에지 컴퓨팅(Edge Computing) 기술동향과 시장분석
2018-11-26
org.kosen.entty.User@22fa865f
김영덕(ydk531)
1. 서언
에지 컴퓨팅(Edge computing)은 다양한 단말 기기에서 발생하는 데이터를 클라우드와 같은 중앙집중식 데이터센터로 보내지 않고 데이터가 발생한 현장 혹은 근거리에서 실시간으로 처리하는 방식으로 데이터 흐름 가속화를 지원하는 방식으로, 처리 가능한 대용량 데이터를 발생지(소스) 주변에서 효율적으로 처리함으로써 데이터 처리 시간이 큰 폭으로 단축되고 인터넷 대역폭 사용량이 감소하는 장점이 있다. 에지 컴퓨팅은 네트워크 연결과 대기 시간, 대역폭 제약, 단말 기기에 내장된 다양한 기능을 등을 고려하여 설계되기 때문에 분산 컴퓨팅 모델에 유리하다. 에지 컴퓨팅의 대표적인 사례는 자율 주행 자동차이다. 자율 주행 자동차는 차량에 부착된 각 센서들로 주변 지형이나 도로 상황, 차량 흐름 현황 등을 파악해 데이터를 수집하고, 주행 중 일어날 수 있는 다양한 상황에 신속하게 대처해야 한다. 즉, 방대한 데이터의 수집ㆍ처리와 실시간 대응을 위한 빠른 데이터 분석의 필요로 에지 컴퓨팅이 활용된다. 에지 컴퓨팅은 2017년과 2018년에 가트너(Gartner)의 10대 전략 기술 중 하나로 선정되었다[1].
트렌드 포스 (TrendForce)의 분석가 인 지미 리우 (Jimmy Liu)는 IoT와 AI의 애플리케이션이 점차 대중화되면서 클라우드 서비스의 생태계가 클라우드 에지의 통합이 시장의 약점으로 떠오르고 있다고 분석하며, 클라우드 서비스 제공 업체는 2018 년부터 2022 년까지 연평균 30% 이상의CAGR을 갖춘 에지 컴퓨팅 시장에 중점을 두기 시작했으며, 기존 가격 경쟁과 새로운 요구에 부응하여 클라우드 서비스 제공 업체들은 데이터 소스 근처 에지에서 수요와 새로운 비즈니스 기회를 발견하고 기존 서비스를 확장하고 IoT 플렛폼 및 에지 컴퓨팅으로 확장하기 시작했다[2]..
본 분석보고서에서는 4차 산업혁명에 적응하기 위한 기업들의 디지털 전환 변화에 기여 할 에지 컴퓨팅의 기술동향과 시장 분석을 통하여 에지 컴퓨팅 기술의 연구개발 방향과 어떻게 산업 현장에 접목하여 기업의 경영 효율을 높일 것인가를 고찰해 보고자 한다.
2. 에지 컴퓨팅(Edge Computing) 기술동향
2.1. 에지 컴퓨팅 기반기술
에지 컴퓨팅은 독립적인 하드웨어로 구성되고, 구성 요소로 메인프로세서, 데이터 저장을 위한 메모리, 데이터 전송을 위한 네트워크, 전체를 관리하기 위한 플랫폼으로 구분됨. 제조 회사에 따라 IoT의 디바이스의 처리속도를 높이는 방향으로 접근하는 솔루션과 PC/태블릿을 축소하는 형태로 접근하여 개발되는 솔루션, GPU(Graphic Processing Unit) 반도체를 활용한 형태로 개발되는 솔루션으로 구분되고 있고 <표 1>은 에지 컴퓨팅 기반기술을 나타낸다.
<표 1> 에지 컴퓨팅 기반기술 분류[3]
에지 컴퓨팅은 차세대 이동통신과 빅데이터, 인공지능 시스템 구현의 핵심적인 기반 기술로 주목을 받고 있고 있고 <표 2>는 에지 컴퓨팅 제품 적용기술을 나타낸다.
？ 미래 지능형 산업, 초연결 시대에 필요한 시스템으로 실시간 관리, 스마트 팩토리/공장자동화, 자율주행 자동차, 리모트 시스템 관리 등 다양한 응용 산업에 적용
？ 기존 IoT(Internet of Things) 제품의 성능 및 용도를 다양화하는 핵심 기반이 됨
<표 2> 에지 컴퓨팅 스마트팩토리 센서 및 화상처리 기술[3]
2.2. 기술개발동향
에지 컴퓨팅 컨소시움(Edge Computing Consortium, ECC)은 신흥 산업의 관점에서 에지 컴퓨팅은 광범위한 어플리케이션 전망이 있고, 운영기술, 정보기술 및 통신기술을 포함한 여러 분야를 다룬다 또한 에지 컴퓨팅은 네트워크 연결, 데이터 집합, 칩 설계 및 제조, 감지 및 다양한 목적을 위한 어플리케이션과 같은 많은 산업 체인 역할을 포함한다. 심화된 산업 조정을 촉진하고, 혁신을 가속화하며, 첨단 컴퓨팅 어플리케이션을 향상시키기 위해 6개 산업체가 ECC 설립에 참여했다. ECC는 정부, 공급업체, 학계, 연구계 및 고객 부문의 업계 리소스간의 협력을 증진하는데 전념하고 에지 컴퓨팅 업체의 지속 가능한 개발을 추진하고 있다. 참여기업 : Huawei Technologies Co. Ltd, 중국 심양 자동화연구소(CAICT), Intel Corporation, ARM Holdings, iSoftStone 정보기술(Group) Co. Ltd.
에지 컴퓨팅 컨소시움(Edge Computing Consortium, ECC)은 다양한 산업 분야별 테스트베드<표 3>를 구축하여 운영하고 있다.
<표 3 > 에지 컴퓨팅 컨소시엄 테스트 베드 구축 예 [4])
최근 학계 연구개발 동향은 에지 컴퓨팅 응용 및 이론 분야에서 다양하게 진행 중이다.
？ “Smart farming IoT platform based on edge and cloud computing” 논문에서는 정밀 농업(Precision Agriculture : PA) 분야에서 적절한 식염수를 사용하여 전체 재순환 온실에서 무균 문화 요구에 대처할 수 있는 유연한 플랫폼을 제안했다. 이 B에 연결된 최종 농부를 위한 소프트웨어 관리를 통해 실제 수경 폐쇄 시스템을 제어 방법 연구[5].
