일본산업뉴스요약

엣지컴퓨팅 효과
클라우드보다 빠르게 싸게 / IoT 시대의 새로운 인프라

▶ 엣지컴퓨팅: 정보 단말이나 제어기기로 데이터를 처리하거나 사물이나 이용자에 가까운 에어리어에 서버를 분산 배치해 정보를 처리하는 것을 말한다. 엣지는 ‘가장자리’를 의미하며, 네트워크를 매개로 폭넓은 에어리어의 정보 처리를 집중적으로 시행하는 클라우드 컴퓨팅의 한계 때문에 만들어졌다.

데이터를 클라우드에서 집중 관리하지 않고 단말 기기나 시설에서 데이터 처리하는 ‘엣지컴퓨팅’의 활용이 확산되고 있다. 자율주행 등 IoT(사물인터넷) 시대가 열리면 데이터를 얼마나 빠르게 관리하는가가 중요해지기 때문이다. 데이터 사회를 지탱하는 새로운 IT 인프라가 막을 올리려 하고 있다.

‘드론이 경비원이 된다’. KDDI와 세콤이 이를 추진하고 있다. 드론 기체에 인공지능(AI)과 고정밀도 4K카메라, GPS를 탑재한다. 드론이 수상한 사람을 감지해 그 정보를 경비회사 시스템에 알리는 구조다.

감시카메라가 달린 드론은 이미 실용화가 되었다. 그러나 촬영한 이미지 데이터는 모두 클라우드에 전송되고, 클라우드에서 수상한 사람이 있는지를 해석하는 것이 일반적이다. 모든 데이터를 전송하기 때문에 통신비용이나 해석 시간이 걸린다.

“AI의 활용의 장을 넓히는데 클라우드만으로는 한계가 있다”. KDDI 등과 개발에 착수하는 AI 스타트업 기업 ARAYA의 가나이(金井) CEO는 역설한다. ARAYA에 따르면, 클라우드를 매개한 AI 해석보다 지연을 10분의 1 이하로 억제할 수 있다고 한다. 순식간의 판단이 요구되는 경비나 자율주행 차량의 경우는 이 차이는 크다. 앞으로는 많은 인원 속에서 수상한 사람을 찾아내는 심층학습 기술을 개발해 드론에 탑재할 계획이다.

ARAYA는 기업이 클라우드에서 처리하고 있는 심층학습을 엣지 기기에 탑재할 수 있도록 하는 소프트웨어도 개발 중이다. 심층학습의 계산량을 가볍게 하는 시스템으로, 이르면 19년 말에 외부 제공할 예정이다. “엣지에 AI를 탑재하고 싶은 기업의 허들을 낮추고 싶다”(가나이 CEO).

우주에 엣지를 도입하는 움직임도 나오고 있다. 우주항공연구개발기구(JAXA)는 우주선에서 촬영한 이미지 가운데서, 카메라에 내장한 AI로 적절한 이미지를 선택해 지구로 전송하는 검토를 시작했다. 카메라에 내장한 AI로 1초당 30장의 이미지 상태를 판단할 수 있다. 소프트웨어 검증은 이미 끝났고, 현재는 하드웨어의 소형화에 착수하고 있다.

텔레비전 등에서 보도되는 우주 사진은 컴퓨터그래픽(CG)에 의한 추정 이미지로 실제 이미지는 아닌 경우가 많다. “통신 제약이 많은 우주에서 이미지를 다수 전송하기 위해서는 화질을 억제하지 않으면 안 된다. 카메라로 적절한 이미지를 판단할 수 있다면 매수를 억제할 수 있기 때문에 사진 화질을 높일 수 있다”(JAXA 우주과학연구소의 이시다(石田) 씨)

-- 관련 시장 7,100억엔 --
엣지컴퓨팅은 세계에서 확산되고 있다. 2022년에는 관련 시장이 약 67억달러(약 7,100억엔)으로, 5년에 5배로 증가한다는 미국 시장조사회사의 예측도 있다.

시장 확대의 배경에는 모든 산업에서 데이터 활용이 필수가 됐다는 사실이 있다. 영국 IHS마킷의 추정에 따르면 20년의 IoT 디바이스 수는 약 300억개로, 5년에 2배로 증가할 전망이다.

컴퓨터나 스마트폰 등과 함께 가전이나 자동차, 빌딩이나 공장 등에 정보 단말이 놓인다. 이들 단말에서 창출되는 방대한 데이터를 효율적으로 처리하기 위해서는 단말 측에서 데이터 해석하는 엣지컴퓨팅이 필요하다고 한다.

NTT동일본은 현재 이노우에(井上) 사장의 지휘 하에 엣지컴퓨팅으로 지역을 지탱하는 새로운 구상 ‘REIWA 프로젝트’를 추진하고 있다. 이노우에 사장은 “각 지역에 있는 당사의 빌딩에 엣지 처리하는 설비를 설치하는 구상이다. 새로운 서비스를 창출하는 장이 될 것이다”라고 자신감을 보인다.

