엣지

엣지 컴퓨팅(Edge Computing) 이랑?
https://brownbears.tistory.com/431

엣지 컴퓨팅이 주목받는 이유는? (LG CNS)
https://blog.lgcns.com/1684

 

 

 

엣지 컴퓨팅

 

 

 

 

 

 

엣지컴퓨팅과 클라우드의 결합

 

엣지 컴퓨팅이 클라우드의 과부하로 인하여 생긴 기술이다. 사용자들의 정보의 교환이나 처리를 쉽게 할 수 있도록 해줄 뿐만 아니라 프라이버시 정책을 강화할 수 있어서 클라우드나 네트워크의 작동에 오류가 생길 경우에 엣지 컴퓨팅으로 임시 처방의 서비스를 받을 수 있다. 

 엣지 컴퓨팅이 클라우드 기술의 대체 기술인 것처럼 보이지만 실은 이 2개의 기술이 잘 결합되어야 한다. 이러한 이유로 마이크로소프트와 같은 기업들은 두 기술의 최적의 조화를 찾기 위해 노력중이다.

 

 

 

클라우드 컴퓨팅이 탄생한 배경은 무엇일까요?

 

IoT 기기들이 다양해지고 전송되는 데이터양이 증가하면서 이렇게 수집된 데이터를 인터넷을 통해 시간과 장소에 구애받지 않고 공유•전송할 수 있는 방식이 발전하기 시작했습니다. 이에 따라 기존 IT 자원을 기업의 서버나 개인 PC에서 소유하던 방식에서 필요한 만큼의 자원을 클라우드 공간에서 임대하여 사용하고 사용한 만큼의 비용을 지급하는 클라우드 컴퓨팅 방식이 등장했습니다.

 

이처럼 각자의 고유한 IT 인프라를 구축하지 않고도 외부에 배치된 공유 인프라(클라우드 데이터센터)에서 데이터를 처리, 전송하는 서비스가 클라우드 컴퓨팅의 기본 개념입니다.

 

 ‘집중형 클라우드’ 클라우드 컴퓨팅과 ‘분산형 클라우드’ 엣지 컴퓨팅

 

현재 집중 환경에서의 컴퓨팅 기술인 ‘클라우드 컴퓨팅’의 수요는 꾸준히 증가하고 있고 IT 시장뿐 아니라 자동차, 금융, 의료 등 다양한 산업 분야에 확대 적용되고 있습니다. 아마존(Amazon), 구글(Google), 마이크로소프트(MicroSoft) 등 주요 소프트웨어 기업들이 글로벌 데이터센터 인프라에 많은 투자를 하며 클라우드 서비스 사업을 확장하고 있기 때문인데요.

 

주요 기업들이 공개한 지난 17년 4분기 매출액은 아마존의 AWS(Amazon Web Services) 51억 달러, 마이크로소프트 애저(Azure)는 28억 달러로 각 매출 증가액은 50%, 96%에 이를 정도입니다. 구글 클라우드 사업은 10억 달러 매출 규모인데요. 앞으로도 글로벌 클라우드 서비스 사업은 더욱 성장할 전망입니다.

 

 

 

기존 클라우드 컴퓨팅 방식이 데이터 처리와 연산이 중앙에 집중된 방식이라면, 엣지 컴퓨팅은 IoT 기기들과 가까운 주변이나 기기 자체에서 데이터를 분산 처리하는 방식입니다. 단말에서 발생하는 데이터양이 적고 전송 지연이 치명적이지 않은 환경에서는 클라우드 컴퓨팅 환경이 적합하나 IoT 기기들의 데이터양이 많아지고 실시간 처리의 중요도가 높은 환경에서는 엣지 컴퓨팅의 중요성이 높아지고 있습니다.

 

 가트너가 선정한 2018년 10대 전략 기술 트렌드 ‘Cloud to Edge’

 

17년 10월 가트너(Gartner)가 발표한 ‘2018년 10대 전략 기술’에 따르면 3가지 핵심 키워드는 '지능형(Intelligent)', '디지털(Digital)', '메시(Mesh)'이며, 그에 따라 향후 5년 동안 유의미한 결과를 끌어낼 가능성이 있는 10대 전략 기술을 선정했습니다.

