생태계·저전력·보안이 관건
시장조사기관 가트너는 사물인터넷(IoT) 장치가 지난해 37억 5000만 대에서 올해 48억8000만 대로 약 30% 늘고 2020년에는 250억 대에 이를 것으로 예상했다. 이에 따라 IoT용 반도체 시장은 지난해 90억 8900만 달러에서 연평균 29.2%씩 성장해 2020년에는 434억 7200만 달러에 이를 것으로 예측했다.
또 시장조사업체 IC인사이트는 지난해 12월 IoT 관련 반도체 시장이 2013년부터 2018년까지 21%의 연평균 성장률을 보일 것으로 전망했다. IC인사이트는 지난해 IoT 관련 반도체 시장이 483억 달러 규모이며, 2018년에는 두 배 이상 늘어난 1036억 달러 규모에 이를 것으로 내다봤다.IoT용 반도체의 이슈와 표준IoT 시장의 성장으로 반도체 시장도 급격한 성장이 예상됨에 따라 관련 업체들도 새로운 시장에 대응하기 위한 움직임을 구체화하고 있다.
이와 관련해 몇 가지 이슈가 있다. 우선 연결성이 유지돼야 한다는 점이다. IoT는 모든 사물을 인터넷으로 연결하는 것이 핵심이다. 하지만 시장에는 이미 출시된 제품들은 제조사나 운영체제(OS)가 다를 경우 호환되지 않거나 연결성이 제한되는 경우가 대부분이다. 그만큼 상호 호환성을 가진 플랫폼을 구축하는 기업이 IoT 생태계를 장악하고 새로운 기회를 창출할 가능성이 높아진다.
또 하나는 저전력 칩 구현이다. MIT 에너지 이니셔티브(MIT Energy Initiative)의 전력 효율성 컴퓨팅(Energy-efficient computing) 보고에 따르면, 전 세계 30억 대의 개인용 컴퓨터는 전 세계 소비 전력의 1% 이상을 차지한다. 또 실시간으로 운영되는 3000만 대의 서버는 1.5%의 전력을 소비하고있다. 여기에 급격히 증가할 IoT 장치와 이에 따른 전력 공급문제는 반드시 해결해야 할 과제다.
보안 문제에도 신경을 써야 할 부분이다. IoT는 모든 사물이 개인정보를 수집하고 활용한다. 하지만 모든 것이 연결돼 있는 만큼 침입, 관리 소홀, 유출 등의 보안문제가 발생할 가능성은 항상 존재한다. 특히 모든 정보가 수집되고 있는 만큼 정보 유출로 인한 피해가 심각할 수 있다는 점에서 보안문제는 IoT 생태계 유지를 위해 반드시 해결해야 할 문제로 꼽힌다.
IoT 동맹을 선도하는 퀄컴
이러한 문제에 대응하기 위해 IoT 관련 기업들은 IoT 표준기구를 만들어 활동하고 있다. 삼성전자의 활동이 활발하다. 오픈 인터커넥트 컨소시엄(OIC) 설립을 주도한 삼성전자는 퀄컴이 주도하고 있는 올신얼라이언스(AllSeen Alliance)를 제외한 대부분의 그룹에 참여하고 있다. 삼성전자는 오픈 인터커넥트 컨소시엄에서 인텔, 델과 함께 하고 있고, ARM과 함께 스레드그룹에도 참여하고 있다.
삼성은 이외에도 IIC, 원엠투엠(oneM2M), 키비콘(Qivicon) 등의 표준 단체에 참여하고 있다.퀄컴은 독자적인 기술 또는 통신 프로토콜과 관계없이 IoT 장치가 스스로 주변 제품을 발견해 상호 작용할 수 있도록 지원하는 올조인(AllJoyn) 오픈소스 코드를 토대로 보편적인 소프트웨어(SW) 프레임워크를 개발하기 위해 협력하고 있다.
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특히 올조인이 IoT 오픈소스 프로젝트인 올신얼라이언스의 핵심 플랫폼으로 채택되는 등의 성과를 올리고 있다. 올신얼라인언스는 2013년 12월 IoT 구현을 위해 직면하고 있는 주요 도전과제를 범산업 차원에서 해결하기 위해 결성됐다. 퀄컴을 비롯해 하이얼, LG전자, 샤프, 실리콘이미지, 테크니컬러, 티피링크(TP-LINK)에 이어 2014년 7월에는 마이크로소프트도 합류해 현재 140개 회원사가 함께 하고 있다.