？ “An edge-stream computing infrastructure for real-time analysis of wearable sensors data” 논문에서는 웨어러블 센서 데이터 스트림의 실시간 분석을 수행하기 위한 오픈 소스의 대규모 데이터 기술을 기반으로 한 기술 및 구조 솔루션을 제안했다. REALDISP 데이터 세트를 사용하여 간단한 이상 탐지 작업을 수행하기 위해 CPU 및 메모리 사용을 고려하여 각 계층의 성능 평가를 수행 연구[6].
？ “Edge computing framework for enabling situation awareness in IoT based smart city” 논문에서는 대기 시간을 최소화하기 위해 에지 컴퓨팅 방식을 사용, 데이터의 대부분이 사용자 엔드 포인트에서 생성되므로 에지에서 이 데이터를 처리하면 성능을 크게 향상시킬 수 있다. 이 실험은 에지 장치에서 원시 IoT 데이터를 처리하는 것이 대기 시간 면에서 효과적이며 스마트 시티의 의사 결정자에게 끊임없는 상황 인식을 제공 연구[7].
？ “Edge cognitive computing based smart healthcare system’ ECC (Edge-Cognitive Computing” 논문에서는 기반 스마트 건강 관리 시스템을 제안했으며, 실험에 따르면 ECC 기반 건강 관리 시스템은 갑작스러운 응급 상황에서 환자의 생존율을 크게 향상시킬 뿐만 아니라 컴퓨팅 리소스를 합리적으로 최적화하고 사용자 환경 개선 연구[8].
2.3. 표준화 동향
□ 국내표준 활동[9]
？ 표준번호 - TTAR-01.0013 : 네트워크 기능 가상화(NFV): 네트워크 기능 가상화(NFV) 환경에서 멀티액세스 에지 컴퓨팅(MEC) 지원 기술(기술보고서) - Network Function Virtualisation: Deployment of Multi-Access Edge Computing in Network Function Virtualisation Environments (Technical Report), 2018-11-13, 정보통신단체표준(TTAS) 9).
？ 표준번호 - TTAR-01.0005 : 스마트 노드 플랫폼: 참조 구조 (기술보고서) - Smart Node Platform: Reference Architecture (Technical Report), 정보통신단체표준(TTAS), 2013-11-26
□ 국제표준 활동
？ ITU-T Q.5001 (10/2018)[10] : 지능형 에지 컴퓨팅의 신호 요구 사항 및 아키텍처 - Signalling requirements and architecture of intelligent edge computing, 2018-10-14, ITU-T SG11.
※ 한국 주도로 개발한 지능형 에지 컴퓨팅 기술 관련 권고안이 국제 표준(Q.5001)으로 최종 채택되었다[11].
？ IEEE Standards Activities in Cloud/Edge/Fog Computing [12] : IEEE 1934-2018？, IEEE Standard for Adoption of OpenFog Reference Architecture for Fog Computing.
3. 에지 컴퓨팅(Edge Computing) 시장분석
3.1. 시장 규모 전망[3]
□ 전 세계 에지 컴퓨팅 시장은 2016년 10.9억 달러에서 수요 급증으로 연평균 35.3% 성장하여 2021년에는 약 49.4억 달에 이를 것으로 전망(MarketsandMarkets, 2017.10 추정)
[그림 1] 에지 컴퓨팅 기술 분야의 세계 시장규모 및 전망
□ 에지 컴퓨팅 솔루션과 연계되는 산업용 및 정부 IoT 디바이스의 개수는 2015년 5억 7천만 개에서 2020년 56억 3천 5백만 개로 10배 증가할 것으로 전망
[그림 2] 에지 컴퓨팅에서 IoT 소자 전망
□ 전 세계적으로 생성되는 데이터는 기하급수적으로 증가하고 있어, 2010년 수 ZB에서 2025년 160ZB로 100배 가까이 증가할 것으로 예상
□ 데이터의 생성 비율도 에지에서의 비율이 높아지는 것으로 전망되고 있음. 이에 따라 데이터센터의 처리 용량이 증가해야 하지만 말단에서 처리하여 데이터센터의 부하를 줄이고, 분석의 정확도를 높이는 방향으로 발전할 것으로 예상
[그림 3] 예상 생성 데이터 양
[그림 4] 데이터 생성 위치 전망
3.2. 주요업체별 동향
데이터센터 솔루션 전문기업 슈나이더일렉트릭은 최근 마이크로 데이터센터를 출시하며 클라우드를 위한 에지 컴퓨팅 환경 구현을 지원하고 있다.
HPE 마이크로 데이터센터는 클라우드 기반의 HPE 컨버지드 시스템(ConvergedSystems), 하이퍼컨버지드(HyperConverged)와 IoT HPE 엣지라인 시스템즈(IoT HPE Edgelin Systems) EL4000, EL1000, EL20, EL 10 Model 제공한다.
델 EMC의 ‘에지 게이트웨이’는 산업 현장의 다양한 기기에서 발생하는 데이터를 수집 및 전송하는 역할을 제공한다.
어드밴텍은 IoT용 엣지 인텔리전스 서버(Edge Intelligence Server, EIS) 시리즈를 출시, 본격적인 시장에 대응함. 어드밴텍의 EIS는 디바이스 관리, 중앙 집중식 보안 관리, 인터랙티브 멀티미디어 콘텐츠 에디터, SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition), HMI(Human-Machine Interface)를 위한 와이즈(WISE)-PaaS 소프트웨어가 내장된 형태로 즉시 실행 가능한 패키지로 구성하여 제공하고 있다.
제너럴 일렉트릭(GE)은 2014년 프리딕스(Predix)라는 제조용 IoT 플랫폼을 출시했는데 이 플랫폼을 통해 자사의 1조 개의 관리자산에 부착된 1천 만개가 넘는 센서에서 발생하는 대용량 데이터를 분산 저장하여, 수집, 분석, 모니터링, 현재 프리딕스는 특정 산업분야가 아닌 우주/항공, 의료, 제조, 광산, 발전, 풍력 등 전산업계에 적용되고. 있으며 제너럴 일렉트릭은 프리딕스를 클라우드 방식으로 외부에 공개하여 안드로이드나 iOS와 같이 산업용 IoT 업계의 표준 플랫폼으로 만들려는 계획을 실행에 옮기고 있다.