 

l 가트너 2018 10대 전략 기술

 

2018년 전략 기술의 3대 키워드는 2017년과 같은 지능형(Intelligent), 디지털(Digital), 매쉬(Mesh)이지만 세부 전략 기술은 일부 변경되었습니다. 이중 작년에 소개된 기술 트렌드와 비교하여 2018년에 새롭게 등장한 키워드 하나가 눈에 띕니다.

                                  l 가트너 10대 전략 기술 2017년 2018년 비교

 

2018년 전략 기술 중에서도 디지털 카테고리의 엣지 컴퓨팅이 새롭게 소개되었는데요. ‘Cloud to the Edge’를 정보 처리와 콘텐츠 수집 및 전달이 정보 소스(Source)와 인접한 곳에서 처리되는 컴퓨팅 토폴로지(topology)라고 설명하고 있습니다. 이에 따라 센서와 클라우드 사이의 대기시간을 줄여주고 대역폭 제약 등을 해결할 수 있어 신속한 처리가 필요한 IoT 환경에서 많이 쓰일 것으로 전망하고 있습니다.

 

                                      l 2018 Top 10 Trends (출처: 트렌트포스)

 

가트너뿐만 아니라 글로벌 컨설팅 업체 트렌드포스(TrendForce)에서 발표한 2018 Top 10 Trends에서도 블록체인, 5G, 가상현실 등과 함께 엣지 컴퓨팅을 유망 기술로 선정했습니다. 클라우드 컴퓨팅은 데이터를 클라우드에 전송한 후 처리나 분석하는 것이었지만, 좀 더 신속한 피드백을 얻기 위해 현장 혹은 근거리에서 분석하는 엣지 컴퓨팅을 도입할 필요가 생겼고 이 경우 엣지 컴퓨팅 쪽에도 높은 처리 성능이 요구된다고 설명하고 있습니다.

 

트렌드포스는 2018년 엣지 컴퓨팅의 본격적인 도입으로 인해 방대한 데이터가 더욱 효과적으로 처리되고 가치 있게 이용될 것이라고 보고 있습니다.

 

 클라우드 시스템의 한계, 엣지 컴퓨팅이 필요한 이유

 

점차 다양한 기기들이 인터넷에 연결되면서 그로 인해 생성되는 데이터는 엄청난 속도로 증가하고 있습니다. 17년 4월 씨게이트(Seagate)가 IT 시장조사기관 IDC에 의뢰해 발간한 ‘데이터 에이지 2025(Data Age 2025)’ 백서 자료에 의하면 2025년에는 전 세계 데이터 총량이 현재보다 10배 늘어난 163 제타 바이트(ZB)에 달할 것으로 예측합니다.

 

 

 

이처럼 다양한 경로를 통해 수집된 데이터들은 데이터 분석을 위해 데이터센터로 모이게 되는데요. 센터에서 처리할 수 있는 데이터의 양은 한정돼 있는데 지속적으로 데이터가 몰리면 정체 현상이 발생하게 되며, 빠르게 분석 결과를 받아보는 것은 불가능해지게 됩니다.

 

이런 문제 때문에 엣지 컴퓨팅의 중요성이 강조됩니다. 데이터가 수집되는 엣지에서 바로 데이터를 처리하고, 연산 결과를 현장에 바로 적용할 수 있어 클라우드 컴퓨팅 환경에서 데이터를 전달하고 분석된 결과를 기다리는 것보다 훨씬 빠르게 대응할 수 있기 때문입니다.

 

 엣지 컴퓨팅 적용 사례

 

1. 자율주행차(Self-Driving Car)

 

교통 시스템은 엣지 컴퓨팅이 가장 유용하게 활용될 수 있는 분야라고 볼 수 있습니다. 자율주행차가 대표적인데요. 차량에 부착된 센서에서 실시간으로 데이터를 수집해 앞차 간 거리 유지나 주변 도로 상황, 차량흐름 등을 파악하고 주행 중 돌발상황이 발생했을 때 신속하게 대처하여 사고를 피할 수 있도록 하고 있습니다.

 

 

앞에서 달리던 차의 속도가 줄어들면 차간 거리를 유지하도록 속도를 조정하고 신호가 변경되면 신호에 맞는 주행을 하도록 합니다. 만약 이런 처리가 엣지가 아닌 중앙 데이터센터에서 이루어진다면 주행 중 네트워크 지연이나 데이터 전송 오류가 큰 사고로 이어질 수 있고 돌발상황에 유연하게 대처하지 못할 확률이 높습니다.

