기술의 미래를 재편하는 임베디드 설계 트렌드
임베디드 시스템은 더 높은 성능, 더 작은 폼팩터, 더 낮은 비용으로 눈부신 속도로 진화하고 있습니다. GPU를 탑재한 휴대용 슈퍼컴퓨터가 이제 100달러 미만에 판매돼 온디바이스 AI 개발과 머신러닝을 가능하게 합니다. 한때 불가능해 보였던 자율주행차 제어 유닛이 이제 자동차 안에 편안하게 들어맞습니다. 아래는 이 진화를 이끄는 5가지 가장 영향력 있는 트렌드입니다.
무선 연결의 폭발적 성장
Grand View Research는 IoT(사물인터넷)가 2025년까지 1조 달러 시장 가치에 도달할 것으로 전망합니다. 이는 제조, 유통, 에너지, 스마트 시티, 헬스케어, 운송을 변혁시킬 급증입니다. 인더스트리 4.0 운동이 예측 유지보수와 실시간 데이터 모니터링으로 스마트 팩토리의 높은 생산성을 가장 먼저 누릴 것입니다. 5G가 피크 속도 20Gbps를 밀어붙이고 6G가 지평선에 있는 가운데, 저전력 광역 네트워크(LPWAN) 확장이 더욱 가속화될 것입니다. NimbeLink, Sequans, MultiTech, Elektronik, Digi, Telit 같은 선도 벤더들이 칩과 모듈을 제공해 유비쿼터스 IoT 연결을 현실로 만들고 있습니다.
속도가 모든 것
멀티코어 프로세서는 그래픽 렌더링 같은 특수 작업을 위한 전용 코어를 할당해 단일 코어 설계를 능가합니다. 8코어와 16코어 칩이 시장을 지배하는 가운데, 인텔과 AMD는 128코어 솔루션을 밀어붙이고 Arm은 192코어, 5nm 로드맵을 그리고 있습니다. 엔비디아의 400억 달러 Arm 인수 시도는 코어 수와 성능의 전략적 중요성을 반영합니다. 현재 10Gbps 다운링크 속도를 제공하는 5G의 도래가 더 빠르고 효율적인 프로세서에 대한 수요를 더욱 부채질합니다.
양자 컴퓨팅은 속도에서 보완적 도약을 제공해, 복잡한 과학 및 머신러닝 문제를 며칠이 아닌 몇 초 만에 해결합니다. 핀란드 알토 대학의 최근 돌파구로 큐비트 측정 필요 에너지가 감소했고, MIT와 뉴욕 시립대학은 알루미늄 나이트라이드 포토닉 IC에 통합된 양자 이미터를 시연했습니다. 실용적인 양자 머신은 아직 수년 남았지만, 임베디드 설계에 미칠 잠재적 영향은 부인할 수 없습니다.
사이버 공격의 빈도와 위험성 증가
사이버 위협은 규모와 정교함에서 고조되고 있습니다. 코로나19 팬데믹 동안 세계보건기구(WHO)는 전년 대비 5배 증가한 공격을 보고했습니다. 우크라이나 전력망 정전으로 20만 고객이 전력 없이 남겨진 사건과 독일 병원에서 중요 치료를 중단시킨 랜섬웨어 공격 같은 주목받는 사건들은 판돈을 보여줍니다. 더 많은 디바이스가 연결되고 대역폭이 높아짐에 따라 공격자들은 새로운 침입 경로를 찾을 것입니다.
대응으로 사이버보안 지출은 2025년까지 2,540억 달러에 달할 것으로 예상됩니다. 임베디드 보안 솔루션이 급성장 중이며, Infineon, Microchip, STMicroelectronics, Micron, Winbond 같은 제조사들이 신제품에 보안 실리콘을 통합하고 있습니다. 공격자와 방어자 간의 군비 경쟁은 심화될 것입니다.
가상 현실이 현실이 되다
틈새 게임 기술로 시작된 것이 수익성 있는 엔터프라이즈급 플랫폼으로 성숙했습니다. 가상현실(VR)은 증강현실(AR), 혼합현실(MR), 확장현실(XR)로 진화해 훈련, 제조, 의료, 원격 협업으로 영역을 확장했습니다. 예를 들어 AR 고글은 단계별 수리 지침을 오버레이할 수 있고, XR은 진정한 몰입형 가상 회의를 가능하게 하는 실물 같은 홀로그래픽 표현을 투영할 수 있습니다.
Microsoft HoloLens 혼합현실 스마트 글래스 (이미지: Microsoft)
Microsoft, Google, Intel 같은 업계 리더들이 VR에 막대한 투자를 하고 있으며, 애널리스트들은 향후 몇 달 내 새로운 돌파구를 예측합니다. 팬데믹이 채택을 가속화해 홀로그래픽 회의가 대면 상호작용의 실용적 대체제로 부상했습니다.
인공지능이 모든 임베디드 설계에 스며들다
AI와 머신러닝은 유통, 헬스케어, 자율주행, 금융 등 모든 분야에 침투하고 있습니다. 제조업에서 AI 지원 비전 시스템은 작업자 안전을 실시간 모니터링해 보호 장비 미착용 시 프로세스를 자동 중단합니다. 미래 공장은 AI와 로보틱스의 안내로 의료 기기에서 소비자 웨어러블로 생산 라인을 몇 시간 만에 전환할 수 있을 것입니다.
보안도 AI의 혜택을 받고 있습니다. 대만 기반 블록체인 기업 Flowchain은 컨센서스로 트랜잭션을 검증하는 하이브리드 IoT-AI-블록체인 프레임워크를 제안해 데이터 무결성을 강화했습니다. Nvidia-VMware의 엔드투엔드 AI 플랫폼과 Intel의 하이델베르크 대학 컴퓨팅 센터 협업 같은 전략적 파트너십이 엔터프라이즈 AI 채택을 가속화합니다.
하드웨어는 더 접근 가능해지고 있습니다: Nvidia의 재포장된 Jetson Nano GPU 모듈은 59달러에 불과하며 다중 I/O 포트(USB, HDMI, 기가비트 이더넷)와 오픈소스 지원을 제공합니다. Hailo 같은 AI 가속기 스타트업은 Hailo-8 칩을 출시해 Google과 Intel 같은 업계 거물들과 경쟁하고 있습니다.
Nvidia의 Jetson Nano 2GB (이미지: Nvidia)
앞으로의 전망
팬데믹은 많은 산업을 재편해 여행, 접대, 엔터테인먼트가 스스로를 재발명하게 만들었고, 원격 의료는 연결된 의료 기기로 원격 활력 징후 모니터링을 가능하게 해 폭발적으로 성장했습니다. 임베디드 기술은 폭발적 무선 성장, 전례 없는 처리 속도, 격화되는 사이버보안 군비 경쟁, 몰입형 VR/XR 애플리케이션, AI의 보편화에 의해 계속 가속화될 것입니다.
— 이 기사는 자매 사이트 EE Times Europe에 원문 게재되었습니다.