OS, 하드웨어(HW) 종류에 상관없는 장치간 연결이 가능한 플랫폼인 올조인은 퀄컴 자회사인 퀄컴이노베이션센터가 2011년에 개발해 올신얼라이언스의 다양한 워킹그룹에 의해 발전되고 있다. 올조인 오픈소스 프로젝트로 만들어진 제품이나 서비스는 생산업체나 OS와 관계없이 소통이 가능하다. 또 인터넷에 접속할 필요 없이 와이파이(WiFi)나 인터넷 등 다양한 계층에서 통신할 수 있는 것이 특징이다.
또 퀄컴 올플레이는 올조인 SW를 기반으로 개별 기기나 클라우드에 저장된 음악을 무선 스트리밍 할 수 있는 스마트 미디어 플랫폼으로 손쉬운 개발이 특징이다. 올플레이 기술이 적용된 기기는 대부분의 멀티미디어 및 엔터테인먼트 기기들이 지원하는 와이파이 기술을 이용한다. 특히 올플레이가 적용된 기기들은 iOS나 안드로이드 등과 모두 연동할 수 있다. 특히 와이파이로 연결된 10개 이상의 스피커로 무손실 고음질(Free Lossless Audio Codec) 음원까지도 스트리밍 서비스로 제공할 수 있는 것이 특징이다.
모든 IoT 위한 솔루션 만드는 인텔
인텔은 IoT 시장에 맞춰 IoT 장치부터 빅데이터 분석까지 엔드투엔드(End to End) 솔루션을 제공하고 있다. 인텔은 IoT 시장의 핵심을 지능형 장치로 보고 있다. 장치가 지능을 갖기 위해서는 감지, 판단, 표현 등 세 가지 기능을 가져야 하는데 인텔은 판단과 표현에 관련된 시장에 집중하고 있다. 판단과 표현을 위해서는 장치에서 수집한 각종 데이터를 처리해 의미 있는 분석과 서비스를 제공해야 하는데, 이는 인텔이 강점을 가진 분야라고 판단하기 때문이다.
박종섭 인텔코리아 이사는 “최근의 IoT는 단순한 장치 개발에 초점을 맞추고 있다”며 “진정한 IoT는 데이터 수집과 분석을 위한 클라우드와 빅데이터 기술 등에 중점을 둬야 한다”고 지적했다. 특히 박 이사는 “클라우드와 빅데이터를 위해서는 게이트웨이, 네트워크, 데이터센터를 동일한 플랫폼으로 지원할 수 있는 기술이 필요하다”며 “인텔의 엔드투엔드 솔루션이 이를 위한 기술”이라고 말했다.
특히 인텔은 IoT 장치가 늘어날수록 이를 지원하기 위한 서버도 급격히 늘어나게 된다며 데이터센터 비즈니스가 활성화될 것이라고 전망했다. 인텔은 서버 시장에서 기존 인텔 CPU의 강점을 살려가는 동시에 장치와 게이트웨이 시장에 대비한 기술도 개발하고 있다. 인텔이 지향하는 방향은 하나의 칩에 다양한 기능을 담는 SOC(System-On-Chip)다. 이를 위해 인텔은 임베디드 SW 업체인 윈드리버를 인수하고 단추 크기의 쿼크 프로세스를 개발했다. 특히 쿼크는 32㎒ 저전력 싱글코어로 제작된 것이 특징이다.
2~3㎓의 동작속도를 가진 일반 PC의 CPU보다 100배 가량 느리다. 인텔은 IoT를 위한 장치와 게이트웨이 등에는 PC만큼의 고속 처리 능력이 필요하지 않다고 보고 연산속도를 낮춤과 동시에 소비전력도 절감했다. 인텔은 기존 ARM 기반의 반도체 회사들이 강점을 가진 사용자 시장에 대비해 호환성을 높이기 위한 노력도 함께 하고 있다. 특히 ARM 기반 회사들이 휴대폰을 바탕으로 하는 생태계를 구성하고 있는 것에 대항해 인텔의 PC와 서버 개발자들에게 익숙한 x86 아키텍처를 확장하기 위해 노력하고 있다.
아두이노와 호환성을 가진 에디슨을 출시한 것도 이런 노력의 일환이다.인텔은 보안업체 맥아피를 인수하는 등 보안문제를 해결하기 위한 기술 개발도 지속하고 있다. 인텔의 전략은 다중 코어 프로세서에서 프로세서의 수를 줄이고 그 자리에 보안 기능을 하는 새로운 칩을 넣는 것이다. 인텔은 범용 프로세서에서 보안 SW를 구동하는 것보다 보안 기능을 가진 HW가 가장 안전하고 적은 전력을 소모한다고 판단하고 있다. 박종섭 이사는 “지난해부터 IoT시장이 열리기 시작했다”며 “인텔도 IoT 시장에 대비해 일찍부터 기술개발을 해온 만큼 올해 국내에서도 2~3개의 레퍼런스 사이트를 만들 것”이라고 말했다.
HSA 기술로 차별화 시도하는 AMD
AMD는 업계에서 유일하게 CPU와 GPU를 함께 개발하는 능력을 가진 장점을 활용해 IoT 시대에 대비하고 있다. 특히 AMD는 전력 효율 향상, 프로세서 연산능력 극대화, 보안 강화를 위해 기술전략을 발표하고 상용화 계획을 구체화하고 있다.AMD는 지난해 6월 중국 국제 SW 및 서비스 박람회에서 2020년까지 전력효율을 25배 향상 시키겠다는 목표를 발표했다. AMD가 2008년부터 2014년까지 6년 동안 전력 효율을 10배 향상시킨 것과 비교하면 전력 효율 25배 향상 계획은 AMD가 전력 효율을 중요한 문제로 인식하고 있음을 보여준다.
AMD는 HSA(이기종 시스템 아키텍처)를 통해 목표를 달성할 계획이다. HSA는 CPU와 GPU 등 연산 코어를 비롯해 DSP(Digital Signal Processors), 비디오 엔코더 등 개별 칩을 하나로 구현하는 기술이다. HSA를 이용하면 개별 칩 사이의 연결을 제거되고, 칩들이 유기적으로 분산작업을 할 수 있게 돼 연산속도는 높이면서 전력 소비를 줄일 수 있다. 또 AMD는 사용자의 작업량과 프로그램을 실시간으로 파악하고 해당 프로그램이 어떠한 프로세서를 이용하는지 분석, 클럭 속도를 유동적으로 조정해 전력 효율을 높이면서 성능은 유지할 수 있는 기술을 개발하고 있다.
AMD는 HW 단계에서부터 자체적으로 보안을 강화하겠다는 전략을 내세우고 있다. 이를 위해 AMD는 최신 제품에 PSP(플랫폼 보안 프로세서) 기술을 탑재했다. PSP는 HW 수준에서 CPU를 두 개의 가상 영역인 일반영역과 안전영역으로 구분해 작업을 처리하는 기술이다. 보안이 필요한 작업은 PSP를 통해 안전영역에서 처리한다. 안전한 데이터 보관과 중요한 데이터 처리는 물론, 온라인 결제, 디지털 저작권, 기업 정보를 포함한 신뢰할 수 있는 애플리케이션 및 웹 기반 서비스 등이 안전영역에서 처리하는 작업에 속한다.
AMD는 개방형 표준 정책을 통해 안전영역에서 실행되는 애플리케이션을 확대하고 안전한 컴퓨터 사용환경을 제공하기 위해 노력하고 있다. SK하이닉스, IoT 최적화된 저전력 메모리 생산SK하이닉스는 차세대 D램 제품 개발에 박차를 가하고 있다. SK하이닉스는 2013년 말 차세대 모바일 D램 규격인 LPDDR4 제품을 세계 최초로 개발했다. 또 지난해에는 차세대 모바일 D램의 한 종류인 와이드 IO2 개발에도 성공했다. SK하이닉스는 이를 통해 통신과 모바일 기기의 보급을 기반으로 하는 IoT 관련 수요에 선제 대응할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
또 빅데이터와 클라우드 등의 확대로 서버 수요가 늘어나고 있는 가운데 SK하이닉스는 지난해 128기가바이트(GB) DDR4 모듈 및 비휘발성 메모리 모듈인 16GB NVDIMM(Non Volatile DIMM) 제품을 세계 최초로 개발에 성공해 향후 서버 시장을 대응할 수 있을 것으로 기대하고 있다.SK하이닉스는 올해 상반기 중 20나노 초반대 D램의 성공적인 양산 전개와 신규 생산시설인 M14 준공을 통해 원가 및 제조 경쟁력을 강화하고, 차세대 낸드플래시인 3D 낸드의 양산성을 확보하는 등 미래시장 수요에 대비하기 위한 제품 경쟁력을 지속적으로 강화할 계획이다.
도강호 기자