인텔(Intel)은 IoT와 관련하여 인텔이 제공하는 솔루션은 디바이스 및 클라우드 관리모듈인 Wind River Edge Management System, 단말기기 컴퓨팅과 클라우드 분석의 결합을 가능하게 하는 Intel Galileo 보드 / Intel Edison 모듈/ Intel IoT Gateway 개발 키트 시리즈 제공, 인텔 자사 제품군을 기반으로 하는 IoT 아키텍처에 타사 솔루션과의 연동을 지원하는 클라우드를 통한 데이터 분석 및 통찰력을 제공하는 것을 목표로 하며, 최근 에지 컴퓨팅 칩 개발, 드론쇼를 통해 최초 시연한 바 있다.
시스코(Cisco)은 제너럴 일렉트릭이 애플리케이션/서비스 계층에 해당하는 IoT 플랫폼, 인텔이 사물, 게이트웨이/네트워크인프라, 애플리케이션/서비스 전 계층을 아우르는 IoT 플랫폼을 제공한다면 시스코는 ‘게이트웨이/네트워크 인프라’ 계층에 해당하는 IoT 플랫폼을 제공한다.
？ 시스코가 제공하는 IoT 플랫폼은 방대한 양의 데이터를 먼 곳에 있는 대용량 데이터 서버에
저장하지 않고, 데이터 발생 지점 근처에서 처리하는 포그 컴퓨팅(Fog Computing) 기술을 기반으로 함
？ 포그 컴퓨팅 기술의 핵심은 시스코 네트워크 운영체제인 IOS에 리눅스를 통합한 IOx임. 시스코 IOx는 분산 컴퓨팅 기능을 제공하는 한편, 디바이스와 클라우드 간 중간 레이어를 형성함으로써 궁극적으로 포그라는 개념을 구현할 수 있게 하는 어플리케이션 구현 프레임을 제공
효성 인포메이션시스템도 IoT 시장을 겨냥한 영상솔루션 ‘HVA’를 출시함. 에지 컴퓨팅을 통해 전달 받은 영상 데이터를 활용한 분석 솔루션으로 조직 운영 및 비즈니스에 필요한 정보를 제공하는 역할, 인사이트 추출, 경보, 전송, 프라이버시 보호 기능을 제공함으로써 영상 분석의 잠재력을 최대한 끌어낼 수 있으며, 도시, 공항, 교통운송시스템, 대학, 제조공장 및 소매업체 등에서 HVA를 통해 보유한 영상 데이터를 더 잘 활용하게 됨으로써 조직을 운영 개선하고 인명과 재산을 보호할 수 있다.
？ 예를 들어 공항은 HVA를 통해 긴 대기행렬을 포착하여 보안 검색대 인력 배치를 최적화하고, 세관 통과 시 여권 확인 프로세스를 개선하여, 여행객에게 안전하고 즐거운 여행경험을 제공할 수 있음
SK텔레콤은 지난해 오픈스택 기반의 올플래시(all-flash) 스토리지와 서버 등의 하드웨어(HW)를 출시 향후 오픈스택 환경을 쿠버네티스에서 구동할 수 있도록 하는 ‘오픈스택-헴(Openstack-Helm)’에 전력하고 있다.
SK㈜ C&C는 ‘라우트 제조 비즈로드’를 출시하여 제조 분야의 ERP 3곳 ▲유통•교육 분야 그룹웨어 고객 4곳 ▲제조•IT 분야의 EDMS 고객 3곳 등 다양한 산업분야에 제공한다.
효성그룹의 IT 전문계열사인 효성ITX가 최근 중국의 글로벌 통신장비 기업인 화웨이(Huawei)와 판매 사업 협약을 맺고 국내 IT사업 확장. 효성ITX는 이번 협약으로 화웨이의 공식 판매파트너로서 서버, 스토리지, 네트워크 솔루션 등 IT 기술 분야에 걸쳐 최신 제품 판매 및 서비스 공급하고 있다.
또한, 구글은 구글 클립스 기기 출시, 네스트를 통해 스마트홈 기기 확장, 아마존은 막강한 클라우드 인프라, IoT로 확장. 에코시리즈로 급속 확대 중이며, 마이크로 소프트는 4년간 50억 달러 투자 계획 발표하는 등, 앤디비아는 ARM과 협업을 통해 AI, IoT, SoC 개발 발표, 삼성전자 스마트 싱스 플랫폼 가속화 하는 등 에지 컴퓨팅 시장 선점을 위해 다각도로 활동 중이다.
4. 결언
4차 산업 혁명의 시대에 요구되는 산업 전분야에서 자연스럽게 에지 컴퓨터 보급은 빠르게 확산 될 것으로 예측된다. 기술분석, 시장분석을 통하여 에지 컴퓨팅 연구개발 기술로 플랫폼 하드웨어 개발 기술, 플랫폼 소프트웨어 기술, 실시간 데이터 수집 및 저장 기술, 빅데이터 처리 및 분석 기술, 상황 및 흐름 분석을 통한 대응 기술, 멀티 포트 센서 인터페이스 기술이 바람직 할 것으로 보이며, 에지 컴퓨팅 적용 분야로는 스마트 시티, 스마트 그리드, 자율주행 자동차, 실시간 감시시스템, 스마트공장, 리모트 시스템 관리, 헬스케어, 지능형 농업 등으로 전망된다.
토머스 비트만[13] 가트너 리서치 부사장은 에지 컴퓨팅은 단말 시장이나 단말 스타일이 아닌, 컴퓨팅 모드를 말한다. 현재 에지 컴퓨팅은 각 업종별로 고도로 특화되고 맟춤화된 경향을 보이고 있다. 그러나 그는 에지 컴퓨팅 기술이 발전하려면 방대하고 표준화된 시장이 등장할 것으로 전망한다. 에지 컴퓨팅 시장 자체가 단말화되지는 않을 것이나, 별도의 하위 시장이나 표준이 개발될 것으로 보인다고 했다. 또한 그는 에지 컴퓨팅을 촉진하는 다섯 가지 필수 요소로 지연/결정론(determonism), 로컬 상호작용성(Interactivity), 데이터/대역폭, 개인정보보호/보안, 제한적인 자율권을 말하고 있다.
