - 루비듐 분자가 중간에 서로 결합해 4원자 분자 상태를 거쳐 각각 포타슘과 루비듐 분자가 된다는 사실을 확인했습니다. (모식도 참조)


 이 극저온 기술을 이용하면 다양한 화학반응을 천천히 관찰하거나 혹은 이제까지 알 수 없던 중간 단계를 확인할 수 있습니다. 물론 극저온에서는 일어나니 않는 반응도 있지만, 반대로 극저온 환경에서만 발생하는 특이한 반응이 있을지도 모릅니다. 앞으로 이를 통해 많은 연구가 나올 것으로 기대합니다. 


 참고 





명왕성까지 4년이면 가능? Direct Fusion Drive (DFD)



(A Direct Fusion Drive-powered spacecraft in orbit around Pluto, with the lander ready to deploy from the right-hand side. The large wing-like structures are the radiators and the optical communications lasers are on trusses extending from the center. Credit: Princeton Satellite Systems, NASA/JHUAPL/SwRI)


 앞서 소개한 것처럼 나사는 명왕성에 다시 탐사선을 보낼 계획을 가지고 있습니다. 지금까지 목성, 토성은 궤도로 진입한 경우를 포함해 모두 2회 이상 탐사선이 갔지만, 천왕성, 해왕성, 명왕성은 보이저 2호와 뉴호라이즌스호가 스쳐 지나간 것이 전부입니다. 이 행성들은 거리가 멀기 때문에 지금 탐사선을 발사해도 도착하기까지 상당한 시간이 걸립니다. 


 나사의 NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) phase 1 프로그램의 지원을 받은 Direct Fusion Drive (DFD) 프로젝트는 명왕성까지 4년 이내에 궤도 탐사선을 보낼 수 있는 새로운 엔진을 개발하고 있습니다. DFD이 뭔가 SF 적인 이유는 핵융합 반응을 이용한 엔진이라는 점 때문입니다. 


 이 엔진은 기본적으로 지름 2m, 길이 10m의 솔레노이드 코일에 헬륨 3와 중수소를 넣고 RF로 가열해 내부에서 초고온으로 만든 후 핵융합 반응이 일어나면 이 에너지를 직접 분사해 추력을 얻는 방식입니다. 내부는 자기장으로 뜨거운 플라즈마를 가두는 장치 이외에 연료로 분사되는 차가운 플라스마 층이 존재합니다. (영상 참조) 당연히 현재 작동하는 실물이 있는게 아니라 프로토타입을 연구 중입니다. 현재 기술 수준으로는 안정적인 핵융합 반응 유지는 불가능하기 때문에 펄스 방식으로 플라스마를 배출합니다.




(동영상) 



 만약 일부 연료라도 핵융합 반응을 유도하면 상당한 에너지가 방출되기 때문에 추진력은 물론 전기에너지 생산도 가능합니다. 물론 적은 연료로도 장거리 비행이 가능해 1톤급 탐사선과 착륙선을 4년 안에 명왕성까지 보낼 수 있습니다. 문제는 실제로 작동하는 엔진을 개발하는 것입니다. 이 프로젝트를 이끄는 프린스턴 위성 시스템이 스테파니 토마스 (Stephanie Thomas from Princeton Satellite Systems, Inc.)에 의하면 나사로 부터 5000만 달러를 지원받았으나 사실 프로젝트의 어려움에 비하면 많은 액수라고 보기는 어려울 것입니다. 


 사실 이런 일이 가능하다면 로켓 엔진보다는 핵융합 반응로로 더 유망하지 않을까 하는 생각도 듭니다. 현재 phase II 개발이 진행 중이라고 하는데, 프로젝트가 어떤 결과물을 내줄지 궁금합니다. 



 참고 




2019년 12월 6일 금요일

킬러 T 세포는 자신을 어떻게 보호할까?



