안녕하세요. 강상우 전문가입니다.
기계공학
Q. AI에 쓰이는 반도체칩은 어떤 특성으로 인하여 공급도 독점에 가깝고 비싼건가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.AI형 가속기 반도체는 기존 GPU와는 달리 다음과 같은 특성을 가지고 있어 가격이 매우 비쌉니다.고성능: AI 연산은 기존의 그래픽 연산과는 비교할 수 없을 정도로 높은 성능을 요구합니다. AI형 가속기 반도체는 이러한 고성능을 위해 대규모의 트랜지스터를 집적하고, 복잡한 회로를 사용합니다. 이러한 고성능을 구현하기 위해서는 높은 제조 비용이 필요합니다.특수 목적: AI형 가속기 반도체는 특정 AI 연산에 최적화되어 있습니다. 이러한 특수 목적을 구현하기 위해서는 다양한 기술이 필요하며, 이는 역시 높은 제조 비용으로 이어집니다.소량 생산: AI형 가속기 반도체는 아직까지 시장이 크지 않아 소량 생산됩니다. 소량 생산은 제조 비용을 높이는 요인 중 하나입니다.이러한 특성으로 인해 AI형 가속기 반도체는 기존 GPU에 비해 훨씬 높은 가격을 형성하고 있습니다. 예를 들어, NVIDIA의 A100 GPU는 10억 개의 트랜지스터를 집적하고 있으며, 150W의 소비 전력을 가지고 있습니다. A100의 가격은 약 10만 달러로, 기존 GPU에 비해 약 10배 이상 비쌉니다.AI형 가속기 반도체의 가격은 향후 AI 시장의 성장과 함께 점차 하락할 것으로 예상됩니다. 하지만, AI 연산의 요구 사항이 계속해서 증가하고 있기 때문에, AI형 가속기 반도체의 가격은 여전히 높은 수준을 유지할 것으로 보입니다.
지구과학·천문우주
Q. 지진 등급에 따른 파괴력은 진도에 따라 얼마나 되는지 알고싶습니다.
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.지진의 진도는 지진으로 인한 흔들림의 강도를 나타내는 지표입니다. 지진계에서 측정된 진동의 가속도(PGA)를 기준으로 1~12까지 등급으로 나누며, 1은 거의 느끼지 못하는 정도에서 12는 완파에 이르는 정도까지의 파괴력을 나타냅니다.진도파괴력피해1거의 느끼지 못함책장 서가 등이 흔들림2유리창이 흔들림컵 등이 넘어짐3흔들림이 느껴짐벽에 걸린 물건이 떨어짐4서 있기 힘듦가구가 넘어짐5건물이 약간 손상됨창문이 깨짐6건물이 심하게 손상됨기둥이 기울어짐7건물이 붕괴됨대규모 피해 발생2023년 12월 7일 경주에서 발생한 지진은 진도 4로, 건물이 약간 손상될 수 있는 정도의 파괴력을 가졌습니다. 이 정도의 지진이 발생하면 건물의 창문이 깨지거나 가구가 넘어지는 등의 피해가 발생할 수 있습니다. 다만, 건축물의 내진설계가 잘 되어 있다면 큰 피해를 입지 않을 수도 있습니다.지진의 진도는 지진의 규모와 진앙지에서 떨어진 거리에 따라 달라집니다. 규모가 큰 지진은 진앙지에서 멀리 떨어져 있어도 큰 진동을 느낄 수 있지만, 규모가 작은 지진은 진앙지에서 가까워야만 큰 진동을 느낄 수 있습니다.지진은 언제 어디서 발생할지 예측할 수 없기 때문에, 평소에 지진에 대한 대비를 하는 것이 중요합니다. 지진 발생 시에는 즉시 대피하여 안전한 곳으로 이동해야 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 허리케인과 태풍, 토네이도는 어덯게 다른가요