이러한 다섯 가지 필수 요소를 활용해 자사의 요구 사항을 평가하고 적절한 에지 컴퓨팅 기술 및 토폴로지가 무엇인지를 결정할 수 있다고 말한 부분은 산업현장, 연구현장에서 에지 컴퓨팅 도입을 검토하거나, 개발하고자 하는 의사 결정권자에게 시사하는 바가 크다 하겠다.
References
http://www.hellodd.com/?mt=view&pid=65662
에지 컴퓨팅(Edge computing)은 다양한 단말 기기에서 발생하는 데이터를 클라우드와 같은 중앙집중식 데이터센터로 보내지 않고 데이터가 발생한 현장 혹은 근거리에서 실시간으로 처리하는 방식으로 데이터 흐름 가속화를 지원하는 방식으로, 처리 가능한 대용량 데이터를 발생지(소스) 주변에서 효율적으로 처리함으로써 데이터 처리 시간이 큰 폭으로 단축되고 인터넷 대역폭 사용량이 감소하는 장점이 있다. 에지 컴퓨팅은 네트워크 연결과 대기 시간, 대역폭 제약, 단말 기기에 내장된 다양한 기능을 등을 고려하여 설계되기 때문에 분산 컴퓨팅 모델에 유리하다. 에지 컴퓨팅의 대표적인 사례는 자율 주행 자동차이다. 자율 주행 자동차는 차량에 부착된 각 센서들로 주변 지형이나 도로 상황, 차량 흐름 현황 등을 파악해 데이터를 수집하고, 주행 중 일어날 수 있는 다양한 상황에 신속하게 대처해야 한다. 즉, 방대한 데이터의 수집ㆍ처리와 실시간 대응을 위한 빠른 데이터 분석의 필요로 에지 컴퓨팅이 활용된다. 에지 컴퓨팅은 2017년과 2018년에 가트너(Gartner)의 10대 전략 기술 중 하나로 선정되었다[1].
트렌드 포스 (TrendForce)의 분석가 인 지미 리우 (Jimmy Liu)는 IoT와 AI의 애플리케이션이 점차 대중화되면서 클라우드 서비스의 생태계가 클라우드 에지의 통합이 시장의 약점으로 떠오르고 있다고 분석하며, 클라우드 서비스 제공 업체는 2018 년부터 2022 년까지 연평균 30% 이상의CAGR을 갖춘 에지 컴퓨팅 시장에 중점을 두기 시작했으며, 기존 가격 경쟁과 새로운 요구에 부응하여 클라우드 서비스 제공 업체들은 데이터 소스 근처 에지에서 수요와 새로운 비즈니스 기회를 발견하고 기존 서비스를 확장하고 IoT 플렛폼 및 에지 컴퓨팅으로 확장하기 시작했다[2]..
본 분석보고서에서는 4차 산업혁명에 적응하기 위한 기업들의 디지털 전환 변화에 기여 할 에지 컴퓨팅의 기술동향과 시장 분석을 통하여 에지 컴퓨팅 기술의 연구개발 방향과 어떻게 산업 현장에 접목하여 기업의 경영 효율을 높일 것인가를 고찰해 보고자 한다.
2. 에지 컴퓨팅(Edge Computing) 기술동향
2.1. 에지 컴퓨팅 기반기술
에지 컴퓨팅은 독립적인 하드웨어로 구성되고, 구성 요소로 메인프로세서, 데이터 저장을 위한 메모리, 데이터 전송을 위한 네트워크, 전체를 관리하기 위한 플랫폼으로 구분됨. 제조 회사에 따라 IoT의 디바이스의 처리속도를 높이는 방향으로 접근하는 솔루션과 PC/태블릿을 축소하는 형태로 접근하여 개발되는 솔루션, GPU(Graphic Processing Unit) 반도체를 활용한 형태로 개발되는 솔루션으로 구분되고 있고 <표 1>은 에지 컴퓨팅 기반기술을 나타낸다.
<표 1> 에지 컴퓨팅 기반기술 분류[3]
| 기반기술 | 세부기술 |
| 프로세서 |
|
| 메모리 |
|
| 플랫폼 |
|
| 네트워크 |
|
에지 컴퓨팅은 차세대 이동통신과 빅데이터, 인공지능 시스템 구현의 핵심적인 기반 기술로 주목을 받고 있고 있고 <표 2>는 에지 컴퓨팅 제품 적용기술을 나타낸다.
？ 미래 지능형 산업, 초연결 시대에 필요한 시스템으로 실시간 관리, 스마트 팩토리/공장자동화, 자율주행 자동차, 리모트 시스템 관리 등 다양한 응용 산업에 적용
？ 기존 IoT(Internet of Things) 제품의 성능 및 용도를 다양화하는 핵심 기반이 됨
<표 2> 에지 컴퓨팅 스마트팩토리 센서 및 화상처리 기술[3]
| 분류 | 세부기술 |
| 스마트팩토리 |
|
| 자율주행 자동차 |
|
| 실시간 관리 시스템 |
|
| 리모트 시스템 |
|
2.2. 기술개발동향
에지 컴퓨팅 컨소시움(Edge Computing Consortium, ECC)은 신흥 산업의 관점에서 에지 컴퓨팅은 광범위한 어플리케이션 전망이 있고, 운영기술, 정보기술 및 통신기술을 포함한 여러 분야를 다룬다 또한 에지 컴퓨팅은 네트워크 연결, 데이터 집합, 칩 설계 및 제조, 감지 및 다양한 목적을 위한 어플리케이션과 같은 많은 산업 체인 역할을 포함한다. 심화된 산업 조정을 촉진하고, 혁신을 가속화하며, 첨단 컴퓨팅 어플리케이션을 향상시키기 위해 6개 산업체가 ECC 설립에 참여했다. ECC는 정부, 공급업체, 학계, 연구계 및 고객 부문의 업계 리소스간의 협력을 증진하는데 전념하고 에지 컴퓨팅 업체의 지속 가능한 개발을 추진하고 있다. 참여기업 : Huawei Technologies Co. Ltd, 중국 심양 자동화연구소(CAICT), Intel Corporation, ARM Holdings, iSoftStone 정보기술(Group) Co. Ltd.