(In this immunofluorescence image, a group of killer T cells (outer three) is engaging a cancer cell (centered one). A patch of signaling molecules (pink) that gathers at the site of cell-cell contact indicates that the CTL has identified a target. Lytic granules (red) that contain cytotoxic components then travel along the microtubule cytoskeleton (green) to the contact site and are secreted, thus killing the target. Credit: The National Institutes of Health)



 백혈구는 우리 몸에 침입한 세균을 죽일 수 있는 여러 가지 무기를 지니고 있습니다. 킬러 T 세포(cytotoxic T cell, Killer T cell)의 경우 세포 표면에 구멍을 내는 치명적인 화학물질을 분비하는데, 이것만으로도 새포를 파괴하는 것은 여러 가지 다른 물질도 분비해 세균이나 바이러스에 감염된 세포, 그리고 암세포 등을 파괴합니다. 하지만 여기서 한 가지 의문점이 생길 수 있습니다. 이런 세포 파괴 물질 앞에서 킬러 T세포는 어떻게 버틸 수 있을까요. 


 유니버시티 칼리지 런던 (UCL)과 멜버른의 피터 맥칼룸 암 연구소 (Peter MacCallum Cancer Centre in Melbourne)의 과학자들은 그 이유를 알아내기 위해 세포 표면에 달라붙어 구멍을 뚫는 단백질인 퍼포린 (perforin)을 연구했습니다. 쉽게 예상할 수 있듯이 퍼포린은 백혈구 표면에는 잘 달라붙지 않았습니다. 연구팀은 그 이유가 매우 타이트하게 붙어 있는 백혈구 표면의 지방층 때문이라는 점을 알아냈습니다.


  하지만 퍼포린의 양을 크게 늘려도 여전히 백혈구 표면에는 잘 결합하지 않았습니다. 연구팀은 그 이유가 음전하를 띤 일부 지방 때문이라는 점을 확인했습니다. 이는 퍼포린을 밀어낼 뿐 아니라 일부 결합한 퍼포린이 있더라도 세포막에서 떨어져 나가게 만들어 세포 자체를 보호합니다. 


 아마도 이런 메카니즘 이외에도 백혈구를 보호하는 여러 가지 기전이 있어 백혈구를 파괴 물질에서 보호할 것입니다. 면역 시스템은 남도 파괴하지만 항상 나에게도 위험할 수 있습니다. 양날의 칼과 같은 면역 시스템에서 살아남을 수단이 필요한 것은 백혈구도 예외일수가 없습니다. 


 참고 


Jesse A. Rudd-Schmidt, Adrian W. Hodel, Tahereh Noori, Jamie A. Lopez, Hyun-Jung Cho, Sandra Verschoor, Annette Ciccone, Joseph A. Trapani, Bart W. Hoogenboom & Ilia Voskoboinik, 'Lipid order and charge protect killer T cells from accidental death', Nature Communications (2019). DOI: 10.1038/s41467-019-13385-x




댕기바다오리(Tufted puffin)의 거대 부리는 방열용?



(Credit: CC0 Public Domain)


 댕기바다오리 (Tufted puffin)는 거대한 부리를 지니고 있습니다. 새의 부리는 일차적으로는 먹는 음식에 따라 결정됩니다. 다윈 핀치의 부리가 그 대표적인 사례일 것입니다. 하지만 많은 다른 생물체와 마찬가지로 반드시 한 가지 요인에 의해서만 진화하지는 않습니다. 맥길 대학의 카일 엘리엇 교수(Kyle Elliott, a professor in McGill's Department of Natural Resource Sciences)가 이끄는 연구팀은 열화상 이미지 카메라(thermal imaging camera)를 이용해서 이 부리가 열을 식히는데 도움을 준다는 사실을 확인했습니다. 


 새는 보온이 잘되는 깃털로 둘러쌓여 있는데, 이 깃털은 비행에 반드시 필요하기 때문에 일부 포유류에서 보는 것처럼 퇴화하는 경우는 거의 없습니다. 동시에 땀을 흘려서 온도를 식힐 수 없는 구조입니다. 여기에 비행이라는 상당한 에너지를 소비하는 행위를 해야 한다는 점 때문에 일부 조류는 체온을 식히는데 어려움을 겪습니다. 