 

 

l 엔비디아 자율주행 소프트웨어 구조(출처: Nvidia)

 

2. 스마트 팩토리(Smart Factory)

 

4차 산업혁명 기반으로 스마트 팩토리가 주목받고 있습니다. 스마트 팩토리는 국가 차원에서 스마트 팩토리 산업을 추진하고 있는 독일과 뒤를 이어 미국, 일본이 시장에 뛰어들면서 활발한 성장이 진행 중입니다. 이 중에서도 독일, 미국보다 스마트 팩토리 분야에 한발 늦게 진입한 일본 기업들은 엣지 컴퓨팅이라는 차별적인 개념을 강조하여 신사업 기회를 모색하고 있습니다.

 

엣지 컴퓨팅이 적용된 스마트 팩토리를 살펴보면 공장내 온•습도 조절이나 기계별 가동 현황을 실시간 파악하여 기계 가동을 효율적으로 관리하는 등의 단순 데이터처리는 엣지에서 담당하고, 기계 수명 관리나 사고 위험 예측 같은 고도의 분석이 필요한 데이터는 중앙 데이터센터로 전송하여 시스템을 운영하고 있습니다.

 

 

 

3. Edge 솔루션

 

클라우드 컴퓨팅 솔루션 Azure를 서비스하는 마이크로소프트에서도 2017년 Edge 솔루션인 ‘Azure IoT Edge’를 발표하여 서비스하고 있습니다. Azure IoT Edge는 IoT 허브(Hub)를 기반으로 빌드하는 IoT 서비스로 클라우드가 아닌 장치에서 데이터를 분석하려는 사용자를 위해 제공합니다.

 

                         l Azure IoT Edge (출처: Microsoft Azure IoT Edge, 재구성) 

 

기업에서는 이런 서비스를 사용해 업무 요건에 적합한 클라우드 및 엣지 IoT 솔루션을 구현할 수 있으며, Azure IoT Edge와 같은 서비스들은 코드와 서비스가 클라우드와 엣지 사이에서 안전하게 송•수신되고 클라우드 플랫폼에서 운영되는 다양한 서비스와 기능이 IoT 디바이스에 전달 될 수 있도록 지원하는 역할을 하게 됩니다.

 

4. LG CNS IoT Gateway 솔루션

 

엣지 역할 중 Protocol 변환 및 제어 기능을 제공하는 LG CNS의 적용 사례를 소개해 드리겠습니다.

 

스마트 팩토리 솔루션 도입 시 공장 내 배치된 조명을 원격관리 함으로써 에너지 관리의 효율성을 제고하고, 비용을 절감하기 위해 웹과 모바일 애플리케이션을 통해 원격으로 조명을 제어할 수 있는 솔루션이 필요했는데요.

 

 

                                              l LG CNS IoT Gateway 아키텍처 

 

LG CNS는 Intel Tom™ SoC 기반의 H/W와 Gateway Open Source를 결합한 솔루션을 LG 공장에 적용하여 원격 On•Off•Dimming 기능을 구현하고 서비스를 제공했습니다. 

 

IoT Gateway를 LG 공장에 적용해 얻은 효과로는 Dimmer와 Gateway, Gateway와 서버와의 통신 단절로 인한 문제점을 해결함으로써 서비스 모니터링과 조명을 제어하는데 에러 발생률을 최소화할 수 있었습니다.

 

또한, 자동으로 조명을 제어함으로써 원가 절감과 모바일 응용 프로그램을 통한 원격 On•Off•Dimming 기능을 통해 업무 효율성을 높일 수 있었습니다. 비용적인 측면에서도 일반적인 유선 환경보다 안정적인 무선 환경을 구축함으로써 케이블 구축 비용과 같은 비용 절감 효과를 기대할 수 있습니다.

 

앞으로도 LG CNS는 LG IoT Gateway를 활용해, 공장 내 위치추적이나 설비들의 센서를 통한 데이터 취합 등 다양한 분야로 확대를 추진할 계획이며, 계속해서 스마트 팩토리 외에도 IoT B2B 전 영역에 걸쳐 사업 확장과 협업을 지속할 것입니다.