엣지 컴퓨팅은 특히 IoT의 확산과 함께 많은 긍정적인 관심을 받고 있습니다. 흔히 엣지 컴퓨팅은 클라우드와 반대되는 개념으로 여겨지지만, 그렇지 않습니다. 이 블로그에서는 엣지 컴퓨팅, 클라우드, 기존 온프레미스 기술의 차이점, 엣지 컴퓨팅이 주목받는 이유, 그리고 어떤 이점이 있는지 알아보세요.
엣지 컴퓨팅 개요 및 주목받는 이유
어떤 엣지 컴퓨팅이 주목받고 있을까요? 한 번 살펴보겠습니다.
엣지 컴퓨팅의 정의 및 개념
엣지 컴퓨팅은 컴퓨터 네트워크의 엣지 에서 처리를 수행하는 분산형 개방형 IT 아키텍처입니다.
엣지 컴퓨팅에서 “엣지”는 컴퓨터 네트워크의 엣지 또는 엣지 을 의미합니다. 네트워크의 중심이 데이터 센터 또는 클라우드인 경우 스마트폰, 태블릿과 같은 IoT 디바이스는 엣지 에서 작동하며 인터넷에 연결됩니다. 이러한 에지 근처에서 데이터를 처리하면 네트워크 경로와 데이터 센터에 집중되는 부하를 분산할 수 있습니다. 따라서 데이터를 처리할 때 지연 시간이 줄어들고 효율성이 높아집니다.
엣지 컴퓨팅은 분산 처리 기능이 특징이라고 합니다. 엣지 컴퓨팅은 데이터를 멀리 떨어진 데이터 센터로 보내는 대신 기기 자체 또는 기기와 가까운 곳에 위치한 컴퓨터나 서버에서 데이터를 처리합니다. 가까운 곳에서 데이터를 처리하여 부하를 분산하고 통신 지연을 최소화하는 것이 목적입니다.
엣지 컴퓨팅이 중요한 이유
‘데이터를 가까이 두는 것’이 점점 더 중요해지고 있지만 그 이유는 무엇일까요?
데이터 통신량이 증가함에 따라 실시간 데이터의 중요성이 점점 더 커지고 있습니다.
IoT 시대가 도래하면서 다양한 디바이스에서 처리하는 데이터의 양이 폭발적으로 증가하고 있습니다. 이에 따라 요구되는 처리 속도와 응답 속도도 높아지고 있습니다. 방대한 양의 데이터를 처리하기 위해서는 대규모 데이터 센터가 필요하지만, 각 위치에 데이터 센터를 두는 것보다 한 곳에서 중앙 집중식으로 처리하는 것이 더 효율적입니다. 이것이 클라우드 컴퓨팅이 대중화된 이유 중 하나입니다.
그러나 인터넷을 통해 클라우드로 데이터를 전송하고 처리한 후 반환할 때 약간의 시간 지연이 발생하는 것은 불가피합니다.
로봇과 산업 장비의 센서 기술은 나날이 발전하고 있으며, 이제 어느 순간에도 상황을 정확하게 파악할 수 있게 되었습니다. 하지만 데이터 처리와 반응 사이에 시간 지연이 발생하면 정교한 센싱 기술이 무의미해집니다.
정밀하고 복잡한 동작을 수행하는 디바이스에는 고정밀 IoT가 필요합니다. 이에 대응하기 위해서는 최대한 실시간에 가깝게 정보와 데이터를 주고받아야 합니다. 엣지 이를 가능하게 하는 컴퓨팅은 IoT가 다음 단계로 나아가기 위해 필요한 기술로 주목받고 있습니다.
MEC와의 차이점
최근에는 MEC(멀티 액세스 엣지 컴퓨팅)가 엣지 컴퓨팅의 새로운 형태로 부상하고 있습니다.
MEC는 모바일 통신을 위한 엣지 컴퓨팅이 진화한 것으로, 5G 활용을 위한 훌륭한 도구로 주목받고 있습니다.
5G는 대용량, 고속, 저지연, 다중 연결에 대한 요구 사항을 충족하는 통신 표준입니다. 이를 엣지 컴퓨팅과 결합하면 네트워크 부하를 분산하고 줄일 수 있으며 5G의 성능을 더욱 활용할 수 있습니다.