 맥길 대학의 연구팀은 열화상 이미지 카메라를 통해 댕기바다오리가 불과 30분 사이 온도를 섭씨 5도까지 떨어뜨린다는 사실을 확인했습니다. 연구팀은 이 부리가 전체 표면에서 차지하는 면적은 6%이지만, 열에너지의 10-18%를 방출할 수 있다는 사실을 발견했습니다. 장시간 비행에서 발생하는 열을 방산하기에 가장 적합한 부분인 셈입니다. 


 이런 큰 부리는 새의 입장에서도 상당한 비용을 투자한 결과입니다. 따라서 최대한 유용하게 사용할 필요가 있습니다. 물론 무게가 상당한데다 비행 시 저항 등 여러 가지 요소를 같이 고려해야 하지만, 크기를 키워 열을 식히는데 유용하게 사용할 수 있다면 그렇게 못할 이유가 없는 것입니다. 생각할수록 자연의 영리한 해결책이 아닐 수 없습니다. 


 참고 


 Hannes A. Schraft et al, Huffin' and puffin: seabirds use large bills to dissipate heat from energetically demanding flight, The Journal of Experimental Biology (2019). DOI: 10.1242/jeb.212563




태양계 이야기 788 - 파커 태양 탐사선이 밝힌 태양의 5가지 비밀

인류 역사상 태양에서 가장 가까운 거리까지 접근한 파커 태양 탐사선 (Parker Solar Probe)의 연구 데이터가 공개됐습니다. 나사에 의하면 파커 태양 탐사선의 근접 관측을 통해 다섯 가지 흥미로운 사실이 발견됐습니다. 


 파커 태양 탐사선 이전 포스트: https://blog.naver.com/jjy0501/221323189040



(동영상) 


 1. 다이나믹한 태양풍 


 지구에서 관측했을 때 태양풍은 매우 균일한 플라스마 입자의 흐름입니다. 하지만 태양 근처에서는 매우 복잡한 모습을 하고 있다는 사실이 발견됐습니다. 특히 흥미로운 사실은 자기장의 간섭에 의해 태양풍 입자가 뒤로 이동하는 스위치백 (switchbacks) 현상이 일어난다는 것입니다. 앞으로 추가 데이터를 통해 이 현상이 더 잘 규명될 것으로 보입니다. 



(Parker Solar Probe observed switchbacks — traveling disturbances in the solar wind that caused the magnetic field to bend back on itself — an as-yet unexplained phenomenon that might help scientists uncover more information about how the solar wind is accelerated from the Sun.
Credits: NASA's Goddard Space Flight Center/Conceptual Image Lab/Adriana Manrique Gutierrez)


 2. 회전하는 태양풍 


 태양이 자전하기 때문에 당연히 태양에서 나오는 태양풍 역시 그 영향을 받을 수밖에 없습니다. 하지만 멀리 떨어진 지구에서 그 전모를 알아내기는 어려웠습니다. 파커 태양 탐사선은 태양에서 3200만km 지점부터 태양풍의 회전을 관측해 태양 근처에서 태양풍의 회전 속도를 구체적으로 측정했습니다. 관측 결과는 이론적 예측과 맞긴 했지만, 변환 속도는 예상보다 다소 빠른 것으로 나타났습니다. 아무튼 태양풍의 회전을 실제로 관측한 것은 파커 태양 탐사선이 처음입니다. 


 3. 태양 근처의 먼지가 없는 지역 


 우주는 완전히 비어 있는 진공 상태가 아닙니다. 수소 원자를 비롯해 작은 먼지 입지가 태양계를 채우고 있습니다. 하지만 파커 태양 탐사선은 태양 근방에 먼지가 없는 지역이 존재한다는 점을 확인했습니다. 강력한 태양 에너지에 의해 모든 먼지가 증발한 것입니다. 그 결과 태양의 중력에 의해 모인 먼지는 마치 디스크와 비슷한 형태를 지니게 됩니다. 파커는 태양에서 700만 마일 (1120만km) 떨어진 지점에서 먼지가 줄어드는 것을 확인했으며 400만 마일 (640만km)까지 이런 현상을 확인했습니다. 더 가끼에는 먼지가 없는 지역이 존재할 것으로 보이는데, 앞으로 추가 관측을 통해 입증될 것으로 보입니다. 