NTT동일본의 관내에는 통신설비를 설치한 NTT동일본의 빌딩이 약 3천 동 위치해 있다. 통신설비의 소형화로 인해 생겨난 빈 공간에 엣지용 컴퓨터를 설치. 지역의 기업이나 학술기관 등이 이 컴퓨터를 공동으로 사용하는 이미지다.

-- NTT 실험 시설 --
이 프로젝트의 파일럿 케이스가 도쿄 구라마에에 위치한 통신 빌딩에서 진행 중이다. 작년 6월, 지상 6층 빌딩에 실험시설 ’스마트 이노베이션 랩’을 개설했다. 엣지용 컴퓨터를 두고 협업기업이 자유롭게 사용할 수 있도록 했다.

이미 100건 정도 기업과 협의를 진행해 왔다. 수십 건이 엣지용 컴퓨터를 사용한 새로운 서비스 개발로 이어지고 있다.

사이타마현 산업노동부와는 엣지에서 가동되는 AI를 사용해, 공장에서 출하되는 제품에 상처가 있는지 여부를 판별하는 실증을 추진하고 있다. “4K와 같은 대용량 영상을 클라우드에 전송하면 전송 비용이 든다. 엣지를 사용하면 비용을 억제할 수 있다”(NTT동일본 비즈니스개발본부 구로사와(黒沢) 부장).

클라우드에서 처리하는 경우, 적어도 100밀리초 이상의 통신 지연이 발생하게 된다. 그러나 NTT동일본의 엣지를 활용하면 불과 10밀리초 정도의 지연으로 끝난다고 한다. 지연 시간을 10분의 1 이하로 억제할 수 있다.

구로사와 부장은 “가상현실(VR) 서비스에서 통신 지연이 10밀리초 이상 발생하게 되면 ‘VR 멀미’가 발생한다. VR용으로 엣지에서 영상 처리가 가능한 기능을 서비스화하고 싶다”라고 말한다.

IT인프라는 메인 프레임에 의한 집중처리에서 컴퓨터나 소형 서버로 이행되었다. 그 후 클라우드의 대두와, 집중과 분산을 반복해 온 역사를 갖고 있다. 클라우드에서는 IBM이나 아마존닷컴 등 미국 기업이 세계를 석권했다.

엣지에 의한 분산화의 물결이 다시 일어나고 있다. 유럽과 미국, 중국 기업도 움직이고 있지만 패자는 아직 없다. 일본 기업이 세계에서 존재감을 높일 수 있을지 여부가 주목되고 있다.

소비전력∙안전성에 과제
에너지절약, 연산 방법 개발 진행 중

엣지컴퓨팅은 저지연으로 통신 비용을 억제할 수 있지만 보급을 위해서는 과제도 있다.

과제 중 하나는 소비전력 문제다. 인공지능(AI)으로 분석하기 위해서는 고성능 반도체를 단말에 탑재할 필요가 있다. 그 때문에 단말의 소지전력이나 발열량이 높아져 버린다. 이를 해결하기 위해, OKI는 아이즈대학 등과 협력해 단말의 소비전력을 GPU(이미지처리반도체)와 비교해 20분의 1로 억제하는 연산방법을 현재 개발 중이다. 단말에서의 데이터 처리량을 줄이는 등 아이디어를 고안해 2020년에 감시카메라로 검증할 생각이다.

엣지용 반도체는 미국 엔비디아가 열심히 개발하고 있으며 중국 기업도 대두하고 있다. 화웨이나 알리바바는 독자적으로 개발한 AI칩으로 공세를 펼치고 있다.

정보통신종합연구소의 기시다(岸田) 주임연구원은 “엣지는 운용 보수를 하는 컴퓨터가 분산되기 때문에 보안 대책도 과제가 될 것이다”라고 지적한다. 보급을 위해서는 이러한 과제를 하나씩 해결해 나갈 필요가 있다.

또한 엣지가 클라우드를 전부 대체하는 것은 아니다. 실시간성이 요구되는 용도는 엣지, 다수에 데이터를 전송하는 동영상 발신 등 효율성을 요구하는 경우는 클라우드로 구분해서 적재적소에 사용할 것으로 보인다. 기업은 엣지와 클라우드를 어떻게 조합할 것인가가 중요하다.

IoT 시대가 도래하면서 방대한 사물에서 대량의 데이터가 생성되고 있다. 대량의 데이터를 클라우드에서 처리하면 2개의 과제가 발생한다.

네트워크를 매개해 클라우드까지 데이터 전송할 때 시간이 걸린다는 점과 데이터의 전송 비용이 커진다는 점이다. 한편 엣지컴퓨팅은 데이터의 전송 거리가 짧기 때문에 거의 실시간으로 처리 결과를 전송할 수 있다. 데이터의 전송 비용도 억제할 수 있다.

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