에지 컴퓨팅 컨소시움(Edge Computing Consortium, ECC)은 다양한 산업 분야별 테스트베드<표 3>를 구축하여 운영하고 있다.
<표 3 > 에지 컴퓨팅 컨소시엄 테스트 베드 구축 예 [4])
| 테스트 베드 명 | 참여기업 | 최종 목표 |
| 에지 인텔리전트 물 문제 테스트 베드 (EC-IoTTB2017-2010) | ？ 화웨이 기술 유한 회사 ？ Wapwag (상하이) Smart Water Public Co., Ltd |
？ 에지 처리 노드에 스트림 처리 엔진 및 심층 학습 모델을 배치 ？ 스마트 워터 시스템은 에지 인텔리전스를 지원 ？ 급수 응급 상황을 처리하고 장치의 예측 유지 보수를 수행하며 사용 비용을 절감 |
| 생산 설비 상호 연결 테스트 베드 (EC-IoTTB2017-2009) | ？ 화웨이 기술 유한 회사 ？ Talkweb 정보 시스템 유한 회사 |
？ 자동 생산, 중앙 집중식 제어 및 관리를 실현하기 위해 생산 라인의 모든 공정 및 장비를 다루는 생산 설비 상호 연결 플랫폼이 구축 ？ 생산, 프로세스, 품질, 소비 및 장비 관리를 비롯한 생산 프로세스 관리를 위한 워크샵의 요구 사항을 수용 |
| 스마트 보안 감독을위한 Edge Computing Lab 플랫폼 (EC-IoTTB2017-1007) | ？ 아이 소프트 스톤 정보 기술 (그룹) (주) ？ Intel Corporation ？ 화웨이 테크놀로지스 (Huawei Technologies Co., Ltd. |
？ ICT 기반의 보안 생산은 보안 생산, 긴급 관리 및 구조 감독에 대한 기본 보증 ？ 신속하고 정확하며 효율적인 서비스 실행을 조정 ？ 안전한 생산은 모든 수준의 보안 생산 정보를 상호 연결할 수 있는 토대 |
| 맞춤화를 위한 적응형 모듈식 제조 검증 플랫폼 (EC-IoTTB2017-1004) | ？ 심양 자동화 협회 (SIA) ？ 중국 과학 아카데미 ？ 중국 정보 통신 기술 아카데미 ？ 써니 지능형 기술 유한 회사 |
？ 지능형 관리 및 제어 시스템을 구성하여 장치 및 생산 프로세스에 대한 정보를 수집, 분석 및 계산 ？ 장치 작업의 기법과 일정을 최적화하고 컴퓨팅 효율을 크게 향상 ？ 안전한 생산은 모든 수준의 보안 생산 정보를 상호 연결할 수 있는 토대 |
| 스마트 협업 로봇 실험실 플랫폼 (EC-IoTTB2017-1011) | ？ 중국 과학원 자동화 심양 연구소 ？ Intel Corporation |
？ 인터넷 기술, 심층 학습 및 로봇 운영 체제 플랫폼을 기반으로 차세대 산업용 로봇을 구축 ？ 다양한 AI 알고리즘과 스마트 프로세싱 칩을 핵심으로 사용하여 로봇과 AI를 통합하는 것은 차세대 산업용 로봇의 인텔리전스, 협업 및 개방성 확보 |
| 석유 화학 / 유전 산업 (EC-IoTTB2017-1005) 산업용 IoT | ？ 심양 자동화 학원 ？ 중국 과학 아카데미 ？ 페트로 - 사이버 웍스 정 보 기술 유한 회사 |
？ 대량 IoT 데이터의 수집, 수신, 통합, 변환, 표준화 및 지능형 전송을 가능하게 하는 클라우드 기반 아키텍처로 미들웨어 개발에 중점 ？ 지능형 서비스로 새로운 상호 연결 생산 방법을 지원하기 위해 산업 IoT 플랫폼 시스템은 산업 측정 및 제어 시스템이 장치의 작동 상태를 정확하게 감지하고 제어 |
| 스마트 농업 테스트 베드 (EC-IoTTB2017-2008) | ？ 인텔 (중국) 유한 회사 ？ Yunjian (천진) IoT 기술 유한 회사 ？ 베이징 이순신 Hua Lian 기술 유한 회사 ？ 베이징 루 유안 용 르 유한 회사 |
？ 버섯 재배에서는 온도, 습도, 이산화탄소 수준 및 조명이 버섯의 생육에 매우 중요하며 정확한 제어 ？ 직접 경험에 대한 한계를 극복하고 지속적으로 성장 제어 매개 변수를 개선하며 생산 품질을 개선하기 위해 Big Data 기술을 효과적으로 활용 |
| 엘리베이터 IoT 테스트 베드 (EC-IoTTB2017-2004) | ？ 화웨이 기술 유한 회사 ？ 쉰들러 관리 아시아 태평양 (상하이) 유한 회사 |
？ Huawei와 Schindler는 공동으로 Edge 컴퓨팅을 기반으로 엘리베이터 IoT 예측 유지 보수 테스트 베드를 구축 ？ 엘리베이터 제조업체가 장치 제조업체에서 서비스 공급자로 전환하고 새로운 이익 성장 포인트를 창출 |
| AMI 테스트 베드 (EC-IoTTB2017-2001) | ？ 화웨이 기술 유한 회사 ？ Longshine 기술 유한 회 ？ 심천 Clou 전자 유한 공사 |
？ 기존의 협 대역 PLC와 달리 광대역 PLC는 미터 판독 정밀도 및 실시간 성능을 제공 ？ 미터 판독 시나리오 및 전통적인 유선 또는 무선 기술에서 PLC-IoT의 적용에 중점 |
| TSN 테스트 베드 (EC-IoTTB2017-2002) | ？ 화웨이 기술 유한 회사 | ？ 지능형 제조 시나리오에서 실시간 산업 네트워크의 핵심 기능을 검증 |
| 지능형 차량 관리 시스템 테스트 베드 (EC-IoTTB2017-1001) | ？ 화웨이 기술 유한 회사 ？ CNPC 북경 Richfit 정보 기술 유한 회사 |
？ Huawei와 Richfit은 에지 컴퓨팅을 활용하여 지능형 차량 관리 솔루션을 개발 ？ 차량 사용자가 차량 위치를 효과적으로 모니터링하고 차량의 역동적 인 조건에 대한 즉각적인 업데이트를 받을 수 있도록 지원 |