(Parker Solar Probe saw cosmic dust (illustrated here) — scattered throughout our solar system — begin to thin out close to the Sun, supporting the idea of a long-theorized dust-free zone near the Sun.
Credits: NASA's Goddard Space Flight Center/Scott Wiessinger)


4. 에너지 입자 폭풍/ 5. 코로나 물질 방출 


 파커 태양 탐사선의 중요한 관측 목표 중 하나는 우주 기상에 큰 영향을 주는 두 가지 현상 - 에너지 입자 폭풍과 코로나 물질 방출 (energetic particle storms and coronal mass ejections) - 을 근접 거리에서 관측하는 것입니다. 이번 관측 데이터에서 흥미로운 부분은 지구에서는 관측할 수 없는 소규모의 물질 방출이 일어난다는 것인데, 이는 파커 데이터가 없었다면 절대 알 수 없었던 사실이었습니다. 


 또 파커의 관측 장비는 드물지만 무거운 원소가 풍부한 물질 방출 역시 관측했습니다. 파커 태양 탐사선 데이터는 이런 일이 생각보다 자주 일어남을 시사하고 있습니다. 


(Parker Solar Probe has made new observations of energetic particles — like those seen here impacting a detector on ESA and NASA's Solar and Heliospheric Observatory — which will help scientists better understand how these events are accelerated.
Credits: ESA/NASA/SOHO)


 파커 태양 탐사선의 관측 임무는 현재 진행형입니다. 앞으로 추가 관측을 통해서 계속해서 흥미로운 사실이 밝혀질 수 있다는 이야기입니다. 우리가 매일 보고 그 에너지에 의존하는 태양이지만, 사실 이를 귽접 거리에서 관측한 것은 파커 태양 탐사선이 처음입니다. 파커 태양 탐사선 데이터가 큰 기대를 모으는 이유입니다. 


 참고 



2019년 12월 5일 목요일

수중에서도 고속으로 비행하는 DSG의 CAV-X 탄환



(Credit: DSG)


 물속에서는 탄환이 이동속도가 현저히 느려집니다. 공기보다 물의 밀도가 매우 높은 만큼 진행 속도가 느려지는 것은 당연한 이치지만, 물속에서 발생한 기포가 강력한 항력 (drag force)를 발생시켜 총알의 전진을 느리게 하고 직진하지 못하게 만들기 때문입니다. 따라서 일반적인 소구경 탄환은 통상 5m 이상 깊이에서는 더 이상 살상력을 지닐 수 없습니다. 


 노르웨이의 무기 제조사인 DSG는 이 한계를 극복할 수 있는 초진공 (supercavitating) 탄환을 개발했습니다. CAV-X 탄환은 일부 어뢰에서 사용된 초진공 현상을 이용한 탄환으로 12.7x99mm NATO 표준탄 호환 및 7.62 x 51mm 규격 모두를 지원합니다. 별도의 소총 없이 AR-15 같은 일반적인 소총을 이용해서 사격이 가능하다는 것이 가장 큰 장점입니다. 이 탄환을 사용할 경우 물속에서도 60m의 사정거리를 확보할 수 있습니다. 물론 공기중에서 같이 먼 사정거리는 아니지만, 물속 환경에서 작전을 수행하는 특수 부대에게는 매우 요긴한 무기가 될 수 있습니다. 



(DSG CAV-X Supercavitating bullets ballistic penetration test)



(DSG CAV-X supercavitating bullets presentation)


 CAV-X 탄환은 항력이 매우 적은 특징 때문에 총탄의 관통력과 파괴력을 테스트 하는 탄도 젤 (ballistic gel) 테스트에서 극도의 직진성을 보입니다. 이 탄환은 놀랍게도 각 40cm인 탄도 젤 블록 10개를 관통할 수 있습니다. 사실 이러면 살상력은 떨어질 수 있지만, 일반적인 탄환이 힘을 발휘하기 어려운 수중 환경에서는 요긴한 무기가 될지도 모릅니다. 


