구름(Cloud)을 가장자리(Edge)로 내몰다, 엣지 컴퓨팅

요즘 4차 산업혁명과 5G에 이어 엣지 컴퓨팅이라는 기술이 새로운 화두로 떠오르고 있습니다. 일각에서는 “클라우드 컴퓨팅 시대가 끝나고 엣지 컴퓨팅 시대가 올 것이다”며 엣지 컴퓨팅이 매우 중요하다는 걸 강조하기도 합니다. 이 엣지 컴퓨팅이란 무엇일까요? 정말 클라우드 컴퓨팅 방식을 밀어낼 수 있는 획기적인 방식일까요? 이번 에티에서는 엣지 컴퓨팅의 정의와 활용성, 그리고 엣지 컴퓨팅의 미래 동향에 대해 다뤄보았습니다.

 

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엣지 컴퓨팅이 클라우드 시대를 끝낸다?

-      클라우드 시스템의 문제점, 엣지 컴퓨팅이 필요한 이유

 

클라우드 컴퓨팅이란 “클라우드”, 즉 인터넷을 통해 서버, 저장소, 소프트웨어, 분석 등의 컴퓨팅 서비스를 제공하는 것입니다. 네이버의 엔드라이브, 구글 Docs, 윈도우를 설치하면 함께 설치되는 OneDrive 등이 이런 서비스의 대표적인 예라고 볼 수 있죠. 10년 전 클라우드 컴퓨팅의 개념이 처음 제시되었을 때는 엄청난 반향을 일으켰고, 현재 많은 사용자들이 클라우드 기능을 손쉽게 사용하고 있습니다.

하지만 이런 클라우드 컴퓨팅에도 여러 문제점이 있습니다. 클라우드 서비스를 이용하는 사람들이 기하급수적으로 늘어나면서 서버 및 데이터 센터에서 처리할 수 있는 데이터의 양을 넘어서기 시작했습니다. 이에 더해 수집한 데이터를 분석하고 송신하는 과정에서 발생하는 데이터 지연 현상은 클라우드 컴퓨팅의 발전에 제동을 걸었습니다. 또한 여러 대기업의 개인정보 유출 사례에서 알 수 있듯이 클라우드 컴퓨팅의 통신 과정에서 발생하는 보안 문제는 계속해서 허점을 보이고 있습니다.

데이터 처리 속도 및 용량, 그리고 보안 등 여러 문제를 해결할 방식 중 하나가 바로 엣지 컴퓨팅입니다. 그렇다면 이 클라우드 컴퓨팅 환경의 불완전함을 메꾸어 줄 수 있다는 엣지 컴퓨팅은 무엇일까요?

 

엣지 컴퓨팅이란?

-      엣지 컴퓨팅의 정의

포그 컴퓨팅, MEC(Mobile Edge Computing) 등 여러 가지로 불리는 엣지 컴퓨팅은 말단 기기, 즉 ‘엣지’에서 컴퓨팅을 수행하는 것을 말합니다. 클라우드 컴퓨팅처럼 데이터를 처리하고 연산하는 곳이 멀리 떨어진 데이터 센터에 있는 게 아니라, 사용자들이 사용하는 단말 장치들과 가까운 곳에 컴퓨팅 장치가 위치한다는 것입니다. 지금까지 ‘엣지’에 위치한 장비들이 단순히 데이터 전송의 역할만을 수행하거나 데이터 저장의 역할만 수행한다면, 엣지 컴퓨팅에서는 이 ‘엣지’ 장비에 컴퓨팅 능력을 부가하여 데이터 분석을 할 수 있도록 만듭니다.

 

클라우드 컴퓨팅은 데이터 처리 및 연산이 클라우드에 집중되어 있지만, 엣지 컴퓨팅은 엣지 부분 장비들과 클라우드 장비에 데이터연산 및 처리를 분산시켜 놓습니다.[사진 출처]

 

쉽게 말해 공유기 같이 일종의 네트워크 단말 역할을 하는 곳에 연산 능력을 부여해 데이터 부하를 줄인다는 것인데요, 이는 기술의 발전으로 인한 프로세서의 가격 하락으로 가능하게 되었습니다. 프로세서의 가격 하락 덕분에 같은 가격의 프로세서가 처리할 수 있는 연산량이 많아지게 되었고, 덕분에 성능이 좋은 컴퓨터에서만 돌릴 수 있었던 여러 가지 인공지능 연산(딥러닝, 머신러닝 등)들도 엣지 부분의 장비들만으로 충분히 돌릴 수 있게 되었습니다. 이처럼 최근 반도체 시장 및 기술 시장에서 여러 여건과 조건을 갖추었기에, 엣지 컴퓨팅의 확산은 필연적인 절차일지도 모르겠습니다.