| 스마트 보호구역 테스트 베드 (EC-IoTTB2017-2007) | ？ 무한 Zillion IoT 기술 유한 회사 | ？ 실시간 온 사이트 모니터링, 신뢰할 수 있는 데이터 전송 및 데이터 모델 구축 ？ 낮은 투자 비용, 광범위한 모니터링 영역, 포괄적 인 모니터링 데이터, 안정적이고 유연한 운영 및 높은 시스템 확장 성을 특징 |
| 스마트 빌딩 테스트 베드 (EC-IoTTB2017-1010) | ？ 화웨이 기술 유한 회사 ？ 하니웰 ？ 심천 Ginlink 지능형 기 술 유한 회사 |
？ 업계의 조명 모니터링 및 유지 보수를 위한 산업 전시회의 견본을 구축 ？ 인큐베이션을 구현하여 후속 대규모 복제의 기반을 마련 |
| 조명 IoT 테스트 베드 (EC-IoTTB2017-1006) |
？ 화웨이 기술 유한 회사 ？ 아이 소프트 스톤 정보 기술 (그룹) 유한 회사 ？ 상하이 Sansi 기술 유한 회사 ？ 무한 Fenjin 지능형 기계 유한 회사 |
？ 업계의 조명 모니터링 및 유지 보수를 위한 산업 전시회의 견본을 구축 ？ 인큐베이션을 구현하여 후속 대규모 복제의 기반을 마련 |
| 스마트 물류 및 운송 관리 엣지 컴퓨팅 랩 플랫폼 (EC-IoTTB2017-2006) | ？아이 소프트 스톤 정보 기술 (그룹) 유한 회사 ？인텔 |
？ iSoftStone은 Intel 및 Huawei와 파트너 관계를 맺어 에지 컴퓨팅을 사용하는 스마트 물류 및 운송 관리 솔루션을 개발 ？ 전용 차량 탑재 스마트 IoT 터미널을 사용하여 차량, 엔진, 연료 탱크, 콜드 체인 장치 및 센소의 상태 매개 변수, 서비스 데이터 및 비디오 데이터를 종합적으로 수집 |
| 산업용 로봇 엣지 컴퓨팅 컨트롤러 테스트 베드 (EC-IoTTB2017-2003) | ？ SIASUN 로봇 & 자동화 (주) | ？ 로봇 컨트롤러를 에지 컴퓨팅 컨트롤러와 모션 컨트롤러로 나누어 애플리케이션을 모션 제어 기능과 분리하는 것 ？ 에지 컴퓨팅 컨트롤러에 대한 표준 상호 작용 인터페이스를 제공 |
최근 학계 연구개발 동향은 에지 컴퓨팅 응용 및 이론 분야에서 다양하게 진행 중이다.
？ “Smart farming IoT platform based on edge and cloud computing” 논문에서는 정밀 농업(Precision Agriculture : PA) 분야에서 적절한 식염수를 사용하여 전체 재순환 온실에서 무균 문화 요구에 대처할 수 있는 유연한 플랫폼을 제안했다. 이 B에 연결된 최종 농부를 위한 소프트웨어 관리를 통해 실제 수경 폐쇄 시스템을 제어 방법 연구[5].
？ “An edge-stream computing infrastructure for real-time analysis of wearable sensors data” 논문에서는 웨어러블 센서 데이터 스트림의 실시간 분석을 수행하기 위한 오픈 소스의 대규모 데이터 기술을 기반으로 한 기술 및 구조 솔루션을 제안했다. REALDISP 데이터 세트를 사용하여 간단한 이상 탐지 작업을 수행하기 위해 CPU 및 메모리 사용을 고려하여 각 계층의 성능 평가를 수행 연구[6].
？ “Edge computing framework for enabling situation awareness in IoT based smart city” 논문에서는 대기 시간을 최소화하기 위해 에지 컴퓨팅 방식을 사용, 데이터의 대부분이 사용자 엔드 포인트에서 생성되므로 에지에서 이 데이터를 처리하면 성능을 크게 향상시킬 수 있다. 이 실험은 에지 장치에서 원시 IoT 데이터를 처리하는 것이 대기 시간 면에서 효과적이며 스마트 시티의 의사 결정자에게 끊임없는 상황 인식을 제공 연구[7].
？ “Edge cognitive computing based smart healthcare system’ ECC (Edge-Cognitive Computing” 논문에서는 기반 스마트 건강 관리 시스템을 제안했으며, 실험에 따르면 ECC 기반 건강 관리 시스템은 갑작스러운 응급 상황에서 환자의 생존율을 크게 향상시킬 뿐만 아니라 컴퓨팅 리소스를 합리적으로 최적화하고 사용자 환경 개선 연구[8].
2.3. 표준화 동향
□ 국내표준 활동[9]
？ 표준번호 - TTAR-01.0013 : 네트워크 기능 가상화(NFV): 네트워크 기능 가상화(NFV) 환경에서 멀티액세스 에지 컴퓨팅(MEC) 지원 기술(기술보고서) - Network Function Virtualisation: Deployment of Multi-Access Edge Computing in Network Function Virtualisation Environments (Technical Report), 2018-11-13, 정보통신단체표준(TTAS) 9).
？ 표준번호 - TTAR-01.0005 : 스마트 노드 플랫폼: 참조 구조 (기술보고서) - Smart Node Platform: Reference Architecture (Technical Report), 정보통신단체표준(TTAS), 2013-11-26
□ 국제표준 활동
？ ITU-T Q.5001 (10/2018)[10] : 지능형 에지 컴퓨팅의 신호 요구 사항 및 아키텍처 - Signalling requirements and architecture of intelligent edge computing, 2018-10-14, ITU-T SG11.
※ 한국 주도로 개발한 지능형 에지 컴퓨팅 기술 관련 권고안이 국제 표준(Q.5001)으로 최종 채택되었다[11].