 다만 CAV-X 탄환은 탄환 하나 하나 정밀 가공이 필요해 제작비가 비쌀 것으로 예상되며 따라서 일반 탄환을 대체하는 용도로는 어차피 사용하기 어려울 것으로 보입니다. 수중 침투를 하는 특수 부대나 혹은 그런 특수 부대를 저지하는 용도가 가장 적합할 것 같습니다. 실제로 얼마나 많은 부대에서 채택할진 모르겠지만, 재미 있는 무기 같습니다. 


 참고 



스냅드래곤 865G와 765G를 공개한 퀄컴




(출처: 퀄컴) 


 퀄컴이 차기 플래그쉽 모바일 AP인 스냅드래곤 865를 발표했습니다. 스냅드래곤 865에서 먼저 눈길을 끄는 부분은 커스텀 디자인의 Kyro 대신 ARM 레퍼런스인 Cortex A77을 사용했다는 것입니다. 앞으로는 독자 디자인의 CPU를 사용하지 않겠다는 의미인지 아니면 일시적으로 레퍼런스 디자인을 사용한 것인지는 알 수 없지만, 최근 삼성 역시 자체 CPU  개발을 포기했다는 소식과 맞물려 흥미로운 이야기가 아닐 수 없습니다. 아마도 커스텀 디자인의 CPU가 추가적인 개발비용을 감수할 만큼 성능을 보여주지 않은 것으로 생각됩니다. 


 스냅드래곤 865의 CPU 구성은 1:3:4로 저전력 - 고성능 상황에 더 세분화해 작동할 수 있습니다. 요즘 나오는 고성능 AP에서 보는 흔한 구성입니다. GPU는 자체 디자인인 Adreno 650으로 전 세대 대비 25% 이상 성능 향상이 있습니다. 인공지능 관련 연산은 15TOPS로 크게 증가되어 855 대비 2배, 845 대비 5배 증가했습니다. 동영상 처리 능력 역시 4K 120 프레임 영상 처리는 물론 8K 30프레임 지원도 가능합니다. 게이밍에서 중요한 144Hz 리프레쉬 레이트 역시 지원 가능합니다. 


SoC
Snapdragon 865
Snapdragon 855
CPU
1x Cortex A77
@ 2.84GHz 1x512KB pL2

3x Cortex A77
@ 2.42GHz 3x256KB pL2

4x Cortex A55
@ 1.80GHz 4x128KB pL2

4MB sL3 @ ?MHz
1x Kryo 485 Gold (A76 derivative)
@ 2.84GHz 1x512KB pL2

3x Kryo 485 Gold (A76 derivative)
@ 2.42GHz 3x256KB pL2

4x Kryo 485 Silver (A55 derivative)
@ 1.80GHz 4x128KB pL2

2MB sL3 @ 1612MHz
GPU
Adreno 650 @ ? MHz

+25% perf
+50% ALUs
+50% pixel/clock
+0% texels/clock
Adreno 640 @ 585 MHz




 
DSP / NPU
Hexagon 698

15 TOPS AI
(Total CPU+GPU+HVX+Tensor)
Hexagon 690

7 TOPS AI
(Total CPU+GPU+HVX+Tensor)
Memory
Controller
4x 16-bit CH

@ 2133MHz LPDDR4X / 33.4GB/s
or
@ 2750MHz LPDDR5  /  44.0GB/s

3MB system level cache
4x 16-bit CH

@ 1866MHz LPDDR4X 29.9GB/s



3MB system level cache
ISP/Camera
Dual 14-bit Spectra 480 ISP

1x 200MP or 64MP with ZSL
or
2x 25MP with ZSL

4K video & 64MP burst capture
Dual 14-bit Spectra 380 ISP

1x 48MP or 2x 22MP



 
Encode/
Decode
8K30 / 4K120 10-bit H.265

Dolby Vision, HDR10+, HDR10, HLG

720p960 infinite recording
4K60 10-bit H.265

HDR10, HDR10+, HLG

720p480
Integrated 
  Modem
none
(Paired with 
external X55 only)

(LTE Category 24/22)
DL = 2500 Mbps
7x20MHz CA, 1024-QAM
UL = 316 Mbps
3x20MHz CA, 256-QAM

(5G NR Sub-6 + mmWave)
DL = 7000 Mbps
UL = 3000 Mbps
Snapdragon X24 LTE
(Category 20)

