Curiologist K

챗GPT 하나에 응답하는 데 필요한 연산량은 구글 검색 한 번보다 수십 배 많다. 단순히 '더 똑똑한 소프트웨어'가 아니라, 그 뒤에서 돌아가는 하드웨어의 규모가 근본적으로 달라졌다는 뜻이다. AI가 일상에 깊숙이 들어올수록 반도체 수요는 선형이 아닌 기하급수적으로 늘어난다. 그 이유를 제대로 이해하면, 왜 전 세계가 반도체 공장 하나에 수십조 원을 쏟아붓는지 납득이 된다. AI Generated · Google Imagen AI 반도체란 정확히 무엇인가? 일반 CPU와 무엇이 다른가 우리가 수십 년간 써온 CPU는 '순서대로 빠르게 처리하는' 구조다. 복잡한 명령을 하나씩 정확하게 실행하는 데 최적화되어 있다. 반면 AI 연산, 특히 딥러닝은 수천만 개의 단순한 곱셈과 덧셈을 동시에 처리해야 한다. 이 차이가 GPU와 NPU(신경망 처리 장치) 같은 AI 전용 칩이 등장한 근본 이유다. NVIDIA의 H100 GPU 하나에는 약 800억 개의 트랜지스터가 집적되어 있다. 이 칩 하나의 가격이 한때 시장에서 수천만 원을 넘어섰다는 사실은, 수요가 공급을 얼마나 압도했는지를 단적으로 보여준다. 대형 AI 모델을 훈련시키려면 이런 칩이 수천 개에서 수만 개 단위로 필요하다. 메모리도 함께 진화해야 한다 연산 칩만 빠르면 되는 게 아니다. 데이터를 칩으로 얼마나 빠르게 공급하느냐, 즉 '메모리 대역폭'이 병목이 된다. 이 문제를 해결하기 위해 등장한 것이 HBM(고대역폭 메모리)이다. HBM은 메모리 칩을 수직으로 쌓아 연산 칩 바로 옆에 붙이는 방식으로, 기존 DRAM 대비 데이터 전송 속도가 수 배 이상 빠르다. SK하이닉스와 삼성전자가 이 분야에서 핵심 공급자로 부상한 것은 우연이 아니다. AI Generated · Google Imagen AI 모델이 커질수록 반도체 수요가 폭발하는 이유 '스케일링 법칙...

태양은 매초 약 6억 톤의 수소를 헬륨으로 변환하면서 에너지를 만들어낸다. 그 과정이 바로 핵융합이다. 인류는 수십 년째 이 반응을 지구에서 재현하려 시도해왔고, 2022년 말 미국 국립점화시설(NIF)이 처음으로 '투입 에너지보다 많은 에너지를 얻는' 실험에 성공했다. 작은 숫자처럼 들릴 수 있지만, 이건 물리학적으로 수십 년간 넘지 못했던 벽이었다. AI Generated · Google Imagen 핵융합이란 정확히 무엇인가 — 핵분열과 헷갈리지 않으려면 두 반응의 근본적인 차이 핵분열은 무거운 원자핵(우라늄, 플루토늄)을 쪼개는 것이다. 현재 전 세계 원자력 발전소가 모두 이 방식을 쓴다. 핵융합은 반대로 가볍고 작은 원자핵 두 개를 합쳐서 더 무거운 핵을 만드는 과정이다. 이때 질량 일부가 에너지로 전환된다 — 아인슈타인의 E=mc²이 실제로 작동하는 순간이다. 핵융합 연료로 가장 많이 쓰이는 조합은 중수소(deuterium)와 삼중수소(tritium)다. 중수소는 바닷물에서 추출할 수 있고, 삼중수소는 리튬에서 만들어낼 수 있다. 이론적으로 바닷물 1리터에서 추출한 중수소가 휘발유 300리터에 해당하는 에너지를 낼 수 있다는 계산이 나온다. 물론 '이론적으로'라는 단서가 붙는다. 왜 핵융합은 자연적으로 일어나기 어려운가 원자핵은 모두 양전하를 띠고 있어서 서로 강하게 밀어낸다. 두 핵을 충분히 가까이 붙여 핵력이 작용하게 하려면 엄청난 온도와 압력이 필요하다. 태양 중심부 온도는 약 1,500만 도인데, 지구에서 핵융합을 일으키려면 오히려 그보다 훨씬 높은 1억 도 이상이 필요하다. 태양은 중력이라는 강력한 압력을 쓰지만, 지구에서는 그 대신 온도를 극단적으로 높이는 방식으로 보완해야 하기 때문이다. AI Generated · Google Imagen 핵융합 반응로는 어떻게 작동하는가 — 플라즈마를 가두는 기술 토카막: 자기장으...