데이터 처리 방법을 통해 본 엣지 의 역할. 클라우드 및 온프레미스와의 차이점
그렇다면 엣지 컴퓨팅에서 “엣지”는 정확히 무엇인가요? 앞서 언급했듯이 엣지 컴퓨팅의 목적은 데이터 처리 응답 지연을 없애고 실시간 성능을 개선하는 것입니다. 따라서 중요한 정보는 클라우드가 아닌 온사이트인 “엣지”에서 배포 및 처리됩니다.
이러한 이유로 엣지 컴퓨팅은 중앙 집중식 처리 유형인 클라우드 컴퓨팅과 반대되는 성격을 가진다고 생각하기도 합니다. 그러나 진정한 의미에서 클라우드는 온프레미스와 대조됩니다.
그렇다면 엣지 컴퓨팅은 기존 온프레미스와 어떻게 다를까요?
엣지 컴퓨팅은 모든 데이터를 온프레미스에서 처리하지 않습니다. 엣지 에서 수행할 수 있는 작업과 클라우드로 전송해야 하는 작업을 분리하여 각각의 이점을 극대화할 수 있습니다.
대량의 데이터를 정확하게 처리해야 하는 경우나 실시간 처리가 필요한 정보는 엣지 또는 온프레미스에서 처리합니다. 대규모 협업과 취합이 필요하고 처리 속도의 영향을 덜 받는 정보는 클라우드를 이용하면 원활하게 관리할 수 있습니다. 그렇기 때문에 엣지 컴퓨팅의 원래 형태는 “정보를 처리할 곳의 역할을 정확하게 나누는 것”이라고 할 수 있습니다.
엣지 컴퓨팅의 5가지 이점
엣지 컴퓨팅의 구체적인 이점은 무엇인가요? 다음 5가지 혜택은 엣지 컴퓨팅을 활용하면 얻을 수 있는 이점을 간략하게 설명합니다.
- 짧은 지연 시간: 실시간 데이터 처리
클라우드에 액세스할 때 일반적으로 데이터가 전송되는 시간과 데이터가 처리 및 수신되는 시간 사이에 시간 지연이 발생합니다. 이 시간 지연 또는 통신 지연 시간을 지연 시간이라고 합니다. 엣지 컴퓨팅과 분산 처리를 사용하면 지연 시간이 줄어듭니다. 이를 통해 데이터 교환 지연이 줄어들고 실시간 데이터 처리가 가능해집니다.
- 트래픽 최적화 및 안정화
IoT의 발전과 확산은 앞으로 데이터 통신량을 더욱 증가시킬 것입니다. 이 모든 데이터가 클라우드에 모이게 되면 통신 경로와 데이터 센터에 ‘데이터 혼잡’이 발생할 것이라는 예측이 있습니다. 데이터 정체는 데이터 송수신 지연을 일으킬 뿐만 아니라 클라우드 서비스에 장애를 일으킬 위험도 있습니다.
조직은 엣지 컴퓨팅을 사용하여 모든 데이터를 클라우드로 보내지 않고 엣지 에서 중요한 데이터를 처리함으로써 통신량을 줄일 수 있습니다. 또한 네트워크 대역폭에 대한 부담을 줄일 수 있습니다.
데이터 트래픽을 최적화하고 안정화하는 것은 엣지 컴퓨팅의 중요한 이점 중 하나입니다.
- 통신 비용 절감
많은 양의 데이터를 클라우드로 전송할 경우 통신량이 증가하기 때문에 데이터 전송 비용도 증가합니다.
엣지 컴퓨팅을 함께 사용하면 클라우드로 전송되는 데이터의 양과 통신량이 줄어들어 통신 비용이 절감됩니다.
- 정보 보안 강화
클라우드에 기업 및 개인 정보를 저장하면 유출이나 외부 공격과 같은 잠재적인 보안 위험이 있습니다.
엣지 컴퓨팅을 사용하면 엣지 에서 데이터를 처리할 때 클라우드와 데이터를 주고받을 필요가 없으므로 데이터 유출의 위험을 줄일 수 있습니다.
