제가 요즘 몇 개월째 취미 차원에서 몰두하고 있는 일은 MIDI와 관련한 간단한 DIY입니다. MIDI(Musical Instrument Digital Interface)란 전자 악기 간의 호환성 문제를 해결하기 위해 1983년 여러 기업이 모여 제정한 국제 표준 규약입니다. 간단히 설명하자면 “채널 1번에 할당된 어쿠스틱 피아노의 C4 음을 벨로시티 64의 강도로 4분음표만큼 지속하라”라는 명령어·데이터 계층, 그리고 이를 각 기기 간에 전송하는 물리적·전송 계층을 동시에 정의하고 있습니다. 기본적으로 채널은 16개, 즉 음원의 동시발음수 제한 이내에서 최대 16개의 서로 다른 악기의 소리를 낼 수 있으며 채널 10번은 드럼에 해당합니다.

MIDI는 음악을 다루는 데이터와 전송 방식에 대한 규약이지만 그 자체는 음성 신호가 아니라 ‘연주 이벤트’입니다. 여러분의 컴퓨터가 Windows를 기반으로 작동되고 있다면, C:\Windows\Media 폴더를 한번 살펴 보시기 바랍니다. 아마도 flourish.mid, onestop.midi, 그리고 town.mid라는 MIDI 파일이 있을 것입니다. 이를 더블클릭하면 Windows Media Player가 열리면서 기본적으로 내장된 소프트웨어 음원(Roland GS Wavetable Synthesizer)에 의한 재생이 이루어질 것입니다.

이 DIY 프로젝트를 통해 제가 개인적으로 관심을 갖던 모든 분야를 한곳으로 집대성하는 취미의 통섭(統攝, consilience)이 이루어지고 있습니다. 여전히 초보자 수준이지만 악기 연주, 컴퓨터 활용, 전자회로 만들기, 챗GPT를 이용한 코딩까지 모든 것이 어우러지고 있습니다. 중학생 시절부터 관심을 가졌던 취미가 지속적으로 이어지다가 중년을 훌쩍 넘긴 나이가 되어 한데 모여서 시너지를 발휘하게 될 줄은 상상도 하지 못했습니다.

나온 지 40년이 넘은 MIDI 1.0은 UART라는 직렬 통신 방식을 이용하여 5핀 원형 DIN로 초당 31,250비트의 데이터를 단방향 전송합니다. 오늘날의 기가비트 이더넷 시대에는 어울리지 않지요. 요즘 웬만한 MIDI 기기는 서로 간에 USB로 접속을 하거나 심지어 블루투스를 쓰기도 합니다. 하지만 2020년에 채택된 최신의 MIDI 2.0라 해도 하위 호환성을 완벽하게 유지하고 있습니다.

MIDI 1.0에서는 소리의 세기 등 대부분의 연속적인 값을 7비트(0-127) 범위로 양자화하지만 음악적 표현력을 크게 해치지 않습니다. 이러한 단순함 때문에 요즘의 PC나 휴대폰과 비교하면 정말 초라한 ‘8비트 16MHz의 두되’를 갖는 아두이노 나노(Arduino Nano)와 길어야 수백 줄~1천여 줄의 C++ 코드, 그리고 가내수공업 수준의 납땜으로도 MIDI 생태계를 체험할 수 있는 것입니다. 코드는 챗GPT를 살살 구슬리면 알아서 잘 만들어 줍니다.

민간협회에서 먼저 제정되어 널리 쓰이던 MIDI 규약은 국제전기기술위원회(IEC)에서 2017년 발행한 국제표준인 IEC 63035:2017로 등록되어 있습니다. 비록 MIDI 1.0에서 표준으로 삼은 전송 기술 자체는 낡은 것이 되었지만, 음악 데이터의 작성과 교환 및 상호운용성 측면에서는 이 세상에 지대한 영향을 미쳤습니다. 즉, 표준 규약을 준수하여 만들어진 음악 데이터는 어떤 음원 장비에 전송을 하여도 동등한 소리로써 연주를 함을 뜻합니다. 엄밀히 말해서 MIDI 음원(MIDI sound module)이 실제로 내부 샘플로 갖고 있는 소리의 품질은 조금씩 다를 수 있지만, 피아노 연주 데이터는 피아노 소리의 같은 곡으로 재생됨을 의미합니다.

MIDI 1.0은 매우 단순하면서도 서로 다른 악기들이 ‘같은 언어로’ 소통할 수 있게 되었다는 점에서 매우 큰 의미를 갖습니다. 특히 전자악기산업에서 큰 비중을 차지하는 업체가 독점적으로 주도한 것이 아니라 공동의 합의로 만들어졌으며, 이러한 개방형 표준의 정신은 오늘날 오픈 사이언스가 지향하는 핵심 가치와 연결되어 있습니다.