DL = 2000Mbps
7x20MHz CA, 256-QAM, 4x4

UL = 316Mbps
3x20MHz CA, 256-QAM
Mfc. Process
TSMC
7nm (N7P)
TSMC
7nm (N7)

(스냅드래곤 855/865 스펙 비교. 출처; 아난드텍) 


 한 가지 더 눈길이 가는 부분은 LPDDR5 지원입니다. 2020년에는 LPDDR5가 본격적으로 스마트폰에 탑재될 것으로 보입니다. 이제는 PC 부분보다 더 빠르게 모바일에 최신 메모리가 적용되어도 이상하지 않은 시대인 것 같습니다. DDR5의 PC 적용은 2021-2022년 사이가 될 것 같습니다. 


 퀄컴은 중급기 가운데서도 하이엔드급에 가까운 스마트폰을 위해 스냅드래곤 765/765G도 같이 공개했습니다. 스냅드래곤 765에는 Kryo와 LPDDR4X가 여전히 사용됩니다. 730 대비 약간 성능이 향상되고 5G 지원 모델이 추가되면서 중고급기 시장에서 주로 사용될 것으로 보입니다. 


SoC
Snapdragon 765
Snapdragon 765G
Snapdragon 730
CPU
1x Kryo 475 Prime (CA76)
@ 2.3GHz (non-G)
@ 2.4GHz (765G)
1x Kryo 475 Gold (CA76)
@ 2.2GHz
6x Kryo 475 Silver (CA55)
@ 1.8GHz
2x Kryo 470 Gold (CA76)
@ 2.2GHz


6x Kryo 470 Silver (CA55)
@ 1.8GHz
GPU
Adreno 620
+20% perf (non-G)
+38% perf (765G)
Adreno 618
DSP / NPU
Hexagon 696
HVX + Tensor

5.4TOPS AI
(Total CPU+GPU+HVX+Tensor)
Hexagon 688
HVX + Tensor
Memory
Controller
2x 16-bit CH

@ 2133MHz LPDDR4X / 17.0GB/s
2x 16-bit CH

@ 1866MHz LPDDR4X 14.9GB/s
ISP/Camera
Dual 14-bit Spectra 355 ISP

1x 192MP or 36MP with ZSL
or
2x 22MP with ZSL
Dual Spectra 350 ISP

1x 36MP with ZSL
or
2x 22MP with ZSL
Encode/
Decode
2160p30, 1080p120
H.264 & H.265

10-bit HDR pipelines
Integrated Modem
Snapdragon X52 Integrated

(LTE Category 24/22)
DL = 1200 Mbps
4x20MHz CA, 256-QAM
UL = 210 Mbps
2x20MHz CA, 256-QAM

(5G NR Sub-6 4x4 100MHz
+ mmWave 2x2 400MHz)
DL = 3700 Mbps
UL = 1600 Mbps
Snapdragon X15 LTE

(Category 15/13)
DL = 800Mbps
3x20MHz CA, 256-QAM
UL = 150Mbps
2x20MHz CA, 64-QAM
Mfc. Process
Samsung
7nm EUV (7LPP)
Samsung
8nm (8LPP)

(스냅드래곤 765/730 스펙 비교. 출처; 아난드텍) 


 아직 5G의 성능을 느끼기에는 관련 인프라가 부족하지만, LTE와 마찬가지로 5G 인프라가 구축되는 건 시간 문제이기 때문에 결국 대세가 되는 건 시간 문제입니다. 내년을 기점으로 애플, 삼성, LG 모두 5G가 주력이 될 것이고 보급형까지 5G가 확장될 것으로 예상됩니다. 


 참고 




아마존의 ARM 서버 CPU - Neoverse N1 아키텍처 기반 Graviton 2 공개



(출처: ARM)


 아마존 웹 서비스(Amazon Web Services)가 ARM의 서버 아키텍처 CPU인 Neoverse N1 기반의 64코어 CPU를 서버에 적용했다고 발표했습니다. Graviton 2는 아마존의 1세대 서버 CPU인 Graviton이 코어인데 비해 네 배나 코어 숫자가 늘어난 만큼 성능도 큰 폭으로 늘어났습니다. 아마존에 의하면 각각의 코어는 1MB L2 캐쉬를 지니고 있으며 2TB/s의 대역폭을 지닌 메쉬 네크워크로 연결되어 있습니다. 그리고 전체적으로는 32MB의 추가 L3 캐쉬를 지니고 있습니다. 코어 숫자가 증가하고 코어 하나 당 성능도 증가해 전체적인 성능 증가폭은 7배에 달한다고 합니다. 