 

데이터 홍수에서 살아남는 법, 엣지 컴퓨팅

-      엣지 컴퓨팅의 장점과 활용 방안

엣지 컴퓨팅을 써서 얻을 수 있는 장점은 무엇일까요? 여러 가지 장점이 있겠지만 크게 세 가지를 꼽는다면 다음과 같습니다.

우선 데이터 부하를 줄일 수 있다는 점입니다. 앞서 말했듯 데이터 처리량이 늘어날수록 부하가 많아지는 클라우드 컴퓨팅의 문제점을 엣지 컴퓨팅을 사용하여 여러 프로세서에 데이터 처리를 분산시킨다면 손쉽게 해결할 수 있습니다.

다음으로 IoT 시장에서 대두되는 보안 문제를 어느정도 완화할 수 있습니다. 현재 프로그램들의 주를 이루고 있는 클라우드 컴퓨팅의 경우 보안 관련 이슈가 많이 발생하고, 많은 회사들이 이를 해결하기 위한 투자를 진행중에 있습니다 (Android 개발자 Andy Rubin, 첫 스마트폰 출시(2번), 블록체인을 IoT 시장에 끌어들이다 – 암호화 스타트업 Ubirch). 엣지 컴퓨팅을 사용하면 데이터 수집과 처리를 로컬 네트워크 내에서 끝낼 수 있어 보안을 강화할 수 있습니다. 예를 들어 핸드폰에 들어있는 각종 개인정보들과 개인 데이터들을 클라우드 서버에 직접 보내지 않고, 각각의 장치에서 정보를 처리한다면 해커들이 데이터 서버를 해킹한다 해도 정보유출의 위험성을 크게 줄일 수 있을 것입니다.

 이에 더해 엣지 부분 장비에서 클라우드로 보낼 때의 보안 문제를 강화할 수 있다는 장점이 있습니다. 기존 클라우드 컴퓨팅 등의 방식에서 사용하던 불안정한 방식을 사용하지 않고 엣지 컴퓨팅의 연산 처리 능력으로 더욱 강화된 보안 솔루션을 엣지-클라우드 사이 통신에 적용할 수 있으므로, 해커들의 공격에 더욱 안전하다고 볼 수 있습니다.

마지막으로, 디도스 공격 등으로 클라우드 서비스를 이용할 수 없는 경우에도 엣지 컴퓨팅으로 서비스를 어느 정도 이용할 수 있습니다. 비행기나 자동차와 같이 통신에 민감한 여러 장치들의 경우 클라우드 솔루션을 이용한다면 클라우드, 즉 서버가 마비될 때 매우 치명적인 타격을 받을 수 있지만 엣지 컴퓨팅으로 엣지 부분 장치에서 어느 정도 컴퓨팅을 수행한다면 위기 상황에 효과적으로 대처할 수 있게 될 것입니다.

 

우리 주변의 다양한 기기가 모두 엣지 컴퓨팅을 위한 '엣지'가 될 수 있습니다.[사진출처]

실제로 현재 연구 중인 자율주행차는 엣지 컴퓨팅의 대표적인 예라고 할 수 있습니다. 차선을 탐지하고 앞차 간 거리 유지 등 자율주행을 하기 위해서는 매우 복잡한 실시간 계산을 해야 하기에 이러한 엣지 컴퓨팅이 필수입니다. 만약 차량의 센서 데이터나 자율주행을 위한 위치추정 데이터를 클라우드에 모두 보내 분석하도록 시킨다면 시속 100km까지 달려야 하는 자동차의 반응 속도를 절대 따라갈 수 없을 것입니다.