표준화된 음악 정보는 음악 관련 산업의 발전을 이끌었습니다. MIDI와 관련한 DIY 작업을 하면서, 이는 마치 KOBIC이 몸담고 있는 바이오 데이터의 활용 생태계와 매우 닮았다는 생각을 하게 되었습니다. 많은 포맷이 나타났다 사라지기를 반복하고, 때로는 레트로 열풍에 힘입어 퇴출되었다고 생각한 기술이 다시 등장하기도 합니다. 그러나 MIDI와 같이 열린 표준은 세대를 넘어 전승되고 있습니다. 

오픈 사이언스의 핵심 축 하나는 연구 결과물의 무료 공개 및 재사용입니다. MIDI 포맷으로 만들어진 음악 데이터의 상호운용성은 확실히 보장되지만, 그렇다고 하여 이를 중앙집중적 리포지토리에 모두 모아서 무료로 공유하자고 주장하는 것은 아닙니다. 왜냐하면 순수 창작물로서 MIDI 파일은 저작권의 보호 대상이기 때문이지요. MIDI는 개방형 인프라와 사유 재산권이 조화를 이루는 모델을 제시한 것입니다.

MIDI는 기술 표준으로서 이 세상에 태어났지만, 음악이라는 예술과 어울려져 함께 작동하는 세상을 보여주었습니다. 오픈 사이언스가 꿈꾸는 것도 그와 크게 다르지 않습니다. 서로의 데이터를 이해하고 각자의 창의력을 존중하는 세계는 음악과 같이 영원히 조화롭고 아름다울 것입니다.

슈퍼컴퓨팅 분야에서 손꼽히는 학회는 미국에서 열리는 SC(Supercomputing Conference), 유럽에서 열리는 ISC(International Supercomputing Conference)가 있습니다. 슈퍼컴퓨팅 분야 하드웨어 및 소프트웨어 제조사, 대학, 연구소 등 많은 기관과 단체가 참가하는 이 두 가지 학회는 전시회 등을 통한 많은 볼거리를 제공하고 있으며 각종 세미나를 통해 전문적인 지식까지 공유할 수 있습니다. 지난 6월 독일 함부르크에서 열린 ISC2025에 참석하여 느낀 점을 공유하고자 합니다.

ISC2025는 슈퍼컴퓨팅 분야의 최대 학회라는 명성 그대로 배울 것이 많은 학회였습니다. 특히 두 가지 눈에 띄는 것이 있었습니다. 바로 GPU와 냉각 방식이었습니다. 2017년도 SC에서는 제조사에서 저마다 특성을 갖춘 최신 장비를 전시하였던 반면, 올해는 자신들의 장비나 제조사를 내세우기보다 모두 NVIDIA와의 관련성을 내걸고 있었습니다. 마치 우리가 NVIDIA랑 더 친하다는 것을 자랑하고 싶은 것 같았습니다.

전 세계는 지금 GPU 확보 경쟁이 치열합니다. 서로 더 많은 GPU를 확보하기 위해 노력하고 있으며 우리 KOBIC에서도 마찬가지로 여러 가지를 준비하고 있습니다. GPU는 AI, 3D 렌더링, 딥러닝 등 관련 고부하 연산으로 인해 전력 소모가 막대하고 발열 관리가 중요하므로, 냉각 대책을 잘 마련해야만 합니다.

냉각 방법에는 여러 가지가 있지만 대표적으로 공랭식, 수랭식, 액침냉각이 있습니다. 첫 번째, 공랭식 방법은 차가운 공기로 장비를 식히는 방법으로 현재 KOBIC에서 운영하고 있는 방법입니다. 공랭식 방법은 구조가 단순하여 비용이 저렴하고 유지보수가 쉽지만 냉각효율이 떨어지고 균일한 냉각이 어렵다는 단점이 있습니다. KOBIC에서는 이러한 단점을 극복하기 위해 겨울철에는 바깥의 차가운 공기로 서버실을 냉각하고 있으며, 컨테인먼트를 활용하여 냉기를 가두고 골고루 냉각되도록 하고 있습니다.

두 번째, 수랭식 방법은 말 그대로 차가운 물 또는 액체를 사용하는 방법입니다. 수랭식 방법은 CDU(Coolant Distribution Unit), Chiller(냉동기), 냉각탑과 같은 장비에 대한 이해가 필요합니다. CDU는 냉각수를 세밀하게 조절해서 서버에 일정한 온도, 유량으로 공급해주는 장치이며, Chiller는 서버로 들어가는 냉각수(Chilled Water)를 열교환을 통해 차갑게 만들어주는 장치입니다. 또한 냉각탑은 Chiller에서 열교환을 통해 생긴 더운 냉각수(Condensing Water)를 물의 증발을 통해 다시 식혀 Chiller에 보내는 역할을 합니다. 결론적으로 Chiller에서 차가워진 냉각수(Chilled Water)를 CDU를 통해 서버 내부에 순환시켜 발열이 심한 부품을 직접 냉각하는 방식이며, 누수의 위험이 있다는 단점이 있습니다. 전산 분야에서는 이 방법을 수랭식이라고 표현하지만 인프라 분야에서는 다르게 표현하고 있습니다.

수랭식 방법이라고 해서 냉각탑이 꼭 필요한 것은 아닙니다. 보통 Chiller에서 열교환을 통해 발생하는 열을 물의 증발을 통해 식히기 위해서 보통 냉각탑을 사용합니다. 하지만 냉각탑 없이 Dry Cooler라는 녀석을 통해 물의 증발 없이 외부의 찬 공기만으로 냉각수(Condensing Water)를 식힐 수도 있습니다. 인프라 분야에서는 전자를 수랭식, 후자를 공랭식이라고 표현합니다. 용어의 차이 때문에 항온항습기 관련 회의를 진행할 때 많이 혼란스러웠습니다.

세 번째는 액침냉각 방식입니다. 특수한 냉각유에 전산장비를 직접 담궈 냉각하는 방법입니다. 냉각유는 전기가 통하지 않지만 서버에서 발생하는 열을 빠르게 흡수하는 특수한 용액으로 열교환기를 통해 냉각됩니다. 액침냉각용 전산장비는 팬이 없기 때문에 소음이 거의 발생하지 않고 공기 흐름을 위한 별도의 공간이 필요 없습니다. 하지만 초기 비용이 높고 유지보수가 어렵다는 단점이 있습니다.

공랭이냐 수랭이냐는 단순히 냉각의 방식을 선택하는 것이 아니라 비용, 유지보수, 에너지 효율성 등을 종합적으로 고려하여 균형잡힌 데이터센터의 운영 방식을 결정하는 문제라고 생각합니다. GPU 시대의 경쟁력은 단지 장비의 성능이 아니라 안정적인 냉각, 효율적인 에너지 관리, 그리고 이를 설계하고 운영하는 사람들의 고민에서 비롯된다고 생각합니다. KOBIC에서는 그러한 관점으로 ‘공랭이냐 수랭이냐’의 문제를 넘어, ‘지속 가능한 슈퍼컴퓨팅 인프라 구축’이라는 관점에서 답을 찾기 위해 항상 고민하고 있습니다. 데이터센터의 열을 식히기 위해 고민하고 있지만 KOBIC의 열정만큼은 식지 않을 것입니다.

KOBIC에서 인체유래데이터은행 업무를 수행하며 동의서를 검토할 때마다 느끼는 답답함이 있습니다. 연구자들이 제출한 동의서를 살펴보면 대부분 「생명윤리 및 안전에 관한 법률」 시행규칙 [별지 제34호 서식]을 사용하고 있습니다. 서류상으로는 문제가 없습니다. 그러나 그 동의가 실제로 보장하는 것은 주로 인체유래물, 즉 물리적 생체 시료의 취급입니다. 정작 그 시료에서 생성되고 분석된 데이터에 대해서는 명확한 답을 주지 못합니다.

현행 제도하에서 연구자는 연구 수행을 위해 연구대상자로부터 [별지 제34호 서식], 이른바 '인체유래물 연구 동의서'를 기준으로 동의를 받습니다. 이 서식은 물리적 자원인 인체유래물의 유한성과 품질 저하를 전제로, 보존기간과 사용 범위, 반출 조건을 엄격히 규정하고 있습니다. 문제는 이러한 기준이 데이터에도 동일하게 적용되면서 실무에서 반복적인 충돌을 일으킨다는 점입니다. 데이터는 한 번 생성되면 내용이 닳거나 사라지지 않습니다. 오히려 시간이 지나며 분석기술이 발전할수록 새로운 의미가 발견됩니다. 그럼에도 데이터를 소모되는 자원처럼 다루면, 동의서의 시곗바늘이 멈추는 순간 데이터의 활용 가능성도 함께 멈추게 됩니다.

현장에서는 동의서에서 정한 보존기간이 끝난 데이터가 연구적으로 여전히 유효한 자산으로 남아 있지만, 제도적 불확실성 때문에 활용을 중단하고 폐기해야 하는 경우를 종종 보게 됩니다. 이는 비단 연구 일정의 지연 문제뿐만 아니라, 공공이 투자해 만든 데이터 자산의 경제적·사회적 효율이 떨어지는 일입니다. 특히 희귀질환이나 소수 집단 연구의 경우, 데이터 재수집이 사실상 불가능한 경우도 많아 이러한 손실은 더욱 큽니다.