 아레스(Ares) 라는 코드명으로 불린 Neoverse N1은 여러가지 면에서 Cortex-A76와 유사한 특징을 지니고 있습니다. 4-wide fetch/decode 머신에 11단계 파이프라인을 지니고 있지만, 클럭은 3.1GHz까지 높일 수 있습니다. TSMC의 7nm 공정으로 제조하며 트랜지스터 숫자는 300억개에 이른다는 것이 아마존의 설명입니다. 


 이는 비교 대상으로 내세운 인텔 제온 플래티넘 8175 (28코어, 56스레드)보다 사실 더 많은 숫자로 추정됩니다. 그런 만큼 가격대 성능비도 40% 더 우수하다는 것이 아마존 측의 주장입니다. 아마존에 따르면 제온을 사용한 5세대 instances M5, C5, R5 서버에 비해 6세대 instances M6g, R6g, C6g는 아래와 같은 vCPU 성능 향상이 있습니다. 


SPECjvm® 2008: +43% (estimated)
SPEC CPU® 2017 integer: +44% (estimated)
SPEC CPU 2017 floating point: +24% (estimated)
HTTPS load balancing with Nginx: +24%
Memcached: +43% performance, at lower latency
X.264 video encoding: +26%
EDA simulation with Cadence Xcellium: +54%

 각각의 6세대 instance 서버는 8채널 DDR 3200 메모리 512GB와 64레인 PCIe 4.0를 지원합니다. 적용은 2020년 중반 정도가 예상되고 있습니다. 아무튼 퀄컴이 자사의 Centriq 2400 시리즈를 포기한 반면 아마존은 계속해서 여기에 투자를 하고 있는 셈이라서 이유가 흥미롭습니다. 




 아마존이 독자 서버 칩을 개발하는 이유가 무엇이든 간에 인텔과 AMD의 서버 프로세서를 완전히 대체할 목적으로 개발된 것은 아닐 것입니다. 현재 서버 생태계에서 x86 프로세서의 비중이 커서 생태계 역시 여기에 맞춰져 있어 새로운 업체의 진입은 매우 어렵습니다. 아마존이라고 해도 인텔이나 AMD에 맞서 CPU 시장에서 입지를 구축하기는 쉽지 않을 것입니다. 그보다는 내부적으로 사용할 서버에 맞춤형 CPU를 개발한 것으로 볼 수 있습니다. 제 3자에 판매하는 일은 쉽지 않을 수 있지만, 인텔/AMD에만 의존하지 않겠다는 의미로 해석됩니다. 


 참고로 ARM은 향후 제우스 및 포세이돈 플랫폼을 개발할 예정으로 2021년에는 5nm 공정 서버 CPU를 선보일 예정입니다. 서버 시장에 판도를 바꿀 수 있는 다크호스인지 찻잔 속의 태풍인지 결과가 주목됩니다. 


 참고 





2019년 12월 4일 수요일

생존분석- 콕스 비례위험모형 (3)



 Cox 비례위험모형이 적합한지 검토하는 방법은 여러 가지가 있습니다. 기본적인 비례 위험 가정 이외에도 각각의 변수를 넣은 모델이 비례성을 만족하는지 알아보는 Schoenfeld 잔차 (residuals) 분석이 있습니다. 기본적인 분석은 survival 패키지의 cox.zph()를 통해 가능합니다. 앞서 예제를 다시 해보겠습니다. 앞의 예제에서 sex가 비례 가정을 만족시키는지 확실치 않았던 부분이 있습니다. 과연 그래도 진행해도 될지 여기서 답을 구해 보겠습니다. 


library(survival)
library(survminer)

kd3<-coxph data="kidney)</span" factor="" sex="" status="=1)~age" ties="efron" time="" urv="">
summary(kd3)

cox.zph(kd3) 

> cox.zph(kd3)
                rho  chisq        p
age          0.0878  0.524 0.468996
factor(sex)2 0.4363 11.470 0.000707
GLOBAL           NA 11.564 0.003083


 이 결과를 보면 변수 sex는 비례성을 만족한다는 귀무가설을 기각합니다. (P=0.000707) 따라서 이 변수에 문제가 있을 가능성이 있습니다. 좀 더 자세히 알아보기 위해서 그래프를 그려볼 수 있습니다. 기본 그래프는 plot(cox.zph())입니다. 변수의 숫자 만큼 그래프가 나오므로 한 눈에 보기 위해서는 par(mfrow=c()) 기능을 적절히 사용합니다. 


par(mfrow=c(2,2))
plot(cox.zph(kd3))



 항상 그렇듯이 잔차는 랜덤하게 분포해야 문제가 없는 것입니다. age는 괜찮은 것 같지만, sex는 남녀 두 그룹으로 분명하게 분리되는 것 같습니다. 좀 더 컬러풀하게 그래프를 보려면 survminer 패키지의 ggcoxzph 기능을 사용할 수 있습니다. 


ggcoxzph(cox.zph(kd3))





 여기서도 비슷한 결론이 나오는데, 사실 같은 그래프를 좀 다루게 그린 것에 불과해서 큰 차이는 없습니다. 결론적으로 남녀를 비교하기 보다는 사실은 둘을 분리해서 분석하는 것이 더 좋을 수 있다는 것을 시사하는 결과라고 할 수 있습니다. 만약 Schoenfeld 잔차에서 비례성 가정을 만족시키지 않는다면 변수를 제외하거나 아예 분리해서 분석하거나 아니면 변환을 시도하는 것이 타당합니다. 


 참고 




10플래터, 20TB HDD 양산을 계획하는 도시바






(출처: 도시바) 



 도시바가 HDD 출하량을 늘리기 위해 필리핀에 있는 공장을 증설할 계획입니다. 언뜻 생각하기에는 SSD 중심으로 스토리지가 변해가는 과정에 역행하는 것 같지만, 사실 그럴만한 이유가 있습니다. HDD 시장이 WD, 시게이트, 그리고 도시바로 시장 자체가 과점 상태가 되어 경쟁이 줄어들어든 반면 기업용 스토리지 시장에서 대용량 HDD의 수요는 끊임없이 증가하고 있기 때문입니다. 막대한 양의 데이터를 저장해야 하는 데이터 센터는 계속해서 더 대용량 HDD를 요구하고 있습니다. 


 도시바는 2021년 회계 년도에 20-22TB HDD를 출시할 예정입니다. 이 HDD들은 플래터 숫자를 업계 최고 수준인 10개까지 늘리고  shingled magnetic recording (SMR) 방식과 energy assisted magnetic recording (EAMR) (MAMR, HAMR 등) 같은 신기술을 적용해 기록 밀도를 높인다는 계획입니다. 이를 통해 데이터 센터의 HDD 교체 수요에 대응할 수 있습니다. 어차피 HDD의 속도는 빠르지 않기 때문에 SATA/SAS 같은 인터페이스는 바꿀 필요가 없고 HDD만 20TB로 바꿔 용량을 크게 늘리는 것이죠. 대부분은 핫 데이터가 아닌 조금씩 읽기만 하는 콜드 데이터이지만, 이 데이터 역시 반드시 필요합니다. 


 HDD가 더 팔리는 것은 아니지만, 플래터는 더 많이 필요해지기 때문에 공장 증설은 반드시 필요합니다. 도시바는 이를 통해 기업용 HDD 비중을 50% 이상으로 끌어올린다는 계획입니다. 일반 소비자용 HDD 시장 자체가 죽어가는 마당이라 달성은 어렵지 않을 것으로 보입니다. 아무튼 플래터 10개가 들어간다는 것도 놀라운 이야기입니다. 각각의 플래터와 헤드를 더 얇게 만들 필요는 없는지도 궁금하네요. 


 참고