？ IEEE Standards Activities in Cloud/Edge/Fog Computing [12] : IEEE 1934-2018？, IEEE Standard for Adoption of OpenFog Reference Architecture for Fog Computing.
3. 에지 컴퓨팅(Edge Computing) 시장분석
3.1. 시장 규모 전망[3]
□ 전 세계 에지 컴퓨팅 시장은 2016년 10.9억 달러에서 수요 급증으로 연평균 35.3% 성장하여 2021년에는 약 49.4억 달에 이를 것으로 전망(MarketsandMarkets, 2017.10 추정)
[그림 1] 에지 컴퓨팅 기술 분야의 세계 시장규모 및 전망
□ 에지 컴퓨팅 솔루션과 연계되는 산업용 및 정부 IoT 디바이스의 개수는 2015년 5억 7천만 개에서 2020년 56억 3천 5백만 개로 10배 증가할 것으로 전망
[그림 2] 에지 컴퓨팅에서 IoT 소자 전망
□ 전 세계적으로 생성되는 데이터는 기하급수적으로 증가하고 있어, 2010년 수 ZB에서 2025년 160ZB로 100배 가까이 증가할 것으로 예상
□ 데이터의 생성 비율도 에지에서의 비율이 높아지는 것으로 전망되고 있음. 이에 따라 데이터센터의 처리 용량이 증가해야 하지만 말단에서 처리하여 데이터센터의 부하를 줄이고, 분석의 정확도를 높이는 방향으로 발전할 것으로 예상
[그림 3] 예상 생성 데이터 양
[그림 4] 데이터 생성 위치 전망
3.2. 주요업체별 동향
데이터센터 솔루션 전문기업 슈나이더일렉트릭은 최근 마이크로 데이터센터를 출시하며 클라우드를 위한 에지 컴퓨팅 환경 구현을 지원하고 있다.
HPE 마이크로 데이터센터는 클라우드 기반의 HPE 컨버지드 시스템(ConvergedSystems), 하이퍼컨버지드(HyperConverged)와 IoT HPE 엣지라인 시스템즈(IoT HPE Edgelin Systems) EL4000, EL1000, EL20, EL 10 Model 제공한다.
델 EMC의 ‘에지 게이트웨이’는 산업 현장의 다양한 기기에서 발생하는 데이터를 수집 및 전송하는 역할을 제공한다.
어드밴텍은 IoT용 엣지 인텔리전스 서버(Edge Intelligence Server, EIS) 시리즈를 출시, 본격적인 시장에 대응함. 어드밴텍의 EIS는 디바이스 관리, 중앙 집중식 보안 관리, 인터랙티브 멀티미디어 콘텐츠 에디터, SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition), HMI(Human-Machine Interface)를 위한 와이즈(WISE)-PaaS 소프트웨어가 내장된 형태로 즉시 실행 가능한 패키지로 구성하여 제공하고 있다.
제너럴 일렉트릭(GE)은 2014년 프리딕스(Predix)라는 제조용 IoT 플랫폼을 출시했는데 이 플랫폼을 통해 자사의 1조 개의 관리자산에 부착된 1천 만개가 넘는 센서에서 발생하는 대용량 데이터를 분산 저장하여, 수집, 분석, 모니터링, 현재 프리딕스는 특정 산업분야가 아닌 우주/항공, 의료, 제조, 광산, 발전, 풍력 등 전산업계에 적용되고. 있으며 제너럴 일렉트릭은 프리딕스를 클라우드 방식으로 외부에 공개하여 안드로이드나 iOS와 같이 산업용 IoT 업계의 표준 플랫폼으로 만들려는 계획을 실행에 옮기고 있다.
인텔(Intel)은 IoT와 관련하여 인텔이 제공하는 솔루션은 디바이스 및 클라우드 관리모듈인 Wind River Edge Management System, 단말기기 컴퓨팅과 클라우드 분석의 결합을 가능하게 하는 Intel Galileo 보드 / Intel Edison 모듈/ Intel IoT Gateway 개발 키트 시리즈 제공, 인텔 자사 제품군을 기반으로 하는 IoT 아키텍처에 타사 솔루션과의 연동을 지원하는 클라우드를 통한 데이터 분석 및 통찰력을 제공하는 것을 목표로 하며, 최근 에지 컴퓨팅 칩 개발, 드론쇼를 통해 최초 시연한 바 있다.
시스코(Cisco)은 제너럴 일렉트릭이 애플리케이션/서비스 계층에 해당하는 IoT 플랫폼, 인텔이 사물, 게이트웨이/네트워크인프라, 애플리케이션/서비스 전 계층을 아우르는 IoT 플랫폼을 제공한다면 시스코는 ‘게이트웨이/네트워크 인프라’ 계층에 해당하는 IoT 플랫폼을 제공한다.
？ 시스코가 제공하는 IoT 플랫폼은 방대한 양의 데이터를 먼 곳에 있는 대용량 데이터 서버에
저장하지 않고, 데이터 발생 지점 근처에서 처리하는 포그 컴퓨팅(Fog Computing) 기술을 기반으로 함
？ 포그 컴퓨팅 기술의 핵심은 시스코 네트워크 운영체제인 IOS에 리눅스를 통합한 IOx임. 시스코 IOx는 분산 컴퓨팅 기능을 제공하는 한편, 디바이스와 클라우드 간 중간 레이어를 형성함으로써 궁극적으로 포그라는 개념을 구현할 수 있게 하는 어플리케이션 구현 프레임을 제공
효성 인포메이션시스템도 IoT 시장을 겨냥한 영상솔루션 ‘HVA’를 출시함. 에지 컴퓨팅을 통해 전달 받은 영상 데이터를 활용한 분석 솔루션으로 조직 운영 및 비즈니스에 필요한 정보를 제공하는 역할, 인사이트 추출, 경보, 전송, 프라이버시 보호 기능을 제공함으로써 영상 분석의 잠재력을 최대한 끌어낼 수 있으며, 도시, 공항, 교통운송시스템, 대학, 제조공장 및 소매업체 등에서 HVA를 통해 보유한 영상 데이터를 더 잘 활용하게 됨으로써 조직을 운영 개선하고 인명과 재산을 보호할 수 있다.