동의의 핵심은 보존기간이 아니라 거버넌스입니다. 해외는 데이터의 지속성을 인정하고, 대신 접근 통제와 추적, 감사(audit) 등 절차적 장치를 통해 기증자의 권리와 사회적 공익을 동시에 지킵니다. 미국 NIH에서 사용하는 동의서는 연구자가 연구계획서에 명시한 기간으로 보존기간을 자율적으로 결정하도록 하며, 무기한 지정도 가능합니다. 영국 UK Biobank는 한 걸음 더 나아갑니다. 수집된 데이터와 샘플뿐만 아니라 기증자의 의료기록 등 건강 관련 기록에도 접근이 가능하며, 무기한 장기 보존을 원칙으로 합니다. 이는 기증자가 행위무능력 상태가 되거나 사망한 후도 포함됩니다.

반면 대한민국의 [별지 제34호 서식] 동의서는 연구 목적과 인체유래물 종류 및 수량 등을 구체적으로 명시하게 되어 있으며, 기증자가 보존기간을 지정합니다. 제3자 제공은 기증자가 선택한 "포괄적 연구 목적" 혹은 "유사한 연구 범위"에 한해서만 가능하고, 해외 연구자에게 제공하기 위해서는 별도의 동의(개인정보 보호법 제28조의8)가 필요합니다. 데이터를 연구 목적으로 제3자에게 널리 분양하려면 [별지 제41호 서식]을 작성하여 인체유래물은행에 기증하는 절차까지 거쳐야 한다는 국내의 제도를 정확히 몰라서 데이터의 재활용이 잘 되지 않는 문제도 심각합니다.

이러한 제한적 구조는 기증자 보호라는 명분은 강하지만, 실제 데이터 활용의 유연성은 크게 떨어뜨리는 결과를 낳고 있습니다. 만약 한 연구자가 10년 전 암 환자들로부터 동의(보존기간: 동의 후 5년)를 받아 특정 유전자 변이와 항암제 반응성 연구를 완료하고 그 과정에서 생성된 유전체 데이터를 보유하고 있었다고 가정해 봅시다. 최근 급속히 발전한 AI 기반 바이오마커 발굴 기술울 이용하여 이로부터 새로운 치료 타깃을 찾는 후속 연구를 진행하고자 한다면, 데이터는 이미 존재하고 연구 목적도 동일하지만, 동의서에 명시된 보존기간이 지났다는 이유로 수백 명의 기증자를 다시 찾아가 재동의를 받아야 합니다. 그러나 최초 동의 시점에서 오랜 시간이 지났기 때문에 다수 환자의 연락처가 바뀌었거나 이미 사망하여 재동의를 받기 어려운 경우, 해당 데이터는 사장될 수밖에 없는 실정입니다.

답의 실마리는 데이터에 특화된 표준동의서입니다. 먼저 해외 사례처럼 broad consent(포괄적/광범위 동의)를 채택해 연구 과제 단위를 넘어 목적군 단위로 재사용을 허용해야 합니다. 보존기간을 설정하는 대신 보안과 거버넌스로 위험을 관리하고, 동의를 일회성이 아닌 갱신 가능한 약속으로 전환해 기증자가 자신의 선택을 주기적으로 확인하고 변경할 수 있게 해야 할 것입니다.

새로운 동의 체계는 세 가지 원칙 위에 서야 합니다.

기증자 중심. 선택과 철회, 갱신의 권리를 쉬운 용어와 온라인 절차로 보장하여, 기증자가 자신의 데이터가 어디에 어떻게 사용되고 있는지 언제든지 확인할 수 있는 시스템이 필요합니다.

권한은 필요한 만큼만, 과정은 투명하게. 필요한 사람에게 필요한 범위만 접근을 허용하되, 모든 과정은 기록하고 공개합니다. 데이터 접근 이력을 추적할 수 있게 함으로써 사후 감독 체계를 강화할 수 있습니다.

개인의 권리와 공익의 균형. 개인정보 보호를 전제로 연구의 사회적 가치를 제고하기 위해, 개인의 권리와 사회적 이익이 상충할 때 투명한 의사결정 과정을 통해 균형점을 찾아야 합니다.

인체유래데이터의 가치를 최대한 실현하면서도 기증자의 권리를 지키는 새로운 동의 패러다임을 만들어가는 것, 그것이 우리가 나아가야 할 방향입니다.