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.태풍, 허리케인, 토네이도는 모두 열대성 저기압으로 분류되는 기상 현상입니다. 열대성 저기압은 열대 해양에서 발생하는 저기압으로, 중심 부근의 기압이 주변보다 낮고, 강한 바람과 많은 비를 동반합니다.태풍, 허리케인, 토네이도는 발생 지역과 규모, 강도, 지속 시간 등의 차이가 있습니다.태풍은 북서태평양에서 발생하는 열대성 저기압을 말합니다. 태풍의 중심 부근 최대 풍속이 17m/s(초속 17미터) 이상이어야 합니다. 태풍은 일반적으로 반경 200~500km의 범위에 피해를 주고, 수일에서 수주에 걸쳐 지속됩니다.허리케인은 북대서양과 동태평양에서 발생하는 열대성 저기압을 말합니다. 허리케인의 중심 부근 최대 풍속이 12m/s(초속 12미터) 이상이어야 합니다. 허리케인은 태풍과 유사한 특성을 가지고 있지만, 규모가 일반적으로 태풍보다 큽니다.토네이도는 육지에서 발생하는 강력한 소용돌이 바람을 말합니다. 토네이도의 중심 부근 최대 풍속이 100m/s(초속 100미터) 이상에 달할 수 있습니다. 토네이도는 일반적으로 반경 100~600m의 범위에 피해를 주고, 몇 분에서 몇 시간에 걸쳐 지속됩니다.따라서, 태풍, 허리케인, 토네이도는 모두 열대성 저기압으로 분류되는 기상 현상이지만, 발생 지역과 규모, 강도, 지속 시간 등의 차이가 있습니다.
전기·전자
Q. 네트워크 장치 L2스위치에서 vlan 10, vlan100 등 port 동작원리에 대하여?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.네트워크 장치에서 VLAN은 Virtual LAN의 약자로, 논리적으로 분리된 네트워크를 의미합니다. 물리적으로는 같은 네트워크에 연결되어 있지만, VLAN을 통해 논리적으로 분리되어 있어 서로 통신할 수 없습니다.L2 스위치는 레이어 2 스위치라고도 하며, 데이터 링크 계층에서 동작하는 스위치입니다. L2 스위치는 VLAN을 지원하며, 각 포트를 특정 VLAN에 할당하여 논리적으로 분리된 네트워크를 구성할 수 있습니다.L2 스위치에서 VLAN이 동작하는 원리는 다음과 같습니다.L2 스위치는 각 포트마다 VLAN ID를 할당합니다.L2 스위치는 VLAN ID를 기반으로 데이터 패킷을 라우팅합니다.동일한 VLAN ID를 가진 포트 간에만 데이터 패킷이 통신할 수 있습니다.예를 들어, L2 스위치에서 VLAN 10과 VLAN 20을 구성하고, 포트 1을 VLAN 10, 포트 2를 VLAN 20에 할당했다고 가정합니다. 이 경우, VLAN 10의 포트 1과 VLAN 10의 포트 2 간에만 데이터 패킷이 통신할 수 있습니다. VLAN 10의 포트 1과 VLAN 20의 포트 2 간에 데이터 패킷을 통신하려면, L3 스위치를 사용하여 중계해야 합니다.L3 스위치는 레이어 3 스위치라고도 하며, 네트워크 계층에서 동작하는 스위치입니다. L3 스위치는 VLAN을 지원하며, 각 포트를 특정 VLAN에 할당하여 논리적으로 분리된 네트워크를 구성할 수 있습니다. 또한, L3 스위치는 라우팅 기능을 제공하여, VLAN 간에 데이터 패킷을 통신할 수 있습니다.
전기·전자
Q. 초전도체는 왜 영상의 온도에서는 작동이 안되나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.초전도체는 전기 저항이 0인 물질입니다. 전기 저항이 0이면 전류가 흐를 때 전기 에너지가 열로 소모되지 않습니다. 따라서, 전력 손실이 없고, 효율이 매우 높은 전력 전송 및 저장이 가능합니다.초전도체는 영하의 온도에서만 발생합니다. 왜냐하면, 전자의 운동에 영향을 미치는 결정 격자 내의 원자 진동이 영하의 온도에서만 최소화되기 때문입니다.결정 격자 내의 원자 진동이 크면, 전자는 원자와 충돌하면서 에너지를 잃게 됩니다. 이 에너지 손실이 전기 저항의 원인이 됩니다. 따라서, 원자 진동이 최소화된 영하의 온도에서 전기 저항이 0이 되는 것입니다.영상의 온도에서는 원자 진동이 여전히 존재하기 때문에, 전기 저항이 0이 되지 않습니다.현재까지 연구 결과에 따르면, 상온 초전도체는 아직 발견되지 않았습니다. 하지만, 상온 초전도체의 발견은 전력 산업에 혁명을 일으킬 것으로 기대되고 있습니다.