？ 예를 들어 공항은 HVA를 통해 긴 대기행렬을 포착하여 보안 검색대 인력 배치를 최적화하고, 세관 통과 시 여권 확인 프로세스를 개선하여, 여행객에게 안전하고 즐거운 여행경험을 제공할 수 있음
SK텔레콤은 지난해 오픈스택 기반의 올플래시(all-flash) 스토리지와 서버 등의 하드웨어(HW)를 출시 향후 오픈스택 환경을 쿠버네티스에서 구동할 수 있도록 하는 ‘오픈스택-헴(Openstack-Helm)’에 전력하고 있다.
SK㈜ C&C는 ‘라우트 제조 비즈로드’를 출시하여 제조 분야의 ERP 3곳 ▲유통•교육 분야 그룹웨어 고객 4곳 ▲제조•IT 분야의 EDMS 고객 3곳 등 다양한 산업분야에 제공한다.
효성그룹의 IT 전문계열사인 효성ITX가 최근 중국의 글로벌 통신장비 기업인 화웨이(Huawei)와 판매 사업 협약을 맺고 국내 IT사업 확장. 효성ITX는 이번 협약으로 화웨이의 공식 판매파트너로서 서버, 스토리지, 네트워크 솔루션 등 IT 기술 분야에 걸쳐 최신 제품 판매 및 서비스 공급하고 있다.
또한, 구글은 구글 클립스 기기 출시, 네스트를 통해 스마트홈 기기 확장, 아마존은 막강한 클라우드 인프라, IoT로 확장. 에코시리즈로 급속 확대 중이며, 마이크로 소프트는 4년간 50억 달러 투자 계획 발표하는 등, 앤디비아는 ARM과 협업을 통해 AI, IoT, SoC 개발 발표, 삼성전자 스마트 싱스 플랫폼 가속화 하는 등 에지 컴퓨팅 시장 선점을 위해 다각도로 활동 중이다.
4. 결언
4차 산업 혁명의 시대에 요구되는 산업 전분야에서 자연스럽게 에지 컴퓨터 보급은 빠르게 확산 될 것으로 예측된다. 기술분석, 시장분석을 통하여 에지 컴퓨팅 연구개발 기술로 플랫폼 하드웨어 개발 기술, 플랫폼 소프트웨어 기술, 실시간 데이터 수집 및 저장 기술, 빅데이터 처리 및 분석 기술, 상황 및 흐름 분석을 통한 대응 기술, 멀티 포트 센서 인터페이스 기술이 바람직 할 것으로 보이며, 에지 컴퓨팅 적용 분야로는 스마트 시티, 스마트 그리드, 자율주행 자동차, 실시간 감시시스템, 스마트공장, 리모트 시스템 관리, 헬스케어, 지능형 농업 등으로 전망된다.
토머스 비트만[13] 가트너 리서치 부사장은 에지 컴퓨팅은 단말 시장이나 단말 스타일이 아닌, 컴퓨팅 모드를 말한다. 현재 에지 컴퓨팅은 각 업종별로 고도로 특화되고 맟춤화된 경향을 보이고 있다. 그러나 그는 에지 컴퓨팅 기술이 발전하려면 방대하고 표준화된 시장이 등장할 것으로 전망한다. 에지 컴퓨팅 시장 자체가 단말화되지는 않을 것이나, 별도의 하위 시장이나 표준이 개발될 것으로 보인다고 했다. 또한 그는 에지 컴퓨팅을 촉진하는 다섯 가지 필수 요소로 지연/결정론(determonism), 로컬 상호작용성(Interactivity), 데이터/대역폭, 개인정보보호/보안, 제한적인 자율권을 말하고 있다.
이러한 다섯 가지 필수 요소를 활용해 자사의 요구 사항을 평가하고 적절한 에지 컴퓨팅 기술 및 토폴로지가 무엇인지를 결정할 수 있다고 말한 부분은 산업현장, 연구현장에서 에지 컴퓨팅 도입을 검토하거나, 개발하고자 하는 의사 결정권자에게 시사하는 바가 크다 하겠다.
References
- TTA, 에지 컴퓨팅, http://terms.tta.or.kr/dictionary/dictionaryView.do?word_seq=165974-5.
- Trendforce , https://press.trendforce.com/press/20180723-3132.html
- 중소기업청, 중소기업 기술로드맵 2018~2020 -컴퓨팅인프라-, 181-213, 2017.
- Edge Computing Consortium., http://en.ecconsortium.org/
- Miguel A.Zamora-Izquierdo,JoséSanta,Juan A.Martínez.VicenteMartínez, Antonio F.Skarmeta, Smart farming IoT platform based on edge and cloud computing, Biosystems Engineering Available online 10 November 2018
- Luca G, Pierluigi R, Fatos X, An edge-stream computing infrastructure for real- time analysis of wearable sensors data, Future Generation Computer Systems, Volume 93, April 2019, Pages 515-528
- SK Alamgir Hossain, Md. Anisur Rahman, M. Anwar Hossain, Edge computing framework for enabling situation awareness in IoT based smart city, Journal of Parallel and Distributed Computing, Volume 122, December 2018, Pages 226-237
- Min C, Wei L, Yixue H, Yongfeng Q, Iztok H, Edge cognitive computing based smart healthcare system, Future Generation Computer Systems, Volume 86, September 2018, Pages 403-411
- TTA, http://www.tta.or.kr/data/ttas_view.jsp?rn=1&pk_num=TTAR-01.0013
- ITU-T SG11, https://www.itu.int/ITU-T/recommendations/rec.aspx?rec=13701&lang=en
- 헬로DD, ETRI 등 韓 주도 지능형 에지 컴퓨팅, 국제표준으로, 2018.07.30,
http://www.hellodd.com/?mt=view&pid=65662
- IEEE Standards Activities in Cloud/Edge/Fog Computing, https://standards.ieee.org/content/dam/ieee-standards/standards/web/documents/other/cloudcomputing.pdf
- 토머스 비트만, 엣지 컴퓨팅 성장에 필요한 다섯 가지 필수 요소, [418호] 컴퓨터월드, 2018.07.31, http://www.comworld.co.kr/news/articleView.html?idxno=49478