[미래기술25]AI 품은 운영체제, 클라우드 친구 된 네트워크

[이데일리 김현아 기자] 회사에 출근하지 않아도 홀로그램으로 근무하고, 드론택시나 플라잉카를 타고 출근하는 6G 시대가 준비되고 있습니다. 5G도 LTE(4G)때와 얼마나 달라졌는지 체감하기 어렵지만, 6G는 2028년~2030년 쯤 상용화될 전망입니다. 그런데 5G·6G는 과거와 다른 생태계를 갖습니다. 1G부터 4G까지는 네트워크만 잘 되면 끝이었지만, 5G이후부터는 컴퓨팅 기술과의 접목이 중요하죠. 전화(1G), 문자(2G), 웹브라우징(3G), 동영상(4G)때와 다른 AR/VR, 자율주행차 같은 서비스가 주목받기 때문입니다. 이런 서비스들을 지원하는 인프라도 ‘통신+컴퓨팅’으로 바뀌고 있습니다. <편집자주>

운영체제(OS)에 인공지능(AI)을 접목해 발열을 관리하거나, 통신 네트워크와 클라우드 사이에 협력하는 구조를 바꿔, 초연결 5G·6G 시대에 대용량 데이터를 지연없이 원활하게 서비스하는 기술 개발이 한창입니다.

이 때 통신 기술만 써서는 문제를 해결하기 어렵죠. AI와 클라우드 같은 컴퓨팅 기술이 필요합니다.

이경한 서울대 전기정보공학부 교수

차세대 스마트폰, 성능 저하 없는 발열 관리

이경한 서울대 전기정보공학부 교수(교신저자)와 정송 KAIST AI대학원 교수, 하상태 콜로라도 대학 교수로 구성된 공동 연구팀은 스마트폰에서 발열이 일어나면 성능을 일부러 낮추는 ‘쓰로틀링’ 문제를 해결했습니다. 운영체제에 인공지능(AI)과 머신러닝(ML) 제어 기법을 적용해서요.

사실 PC에 비해 공간이 협소한데다 쿨러가 없는 스마트폰에서 발열 문제를 해결하는 건 쉽지 않습니다.

그런데 이 교수 등은 이러한 열쓰로틀링 발생 없이 애플리케이션 성능을 높이는 기술(제어 기술)을 개발해 모바일 컴퓨팅 분야 최고 국제 학술대회인 ACM MobiSys 2021에서 최우수 논문상을 받았죠. 1저자 기준으로는 아시아 대학 최초의 수상입니다.

이경한 서울대 전기정보공학부 교수는 “고도로 조심스럽게 설계된 기능만 들어갈 수 있는 운영체제(OS)커널(kernel)에 AI를 집어넣으면 AI를 돌리는 부하가 더 클 수 있어 운영체제 자체가 망가질 수도 있는 상황”이라면서 “AI를 응용레벨이 아닌 차세대 운영체제의 커널에 넣었다는데 의의가 있다”고 설명했습니다.

스마트폰의 주변 환경과 사용자 애플리케이션 특성에 따라, 허용 가능한 총전력 소모 범위와 최적의 전력 분배를 실시간 학습을 포함하는 강화학습 기법으로 해결하는데 성공한 겁니다.

곽정호 DGIST 정보통신융합전공 교수

3단계 클라우드와 네트워크간 협업

곽정호 DGIST 정보통신융합전공 교수는 차세대 네트워크 시스템에 활용 가능한 ‘네트워크-클라우드 협력 프레임워크’를 개발해 국제학술지인 ‘IEEE Network’에 논문을 게재했죠.

네이버만 해도 오래전부터 모든 소프트웨어(SW)를 클라우드 기반으로 개발할 만큼 클라우드는 차세대 이동통신에서 핵심입니다.

곽 교수는 “현재 분리돼 운영되는 네트워크와 클라우드는 AR·VR이나 자율주행차 같은 서비스를 운영하는데 한계가 있다”며 “하나의 클라우드 서버를 엣지 클라우드(Edge Cloud)·미들 클라우드(Middle Cloud)·센트럴라이즈드 클라우드(Centralized Cloud) 세 부분으로 분할해 클라우드 서버 서비스 사업자와 네트워크 사업자가 유기적으로 협력하는 모델을 구성했다”고 설명했습니다.

지금도 통신사들은 스마트팩토리처럼 초저지연이 중요한 서비스에는 5G 기지국 근처에 클라우드 서버를 두는 엣지 클라우드를 운영하나, 차세대로 갈수록 엣지 클라우드 혼자서는 원활한 통신을 담당하기 어렵다는 뜻이죠.

그는 “클라우드 서버에서 하는 컴퓨팅 제어와 네트워크 제어를 동적으로 하는 컨셉을 만들어 시험했더니 성능이 77% 좋아졌다”고 설명했습니다. 미국 통신사 AT&T가 자사의 5G 코어망에 마이크로소프트(MS) 클라우드 ‘애저’를 도입하기로 한 것과 같은 맥락입니다.