이에 더해 5G 통신의 빠른 상용화를 위해서도 엣지 컴퓨팅의 적절한 활용이 필요합니다. 5G 통신을 2020년까지 상용화하기 위한 기술 후보로 mmWave(밀리미터파, 10GHz 이상 고주파수 대역을 사용해 네트워크 용량을 높이는 기술)나 MIMO(Multi Input Multi Output, 기지국과 단말기에 여러 안테나를 사용하여, 사용된 안테나 수에 비례하여 네트워크 용량을 높이는 기술) 등 많은 기술들이 있지만, 그 중 가장 주목받고 있는 기술이 MEC(Multi-Access Edge Computing), 즉 엣지 컴퓨팅 기술입니다. 이 기술을 사용하면 무선 기지국에 연산 능력을 부여하여 다양한 서비스 및 컨텐츠를 사용자들이 좀 더 빠른 속도로 받아볼 수 있도록 하여 5G 통신을 구현하게 됩니다.

 

특히 최근 퀄컴, ARM, apple 등 여러 회사에서는 모바일 AP를 인공지능 연산이 가능하도록 만들면서 스마트폰의 엣지 컴퓨팅에 일조하고 있습니다. 이 덕분에 최근 스마트폰에서는 개인정보 보호를 위한 보안 솔루션을 개발할 수 있을 뿐 아니라 시리, 빅스비 등 인공신경망을 사용하는 음성 인식 서비스까지 가능하게 되었습니다. 이처럼 인공신경망을 스마트폰 등의 엣지 부분 장치에서 처리할 수 있다면 그만큼 효율적이고 안전한 솔루션을 개발할 수 있을 것입니다.

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엣지 컴퓨팅이 클라우드 컴퓨팅을 몰아낼까?

-      엣지 컴퓨팅의 전망

 

여러 가지 예들을 통해 엣지 컴퓨팅이 들어설 자리를 보다 보면 클라우드 컴퓨팅의 입지가 점점 사라져 없어질 것처럼 보이지만, 사실은 그 반대입니다. 결국 클라우드 컴퓨팅과 엣지 컴퓨팅은 공존할 수밖에 없을 것입니다. 엣지에서 처리해야 효율적인 일들이 있고, 반대로 클라우드에서 맡아야 효율적인 일들이 있기 때문이죠. 

예를 들어 엣지 컴퓨팅으로 여러 연산처리한 결과를 이용하여 클라우드 플랫폼에서 분석을 시도할 수 있습니다. 엣지 컴퓨팅의 결과가 모여 클라우드에 저장되기에 분석을 위한 시스템은 클라우드 플랫폼에서 활성화될 수 있을 것입니다. 이런 데이터 처리 방법은 머신 러닝 기술을 이용해 완성시킬 수 있습니다. 인공 신경망으로 사용자들의 입력으로 만들어지는 여러 데이터들의 방향성을 알아낸다면 물론 비즈니스 인사이트를 얻는데에 그칠 수도 있지만, 이를 이용해 엣지 장치에서 사용자 맞춤형 서비스를 만들거나 더욱 발전시킬 수도 있을 것입니다.

엣지 컴퓨팅의 활성화로 인해 새로운 직업도 생겨날 수 있습니다. 예를 들어 클라우드 컴퓨팅이 활발히 이용되면서 자연스럽게 서버의 관리와 생성이 쉬워졌고, 이에 따라 프로그램 개발만 하던 소프트웨어 엔지니어들이 시스템 운영관리자와 합쳐져 데브옵스(DevOps, 소프트웨어의 개발(development)와 운영(Operations)의 합성어)라는 새로운 개발환경 및 직업이 생겨나게 되었습니다. 마찬가지 엣지 컴퓨팅이 점점 발전된다면 엣지, 즉 컴퓨팅 장치와 메인 서버 사이 원활한 운영을 위한 직업 또한 기대해볼만합니다.

 

클라우드 컴퓨팅의 발전으로 데브옵스와 같은 직업이 생겨났듯이, 엣지 컴퓨팅의 발전으로 새로운 직업이 생길 수 있습니다.[사진 출처]

지금까지 엣지 컴퓨팅의 정의와 구조, 그리고 장점 및 활용성, 전망까지 살펴 보았습니다. 엣지컴퓨팅의 개념은 이미 어느 정도 쓰이고 있으며, 빠른 시일 내로 상용화될 수 있을 것입니다. 데이터가 넘쳐나고 보안의 중요성이 대두되는 오늘날, 엣지 컴퓨팅이 다방면으로 쓰여 더욱 빠르고 효과적인 솔루션이 여러 분야에서 나오길 기대해 봅니다. 

참고 기사

5G를 위한 MEC 기술동향

Edge computing could push the cloud to the fringe

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