현재 도로를 달리는 '자율주행차' 중 실제로 스스로 운전하는 차는 거의 없다. 대부분은 운전자가 핸들을 잡고 있어야 하며, 시스템은 보조 역할에 그친다. 그런데도 '완전 자율주행'이라는 말이 넘쳐나는 이유는, 자율주행에 공식적인 6단계 분류 체계가 있고 — 업계가 이 단계를 마케팅에 적극 활용하기 때문이다. Photo by Art Almighty on Unsplash 자율주행 6단계란 무엇인가? SAE 기준 완전 해설 SAE J3016 — 이 숫자들의 출처 자율주행 단계는 미국 자동차공학회(SAE International)가 만든 'J3016' 표준에서 나왔다. 레벨 0부터 레벨 5까지 총 6단계로 구성되며, 핵심 기준은 하나다. '누가 운전을 책임지는가.' 시스템인가, 인간인가. 이 기준이 처음 발표된 건 2014년이었고, 이후 몇 차례 개정을 거쳤다. 미국 도로교통안전국(NHTSA)도 이 체계를 공식 채택해 정책 기준으로 사용한다. 한국 국토교통부 역시 이 분류를 기반으로 자율주행차 관련 법규를 설계했다. 레벨 0 — 운전자가 전부 한다 레벨 0은 자동화가 전혀 없는 상태다. 모든 조향, 가속, 제동을 운전자가 직접 처리한다. 다만 후방 카메라나 경고음 같은 '정보 제공' 기능은 포함될 수 있다. 2000년대 초반까지 대부분의 양산차가 여기에 해당했다. 레벨 1 — 하나의 기능만 자동화 크루즈 컨트롤이나 차선 유지 보조처럼 단일 기능 하나만 자동화된 수준이다. 조향과 가속·제동 중 하나만 시스템이 담당하고, 나머지는 운전자 몫이다. 오늘날 대부분의 중형 세단에 기본 탑재된 수준이 바로 여기다. 레벨 2 — 두 가지 이상 동시 자동화, 하지만 눈은 항상 도로에 레벨 2는 조향과 가속·제동을 동시에 시스템이 처리한다. 테슬라의 오토파일럿, 현대차의 HDA(고속도로 주행 보조)가 대표적이다. 핵심 ...

격렬한 운동을 마친 다음 날, 계단을 내려가다 무릎이 욱신거리는 느낌을 모르는 사람은 없을 것이다. 그 통증은 단순한 피로가 아니라, 근육 섬유가 실제로 미세하게 찢어진 결과다. 그리고 놀라운 점은, 바로 그 '손상'이 근육을 더 강하게 만드는 출발점이라는 사실이다. 회복은 휴식이 아니라 능동적인 생물학적 공사 현장이다. Photo by Tomás Mendes on Unsplash 근육 손상이란 정확히 무엇인가? 미세 손상의 실체 근육은 수천 개의 근섬유(muscle fiber)로 이루어져 있고, 각 섬유는 액틴과 미오신이라는 단백질 필라멘트가 맞물려 수축과 이완을 반복한다. 무거운 중량을 들거나 내리막을 달리는 것처럼 근육이 늘어나면서 힘을 쓰는 '신장성 수축(eccentric contraction)' 동작에서 이 필라멘트 구조가 특히 많이 손상된다. 현미경으로 보면 Z-디스크라 불리는 근절의 경계 구조가 흐트러지거나 끊어진 것을 확인할 수 있다. 이 손상이 바로 운동 후 24~72시간 사이에 찾아오는 지연성 근육통(DOMS)의 주된 원인이다. 흔히 '젖산이 쌓여서 아프다'고 알고 있지만, 젖산은 운동이 끝난 지 한 시간 안에 대부분 제거된다. 이틀 뒤에 느끼는 통증은 젖산과 무관하다. 손상이 나쁜 것만은 아닌 이유 손상된 근섬유 주변에는 즉시 염증 반응이 시작된다. 면역세포인 호중구가 먼저 도착해 손상된 조직 잔해를 청소하고, 이어서 대식세포가 들어와 복구 신호를 내보낸다. 이 염증 반응을 무조건 억제하는 것이 좋다고 생각하기 쉽지만, 연구에 따르면 운동 직후 소염제를 과도하게 복용하면 오히려 근육 단백질 합성을 방해할 수 있다는 증거가 있다. AI Generated · Google Imagen 근육 재생은 어떤 단계로 진행되는가? 위성세포의 역할 근육 재생의 핵심 주인공은 '위성세포(satellite cell)...

한국의 평균 가정이 한 달에 쓰는 전기는 약 300~350kWh다. 지붕에 3kW짜리 태양광 시스템을 설치하면 맑은 날 기준으로 그 절반 가까이를 직접 생산할 수 있다. 그런데 막상 알아보려고 하면 '용량', '인버터', '한전 계통 연계', 'REC' 같은 단어들이 쏟아지면서 어디서부터 시작해야 할지 막막해진다. 이 글은 그 막막함을 없애기 위해 썼다. Photo by Marek Piwnicki on Unsplash 주택용 태양광 발전, 왜 지금 이 시점에 중요한가 전기요금 구조가 바뀌고 있다 한국의 주택용 전기요금은 누진제 구조다. 사용량이 많아질수록 단가가 급격히 오른다. 여름철 에어컨을 풀가동하거나 전기차를 집에서 충전하기 시작하면 요금 고지서가 예상보다 훨씬 높게 나오는 경험을 해본 사람이 적지 않을 것이다. 태양광 발전은 낮 시간대 소비 전력을 자체 생산으로 충당해 누진 구간 자체를 낮춰주는 효과가 있다. 보조금 창구가 아직 열려 있다 정부와 지자체의 주택용 태양광 보조금 제도는 매년 예산이 소진되면 마감된다. 지원 규모와 조건은 해마다 조금씩 달라지지만, 현재까지는 설치비의 상당 부분을 지원받을 수 있는 구조가 유지되고 있다. 지원을 받으면 초기 투자 회수 기간이 눈에 띄게 짧아진다. 누진제 전기요금 구조에서 태양광은 단순한 '절약 도구'가 아니다 — 요금 폭탄이 터지는 구간 자체를 피하는 방어막이다. AI Generated · Google Imagen 태양광 발전의 핵심 개념 — 패널부터 계통 연계까지 시스템을 구성하는 세 가지 핵심 부품 주택용 태양광 시스템은 크게 세 부분으로 나뉜다. 첫째는 태양광 모듈(패널), 둘째는 인버터, 셋째는 배선과 계통 연계 장치다. 패널이 햇빛을 직류(DC) 전기로 바꾸면, 인버터가 그것을 가정에서 쓸 수 있는 교류(AC) 220V로 변환한다. ...

일반 타이어는 펑크 한 번으로 고속도로 한복판에서 차를 멈춰 세운다. 에어리스 타이어는 못을 밟아도, 칼로 옆면을 그어도 그냥 굴러간다. 공기가 없으니 빠질 공기도 없다. 이 단순한 원리가 자동차 산업 100년 역사를 뒤흔들 수 있는 이유가 바로 여기에 있다. Photo by Pieter Olievier on Unsplash 에어리스 타이어란 무엇인가? 기본 개념부터 정리 공기 대신 무엇이 충격을 흡수하나 에어리스 타이어(non-pneumatic tire, NPT)는 내부에 압축 공기를 사용하지 않는 타이어다. 대신 고무, 폴리우레탄, 또는 복합 소재로 만든 스포크(spoke) 구조 — 격자형 또는 허니컴 형태의 지지대 — 가 충격을 흡수하고 하중을 분산한다. 겉보기에는 자전거 바퀴처럼 살이 있는 것 같지만, 실제로는 훨씬 정교한 3차원 구조물이다. 핵심은 '유연한 변형'이다. 스포크 구조가 노면 충격을 받으면 살짝 휘어졌다가 원래 형태로 돌아온다. 공기 타이어가 내부 압력으로 하중을 버티는 것과 달리, 에어리스 타이어는 재료 자체의 탄성으로 버틴다. 원리는 다르지만 결과는 비슷하다 — 단, 펑크가 없다는 점만 빼고. 솔리드 타이어와는 다르다 에어리스 타이어를 '꽉 찬 고무 덩어리'로 오해하는 경우가 많다. 하지만 그건 솔리드 타이어(solid tire)다. 지게차나 산업용 장비에 쓰이는 솔리드 타이어는 충격 흡수 능력이 거의 없어서 일반 도로 주행에는 부적합하다. 에어리스 타이어는 내부가 비어 있는 구조 덕분에 일반 공기 타이어에 가까운 승차감을 목표로 한다. AI Generated · Google Imagen 에어리스 타이어는 어떻게 작동하나 — 구조와 메커니즘 세 가지 핵심 구성 요소 에어리스 타이어는 크게 세 부분으로 나뉜다. 첫째, 노면과 직접 닿는 트레드(tread) — 일반 타이어와 동일한 역할을 한다. 둘째, 하중을 분산...

거미는 초대받지 않은 손님이지만, 아무 이유 없이 나타나는 법은 없다. 거미가 당신의 집을 선택했다면, 그건 거미 입장에서 그 집이 꽤 매력적인 환경이라는 뜻이다. 먹이가 있고, 숨을 공간이 있고, 온도가 적당하다. 문제를 해결하려면 거미를 쫓는 것보다 먼저 '왜 오는지'를 이해하는 게 훨씬 빠르다. Photo by Alex Moliski on Unsplash 거미가 집 안으로 들어오는 진짜 이유 거미를 부르는 세 가지 조건 거미가 집 안에 자리를 잡는 데는 크게 세 가지 조건이 맞아떨어져야 한다. 먹이가 되는 작은 벌레, 몸을 숨길 수 있는 틈새와 어두운 공간, 그리고 적당한 습도다. 이 세 가지가 동시에 충족되는 집은 거미에게 사실상 이상적인 서식지다. 가장 결정적인 요인은 먹이다. 거미는 모기, 날파리, 좀벌레 같은 작은 곤충을 먹고 산다. 집 안에 이런 벌레들이 많다면, 거미는 그 뒤를 따라 들어온다. 거미가 많이 보인다는 건 역설적으로 다른 해충도 많다는 신호일 수 있다. 습도도 중요하다. 욕실 아래 수납장, 세탁실 구석, 지하 창고처럼 습기가 높은 공간은 거미가 특히 선호한다. 국내 가정에서 거미 출몰이 여름철에 집중되는 것도 이 때문이다. 계절과 거미 출몰의 관계 가을철에 갑자기 거미가 많아졌다고 느끼는 건 착각이 아니다. 수컷 거미는 짝짓기 철이 되면 평소보다 훨씬 넓은 범위를 돌아다닌다. 그 과정에서 집 안으로 들어오는 경우가 늘어난다. 또한 기온이 내려가면 따뜻한 실내로 이동하려는 본능도 작용한다. AI Generated · Google Imagen 거미 출몰이 반복되면 생기는 문제들 단순한 불쾌감을 넘어서는 상황들 대부분의 집거미는 독성이 없고 인간에게 직접적인 해를 끼치지 않는다. 하지만 거미줄이 지속적으로 생기면 집 안 위생 상태에 대한 신호로 읽어야 한다. 거미줄에는 먼지와 곰팡이 포자가 달라붙기 쉽고, 알레르기 반응을 유발...

2006년 8월 24일, 천문학자들은 투표 한 번으로 76년간 행성이었던 명왕성을 태양계 목록에서 지워버렸다. 그것도 전체 국제천문연맹(IAU) 회원 중 약 4%만 참석한 투표로. 이 결정은 과학적 논쟁이기도 했지만, 동시에 '우리가 무언가를 어떻게 정의하느냐'가 얼마나 큰 파장을 일으킬 수 있는지를 보여주는 사례이기도 하다. Photo by Sufyan on Unsplash 명왕성은 원래 어떻게 행성이 되었을까? 발견의 역사와 기대의 무게 명왕성은 1930년 미국의 젊은 천문학자 클라이드 톰보가 발견했다. 당시 천문학계는 해왕성 너머에 '행성 X'가 존재할 것이라는 가설을 오랫동안 품고 있었고, 톰보의 발견은 그 기대에 딱 맞아떨어지는 것처럼 보였다. 발견 직후 명왕성은 별다른 공식 기준 없이 곧바로 아홉 번째 행성으로 분류되었다. 문제는 처음부터 있었다. 초기 관측에서 명왕성의 질량은 지구와 비슷할 것으로 추정되었지만, 이후 관측 기술이 발전하면서 실제 질량이 지구의 0.2%에 불과하다는 사실이 드러났다. 달의 질량보다도 작다. 그럼에도 수십 년간 아무도 공식적으로 문제를 제기하지 않았다. 한번 붙은 이름은 쉽게 떼어내기 어렵다. AI Generated · Google Imagen 행성의 정의 — 왜 이게 그렇게 어려운 문제일까? IAU가 내린 세 가지 기준 2006년 IAU는 행성을 정의하는 세 가지 조건을 공식화했다. 첫째, 태양을 공전해야 한다. 둘째, 자체 중력으로 구형에 가까운 형태를 유지할 만큼 충분한 질량을 가져야 한다. 셋째, 그리고 이것이 핵심인데, 자신의 궤도 주변 공간을 '청소'해야 한다. 즉, 궤도 근처의 다른 천체들을 중력으로 끌어당기거나 밀어내어 지배적인 존재가 되어야 한다는 뜻이다. 명왕성은 첫 번째와 두 번째 조건은 통과한다. 태양을 공전하고, 구형에 가깝다. 하지만 세 번째 조건에서 탈...

매년 바다로 흘러드는 플라스틱의 양은 수백만 톤에 달한다. 정확한 수치는 추정마다 다르지만, 연구자들은 연간 수백만 톤 규모가 해양으로 유입된다고 본다. 문제는 이 플라스틱이 단순히 '쓰레기'로 떠다니는 게 아니라는 점이다. 바닷속에서 플라스틱은 분해되지 않고 잘게 부서지며, 그 과정에서 생태계 전체를 조용히 바꿔놓는다. Photo by Kaijin Zhang on Unsplash 플라스틱은 바다에서 어떻게 변하는가 분해가 아닌 '분열' 플라스틱은 자연에서 화학적으로 분해되지 않는다. 대신 자외선과 파도의 물리적 마찰에 의해 점점 작은 조각으로 부서진다. 이렇게 만들어진 5mm 이하의 조각을 '마이크로플라스틱'이라고 부른다. 이 과정은 수십 년에서 수백 년에 걸쳐 진행된다. 여기서 반직관적인 사실이 하나 있다. 플라스틱이 작아질수록 오히려 더 위험해진다. 큰 쓰레기는 눈에 보이고 수거할 수 있지만, 마이크로플라스틱은 거의 모든 해양 생물의 먹이사슬 속으로 침투한다. 크기가 작을수록 더 많은 생물이 먹이로 착각한다. 플라스틱이 독소를 끌어모으는 방식 플라스틱 표면은 화학적으로 소수성(물을 밀어내는 성질)을 띠기 때문에, 바닷물 속에 녹아 있는 각종 유기 오염물질을 표면에 흡착시킨다. PCB나 DDT 같은 잔류성 유기오염물질이 플라스틱 조각에 농축되는 것이다. 결국 플라스틱 한 조각은 그냥 플라스틱이 아니라 독소 덩어리가 된다. 마이크로플라스틱은 단순한 이물질이 아니다. 바닷속 오염물질을 농축해 먹이사슬로 전달하는 운반체다. AI Generated · Google Imagen 해양 생물이 실제로 겪는 피해 물리적 피해: 얽힘과 섭취 바다거북이 비닐봉지를 해파리로 착각해 삼키는 장면은 이미 잘 알려져 있다. 하지만 피해는 거기서 그치지 않는다. 어망에서 떨어져 나온 유령 어구(ghost gear)는 돌고래, 물개, 고래 같은...