- 비즈니스 연속성 계획
엣지 컴퓨팅은 BCP(비즈니스 연속성 계획)가 될 수도 있습니다. 클라우드에서 모든 데이터를 처리하고 있는데 클라우드 서비스가 중단되면 어떻게 될까요? 해당 데이터에 의존하는 비즈니스가 중단될 수 있습니다.
조직은 엣지 컴퓨팅을 통해 중요한 데이터를 엣지 에서 처리하므로 클라우드 서비스가 중단되더라도 업무는 계속됩니다.
엣지 컴퓨팅은 비상 상황 발생 시 복구 및 업무 지속을 위한 비즈니스 연속성 계획의 우선순위이자 일부가 되어야 합니다.
엣지 컴퓨팅을 활용하면 많은 이점이 있습니다. 핵심은 가장 큰 이점을 얻을 수 있는 위치와 방법을 파악하는 것입니다.
엣지 컴퓨팅 최신 이슈
엣지 컴퓨팅을 사용하면 다양한 이점을 얻을 수 있지만, 극복해야 할 몇 가지 장애물이 있습니다. 엣지 컴퓨팅의 효과를 극대화하려면 다음과 같은 문제를 해결해야 합니다.
처리량과 용량 간의 균형
엣지 컴퓨팅을 통해 전체 처리 속도를 높일 수 있지만, 디바이스의 처리 능력이 이를 지원하지 않는 경우 조직은 대책을 마련해야 합니다.
엣지 단말기의 처리 용량을 늘리면 전력 소비가 증가하여 더 큰 단말기와 발열 대책이 필요합니다. 이로 인해 도입부터 운영까지 비용이 증가하며, 나중에 처리량이 증가하면 장비를 교체해야 할 수도 있습니다.
엣지 에서 처리하는 양과 단말기의 처리 능력 간에 균형을 찾지 못하면 비효율적일 수 있습니다.
다각적인 보안 강화
클라우드로의 통신량을 줄이면 보안 위험은 감소하지만, 배포 유형으로 인해 보안을 유지해야 하는 장소가 늘어나는 것은 조직이 직면하는 한 가지 과제입니다.
엣지 컴퓨팅을 도입하여 여러 사이트에 네트워크로 연결할 경우 다각적인 보안 강화가 필요합니다.
데이터 전송/수신 경로로 인한 지연 시간
엣지 컴퓨팅으로 실시간 성능을 향상시키려면 조직에서 데이터를 엣지 또는 클라우드 중 어느 곳에 배포할지 결정하는 메커니즘을 마련해야 합니다.
이 정렬 결정과 관련된 설정이 올바르게 최적화되지 않은 경우 엣지 에서 처리한 후 클라우드를 통해 장치에 명령을 내리는 등의 우회 경로가 발생할 수 있습니다.
데이터 통신 경로, 처리 위치, 명령 전송 방법의 설계는 매우 중요합니다.
엣지 컴퓨팅과 관련된 초기 비용
엣지 컴퓨팅을 효율적으로 운영하려면 조직은 단말기와 서버를 설치하고 이러한 단말기를 관리할 시스템과 인력을 확보해야 하는데, 이는 많은 비용이 소요될 수 있습니다.
이러한 항목을 준비하는 데 드는 초기 비용은 실제로 상당히 높을 수 있습니다. 엣지 컴퓨팅의 이점과 투자 비용을 비교하여 회사에 대한 가치를 판단하는 것이 중요합니다.
엣지 컴퓨팅 사용 사례
엣지 컴퓨팅은 다음 분야와 장소에서 사용됩니다.
공장에서 작동 중인 장비의 이상 감지
숙련된 경영진은 과거 데이터를 기반으로 공장에서 사용되는 장비와 장치의 유지보수 및 향후 예측에 대해 직관적인 결정을 내립니다.
많은 생산 분야에서 예방적 또는 예측적 유지보수가 점점 더 대중화되고 있지만, 때때로 낭비를 초래할 수 있습니다. 예를 들어, 부품을 아직 사용할 수 있는데도 선제적으로 교체하는 경우가 있습니다. 아직 멀쩡하다고 생각했던 부품이 고장이 나서 더 이상 사용할 수 없는 경우도 있습니다.