전기·전자
Q. 최초의 빛의 속도를 어떻게 측정 되었는지 궁금합니다.
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.빛의 속도는 처음에는 직접적인 측정이 아닌, 간접적인 방법으로 측정되었습니다.17세기 초, 갈릴레오 갈릴레이는 빛의 속도가 유한하다는 가설을 세우고, 이를 실험으로 증명하려고 시도했습니다. 그는 두 개의 언덕에 각각 램프를 설치하고, 두 램프 사이의 거리를 측정했습니다. 한쪽 램프를 켜고, 다른 쪽 램프에서 빛이 도달하는 시간을 재는 방식으로 빛의 속도를 측정하려고 했습니다.하지만, 갈릴레오의 실험은 성공하지 못했습니다. 당시의 측정 기술로는 빛의 속도가 너무 빨라서 정확한 측정을 할 수 없었기 때문입니다.1676년, 올레 로머는 목성의 위성인 이오의 움직임을 관측하여 빛의 속도를 측정하였습니다. 이오가 목성의 그림자에 들어갈 때와 나올 때의 시간을 측정하여, 빛이 목성까지 왕복하는 데 걸리는 시간을 구했습니다.로머의 측정 결과, 빛의 속도는 초당 약 220,000km로 추정되었습니다.1849년, 프랑스의 아르망 피조는 회전하는 톱니바퀴를 이용하여 빛의 속도를 측정하였습니다. 피조의 측정 결과, 빛의 속도는 초당 약 315,000km로 추정되었습니다.
전기·전자
Q. 무선 충전기기가 인체에 유해한 것은 없나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.현재까지 무선 충전기에서 나오는 전자파가 인체에 미치는 영향에 대한 연구 결과는 명확하지 않습니다. 하지만, 무선 충전기에서 나오는 전자파의 양은 휴대전화나 컴퓨터에서 나오는 전자파의 양보다 적은 것으로 알려져 있습니다.한국정보통신기술협회(TTA)의 조사에 따르면, 휴대전화 무선 충전기의 최대 전자파 방출량은 5.2밀리테슬라(mT)로, 이는 휴대전화의 최대 전자파 방출량인 100mT의 5.2%에 불과합니다.또한, 무선 충전기에서 나오는 전자파는 주로 충전 패드와 충전기 사이에 국한되어 있으며, 충전 패드에서 떨어진 거리가 멀어지면 전자파의 세기가 급격히 감소합니다. 따라서, 침실 머리맡에 무선 충전기를 두더라도, 충전 패드에서 10cm 이상 떨어뜨려 두면 전자파의 영향을 크게 걱정하지 않아도 될 것으로 보입니다.다만, 일부 사람들은 전자파에 민감하게 반응하여 두통, 현기증, 수면 장애 등의 증상을 호소하기도 합니다. 이러한 증상을 경험하는 경우라면, 무선 충전기 사용을 자제하거나, 충전 패드에서 멀리 떨어뜨려 두는 것이 좋습니다.따라서, 무선 충전기의 전자파 영향에 대해 완전히 안심할 수는 없지만, 일반적인 사용 방법을 따르면 건강에 미치는 영향은 크지 않을 것으로 예상됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 하늘에서 우박이 발생되는 기후조건은 무엇인가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.우박이 생성되기 위해서는 다음과 같은 조건이 필요합니다.강한 상승기류가 있어야 합니다. 상승기류는 구름 속의 찬 공기가 지표의 따뜻한 공기와 만나면서 발생합니다. 상승기류가 강할수록 우박이 커질 수 있습니다.상층과 하층의 기온차가 10℃ 이상이어야 합니다. 상층이 0℃ 이하로 차가워야 우박이 얼 수 있습니다. 하층의 기온이 너무 높으면 우박이 녹아서 떨어지기 전에 지상으로 도달하지 못합니다.공기 중의 수증기 함량이 충분해야 합니다. 공기 중의 수증기 함량이 충분해야 우박의 핵이 될 수 있습니다. 우박의 핵은 먼지, 흙, 벌레 등의 미세한 입자들이나 얼음 결정 등이 될 수 있습니다.우박은 이러한 조건이 모두 갖추어질 때, 구름 속에서 빗방울이 얼음 결정으로 자라다가, 상승기류를 타고 다시 위로 올라가면서 점점 커져서 지상으로 떨어집니다.우박의 크기는 5mm 이상부터 수십cm에 이르기까지 다양합니다. 크기가 작은 우박은 눈과 비 사이의 중간 형태이지만, 크기가 큰 우박은 농작물이나 건물에 피해를 줄 수 있습니다.
기계공학
Q. 노래방에서 불러서 들리는 내목소리는 남들이 듣게되는 거와 똑같이 들리는지 궁금합니다.
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.노래방에서 불러서 들리는 목소리는 남들이 듣게 되는 목소리와 똑같이 들립니다.우리가 말하거나 노래를 부를 때, 소리는 성대에서 만들어져 공기를 통해 전달됩니다. 우리가 내는 소리는 입 밖으로 나가는 소리와 몸 안에서 울리는 소리로 나눌 수 있습니다.입 밖으로 나가는 소리는 공기를 통해 전달되어 상대방의 귀로 전달됩니다. 이 소리는 남들이 듣게 되는 목소리입니다.몸 안에서 울리는 소리는 두개골과 목, 가슴, 폐 등의 기관에서 울려퍼집니다. 이 소리는 우리 자신의 귀로 전달됩니다.우리 자신이 내는 소리는 입 밖으로 나가는 소리와 몸 안에서 울리는 소리가 합쳐져서 들립니다. 따라서 우리가 내는 소리는 남들이 듣게 되는 목소리와 다르게 들립니다.노래방에서 불러서 들리는 목소리는 입 밖으로 나가는 소리만 들립니다. 몸 안에서 울리는 소리는 노래방의 마이크에 잡히지 않기 때문입니다. 따라서 노래방에서 불러서 들리는 목소리는 남들이 듣게 되는 목소리와 똑같이 들립니다.다만, 노래방의 마이크와 앰프의 성능에 따라 소리가 다르게 들릴 수 있습니다. 마이크의 감도가 높으면 고음과 중음이 강조되어 들릴 수 있고, 마이크의 감도가 낮으면 저음이 강조되어 들릴 수 있습니다. 또한, 앰프의 출력이 높으면 소리가 깨끗하게 들릴 수 있고, 앰프의 출력이 낮으면 소리가 뭉개져서 들릴 수 있습니다.
화학공학
Q. 화학 용어 중에 에스테르가 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.에스테르는 유기 화합물의 하나로, 유기 라디칼이 산의 수소 분자 자리에 치환된 것을 말합니다. 카르복시산에 의한 에스터의 구조. 에스터라는 이름은 독일어 에시히에테르(Essigäther, 식초 에테르)에서 유래되었습니다.에스터는 일반적으로 휘발성이 낮고, 물에 잘 녹지 않습니다. 또한, 산성과 염기의 특성을 모두 가지고 있습니다.에스터는 자연계에서도 널리 발견됩니다. 과일, 꽃, 식물의 기름 등에 에스터가 함유되어 있습니다. 예를 들어, 사과, 배, 포도 등의 과일에는 에틸 아세테이트라는 에스터가 함유되어 있어, 그 과일 고유의 향을 냅니다.에스터는 산업적으로도 널리 사용됩니다. 도료, 페인트, 접착제, 플라스틱, 섬유, 향료, 화장품 등의 제조에 사용됩니다.알키드 수지는 알코올과 산의 에스테르화 반응으로 얻어지는 합성수지입니다. 알코올로는 에틸렌 글리콜, 폴리올 등이 사용되고, 산으로는 지방산, 인산, 황산 등이 사용됩니다. 알키드 수지는 건조성, 내마모성, 부착력, 기후 안정성이 뛰어나 도료, 페인트, 접착제 등에 널리 사용됩니다.