엣지 컴퓨팅은 이러한 예측의 편차를 최소화하고 유지 관리의 정확성을 높이는 데 중요한 역할을 합니다.
장비에 부착된 센서는 고장 징후를 감지하여 유지보수 담당자에게 알립니다. 장치에서 방출되는 특정 소리, 진동의 크기 등을 판단하는 메커니즘이 사용됩니다.
엣지 컴퓨팅 플랫폼이 센서에서 소리와 진동 데이터를 수집하면 데이터가 클라우드로 전송되고 빅데이터 분석이 이상 징후를 감지합니다. 패턴화되면 이상 징후를 보여주는 데이터가 엣지 으로 피드백되어 현장에 있는 사람들에게 알립니다.
이미지 분석을 통한 품질 검사
제조, 특히 정밀 장비를 활용하는 공정에서는 납땜 공정이 제대로 수행되고 있는지 여부를 판단하는 이미지 처리 시스템을 사용하는 메커니즘이 있습니다.
수작업으로 작업할 때 완성품은 작업자마다 조금씩 다르지만 표준 값에 맞아야 하는 경우가 많습니다. 카메라 이미지를 분석하여 제품을 판단합니다. 표준 범위를 벗어나면 관리자에게 알림이 전송됩니다.
엣지 컴퓨팅은 판단과 알림을 모두 수행하는 메커니즘으로 활용됩니다.
AGV(무인 운반차)를 통한 부품 자동 공급 시스템
무인 운반차(AGV)는 특정 시간에 제조 공장에서 필요한 부품을 공급합니다. 기존 AGV는 바닥에 설치된 자기 또는 광학 테이프에 의해 결정된 경로를 따라 이동합니다. 매우 유용하지만 공장 레이아웃을 변경하기 어렵고 생산 계획에 유연하게 대응하는 데 방해가 됩니다.
엣지 컴퓨팅과 5G를 활용하면 AGV는 가이드용 테이프 없이도 정해진 경로를 따라 이동할 수 있습니다. 센서를 사용하여 자체 위치를 계산하고 장애물과 잠재적인 충돌을 자동으로 피합니다.
센서가 작업자 근처 선반에 필요한 부품이 부족함을 감지하면 AGV가 자동으로 바코드 또는 IC 태그를 읽고 지정된 위치로 부품을 공급합니다. 또한 AI를 통해 AGV의 작업 상태와 동작 데이터를 학습하여 운송의 정확도를 높입니다.
엣지 컴퓨팅과 5G는 이 중요한 데이터를 통신하고 처리하는 데 사용되고 있습니다.
모든 종류의 데이터를 활용하여 운영되는 스마트 팩토리
스마트 팩토리의 목적은 공장 내 모든 디바이스에서 데이터를 수집하고 IoT를 최대한 활용하여 운영을 간소화하는 것입니다.
장비의 작동뿐만 아니라 생산 라인에서 사람의 동선, 운송 장비의 상태, 창고의 재고 현황 등 모든 데이터를 수집하고 이러한 중요한 정보를 연결하여 최적화에 활용합니다.
스마트 팩토리는 방대한 양의 정보를 처리하지만 통신 지연은 생산 주기 지연 및 불량으로 이어져 생산 효율 저하로 직결될 수 있습니다.
따라서 엣지 컴퓨팅 에브리웨어를 도입하면 0.1초, 0.01초, 그 이하 단위로 작동하는 디바이스의 지연을 방지하고 안정적인 운영을 유지할 수 있습니다.
엣지 컴퓨팅이 지원하는 미래 산업
이 블로그에서는 엣지 컴퓨팅이 무엇이며 조직이 이를 활용하여 얻을 수 있는 이점을 소개했습니다. 산업 전반에서 IoT의 중요성이 커지면서 엣지 컴퓨팅 기회에 대한 기대와 관심이 증가하고 있습니다. 엣지 컴퓨팅 플랫폼은 IoT 성장을 지원하는 데 필수적인 도구입니다.
참조:
