초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
▣ 총괄과제 목표
가혹한 산업현장(온도, 습도, 분진 등)에서도 운용이 가능하고 서비스 상황과 수요처 요구에 따라 컴퓨팅과 스토리지 용량을 가변적으로 확장·재구성 가능한 시스템 구조(아키텍처)를 구현하며, 전체 SW, HW 시스템이 통합된 어플라이언스 형태로 개발과 저지연 응용 서비스 제공을 위해 세부과제의 통합 검증 및 시범서비스 추진을 목표로 함
* 전송장비 수준 진동, 방진, 고온감내(≤63℃, ≥-21℃)*온도 등의 열악한 산업 현장 조건
** 10ms 이하

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
▣ 총괄과제 목표
가혹한 산업현장(온도, 습도, 분진 등)에서도 운용이 가능하고 서비스 상황과 수요처 요구에 따라 컴퓨팅과 스토리지 용량을 가변적으로 확장·재구성 가능한 시스템 구조(아키텍처)를 구현하며, 전체 SW, HW 시스템이 통합된 어플라이언스 형태로 개발과 저지연 응용 서비스 제공을 위해 세부과제의 통합 검증 및 시범서비스 추진을 목표로 함
* 전송장비 수준 진동, 방진, 고온감내(≤63℃, ≥-21℃)*온도 등의 열악한 산업 현장 조건
** 10ms 이하의 5G 무선 구간 + 엣지 서버 시스템 처리 시간 + 클라우드 엣지 SW 플랫폼 응용 처리시간
(1세부) 컴퓨팅 집약적 엣지 서비스 제공을 위한 서버 컴퓨팅 모듈
(2세부) 입출력 집약적 엣지 데이터 처리를 위한 스토리지 모듈
(3세부) 엣지 서버 시스템 자원 관리 및 제어를 위한 경량 시스템 소프트웨어
(핵심기술)
◦ 가혹한 산업현장에 강인한 엣지 서버 시스템 Enclosure 기술
◦ 가변적 모듈 확장·재구성 가능한 고속 연결망 백플레인 기술
◦ 엣지 서버의 저지연·고대역폭 네트워크 모듈 기술
◦ 엣지 서버 시스템 통합 제어·관리를 위한 Enclosure 내장형 시스템 기술
◦ Redfish기반 엣지 서버 시스템 원격 제어·관리 펌웨어 기술
◦ 저지연 응용 서비스 검증을 위한 시범 서비스 추진
▣ 1세부과제 목표
가혹한 산업현장에서 컴퓨팅 집약적 지능형 엣지 서비스 제공을 위해 차세대 프로세서를 기반으로 다양한 가속기(GPU, FPGA 등)를 지원하는 서버용 엣지 컴퓨팅 모듈 기술 개발을 목표로 함
* 컴퓨팅 모듈 Full 장착 시 시스템 최소 성능 :　55,000 max-jOPS　이상
** 엣지서버 시스템에 장착되는 컴퓨팅 모듈 또는 스토리지 모듈의 최대 개수 : 4개
(핵심기술)
◦ 차세대 프로세서 기반의 엣지 서버 컴퓨팅 모듈 기술
◦ 가혹한 환경 감내 및 연산 가속이 가능한 경량 컴퓨팅 모듈 설계 기술
◦ 이기종 연산 프로세서(GPU, FPGA, TPU 등)와의 고속 시스템망 연결 구조
◦ 차세대 엣지 컴퓨팅 모듈에 대한 BMC 펌웨어 및 규격 관리 기술

◼ 전체 내용
▣ 1차년도
(총괄) 엣지 서버 시스템 요구사항 정의 및 규격 설계
◦ 엣지 서버 시스템 Enclosure 구조 연구 및 규격 설계
◦ 고속 연결망 백플레인 구조 연구 및 규격 설계
◦ 외부 클라우드 연결을 위한 네트워크 모듈 구조 연구 및 규격 설계
◦ 엣지 서버 시스템 통합 제어·관리를 위한 내장형 하드웨어 설계
(세부1) 엣지 서버 컴퓨팅 모듈 요구사항 정의 및 규격 설계
◦ 컴퓨팅 모듈 구조 연구 및 규격 설계(Low-End/High-End 컴퓨팅 모듈)
◦ 엣지 컴퓨팅 모듈 메인보드 관리를 위한 BMC 펌웨어 설계
▣ 2차년도
(총괄) 엣지 서버 시스템 통합 기술 프로토타입 개발
◦ Enclosure 프로토타입 개발
◦ 고속 연결망 백플레인 시제품 개발
◦ 네트워크 스위치 모듈 프로토타입 개발
◦ 엣지 서버 시스템 통합 제어·관리를 위한 내장형 시스템 개발
(세부1) 엣지 서버 컴퓨팅 모듈 프로토타입 개발
◦ 컴퓨팅 모듈 프로토타입 개발
◦ Standalone 엣지서버 프로토타입 개발
◦ 엣지 컴퓨팅 모듈 메인보드 관리를 위한 BMC 펌웨어 개발
▣ 3차년도
(총괄) 엣지 서버 시스템 통합 기술 시제품 개발
◦ 시스템 Enclosure 시제품 개발 및 검증
◦ 네트워크 스위치 모듈 시제품 개발
◦ 세부과제(세부2, 세부3)와의 연동 테스트
◦ 엣지 서버 시스템 통합 제어·관리 테스트 및 러기드 환경을 지원하는 내장형 HW 기술개발
(세부1) 엣지 서버 시스템, 컴퓨팅 모듈 시제품 개발 및 세부 과제 연동 개발
◦ 엣지 서버 컴퓨팅 모듈 시제품 개발
◦ 산업계 표준규격기반 엣지 컴퓨팅 모듈 관리를 위한 BMC 펌웨어 시제품 개발
▣ 4차년도
(총괄) 엣지 서버 통합 시스템 시범서비스 추진
◦ “클라우드 엣지 SW 플랫폼 기술 개발” 과제와의 연동 시험 및 수요처 시범서비스 실증
◦ 엣지 컴퓨팅 시스템 통합 제어·관리 내장형 시스템 검증 및 연동 시험
(세부1) 클라우드 엣지 시범서비스용 엣지서버 제작 및 국제 공인시험 검증
◦ 클라우드 엣지 시범서비스용 엣지 서버 제작
◦ 엣지 컴퓨팅 모듈 검증 및 엣지 서버 시스템간 통합 연동 시험
◦ 공인인증시험 및 목표성능 확보
◦ 연구결과물 홍보 및 사업화

□ 연구개발성과
◦ 클라우드 엣지 시범 서비스용 시스템 제작 및 통합 검증
- 시스템 Enclosure 최종 시제품 제작 완료
- 통합 백플레인 및 파워 백플레인 최종 시제품 제작 완료
- 네트워크 모듈 최종 시제품 제작 완료
- 엣지 컴퓨팅 시스템 통합 제어·관리 내장형 시스템 최종 시제품 제작 완료
- 통합 엣지 서버용 컴퓨팅 모듈 최종 시제품 제작 완료
- 엣지 서버 메인보드 BMC칩 기반 펌웨어 및 원격관리 기술 개발 제작 완료
◦ 공인 인증시험
- 공인 인증시험용 최종 시제품 제작 완료
- 성능지표 평가항목 공인시험 완료
- TPC 인증 시험 및 인증 진행중
- 러기드 엣지 서버 시스템 환경(온도,방진,진동,충격,습도) 공인시험 완료
◦ 엣지 컴퓨팅 장비 수요 분석 및 활성화 연구
- 엣지 컴퓨팅 장비 수요조사 보고서 완료
- 엣지 컴퓨팅 관련 표준 개발 완료
- 엣지 컴퓨팅 모듈 기술성 보고서 완료
◦ 통합 시스템 사용성 테스트 및 개발 기술 홍보
- 통합 시스템 실증 추진(3개 사이트:1/2/3세부 전체 총괄)
- 1세부 통합 시스템 실증 사용성 테스트 진행중(11월~)
- 해외 전시회 참여 홍보 진행(엣지 컴퓨팅 박람회 2023, 네델란드 암스테르담)
- 국내 전시회 참여 홍보 진행(2023 클라우드엑스포, 부산 벡스코)
◦ 성능지표 및 실적
◦ 인증 및 기타 성능시험 실적
◦ 정량적 실적

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
▣ 활용계획
◦ 러기드 사양 엣지 서버 제품의 실증 현장에서의 검증 결과를 통해 적용 현장 확대
- 이노블럭(블럭 제조사) 제조공장 실증(온/습도, 분진이 많은 환경) 이후에 실 사용 적용
- 2세부(돈사현장)/3세부(철도현장) 실증 현장 결과를 반영하여 개선점 반영 및 스마트팩토리 산업현장 적용 확대 활용
◦ 개발결과물의 기술성과 사업화 추진 활용
- 기술 공개 및 기술 이전을 통해 생태계 조성 (k-server.or.kr 홈페이지에 공개)
- 특허 기술이전과 후속 R&D 과제 발굴을 통해 컴퓨팅 산업 기술환경 조성 활용
- 엣지서버 SW 솔루션기업과의 협업 통해 현장 적용 사업화 추진
◦ 과제 참여기업의 엣지서버 사업협력 MOU를 통해 개발결과물의 사업화 활용
- 과제 기술 활용을 위해 1/2/3세부 참여기업과의 MOU 통해 지속적인 사업화 확대 진행
- 기업의 자체 사업화 추진 : KTNF, 희망에어택, 유니와이드 등 참여기업의 엣지 서버 및 제품으로 사업화
- 공동 사업화 추진 : 한국컴퓨팅산업협회, 한국컴퓨팅사업협동조합 등 회원사와 공동구매 및 공동 사업화 추진
◦ 엣지 분야의 데이터 처리하는 신 사업 분야에 엣지 기술 및 제품 활용 사업 추진
- 5G 서비스 현장에서의 초저지연 서비스를 위한 MEC 및 OpenRAN의 서버 분야 활용
- 군 분야의 엣지서버 및 차세대 마이크로 데이터센터 컴퓨팅 시스템 분야 활용
- 자율자동차, 이동체의 엣지 데이터 처리를 위한 서버 분야 활용
▣ 기대효과
엣지 서버 시스템 실사이트 실증 기반 5G 및 스마트팩토리 등 엣지 서버 시스템 활용 사례 레퍼런스를 확보를 통해 신산업 분야에서의 수요 확대 및 국산 컴퓨팅 장비 산업 활성화 기대
◦ 현장 외부 고온(~63℃) 또는 저온(-21℃~) 감내 가능한 시스템 동작 기술 확보
- 열악한 산업환경 및 야외 운영 온도 조건에서도 시스템 동작 안정성 확보
o 먼지가 유입되는 환경에서 시스템 동작 운영 가능한 방진(IP5 수준) 기술 확보
- 블록공장, 제철소 등의 먼지 제어가 어려운 제조환경에서의 시스템 운영 가능
◦ 시스템 당 최대 4개의 컴퓨팅모듈 장착 및 스토리지모듈과의 혼합 장착이 가능한 Scale-Up 시스템 구조 기술 확보
- 다양한 제조현장 규모, 요구성능에 따라 유연하게 시스템 구성 지원 및 제조규모 증설 에 따른 데이터 양 증가 시 유연하게 시스템 확대 지원 가능
- 서버급의 고성능의 컴퓨팅모듈 확보로 제조 현장 데이터의 고성능 처리 및 증가되는 데이터의 즉각적인 처리 가능
◦ 시스템 내 고속 백플레인 기술 및 외부 클라우드 연결을 위한 고속 네트워크 인터페이스 기술 확보 (100Gbps 스위칭 기술 및 100Gbps 고속 네트워크 인터페이스 기술)
- 시스템 내 대용량의 데이터 처리 가능 및 고속의 데이터 클라우드 전송 가능
◦ 네트워크, 관리 모듈, 전원모듈 간의 이중화 구성 및 제어 기술 확보
- 주요 구성 모듈의 이중화 구성과 50ms 이내의 장애 검출 시간을 통해 시스템 운영 안정성 확보
◦ 표준화된 OpenAPI 3.0 규격의 시스템 관리 기술 확보 및 Redfish API 지원으로 관리 장치 자동 검색 기술 확보
- 표준 규격 준수를 통한 관리 기술 확보로 기술 활용의 유용성 확보
- Redfish기반 엣지 서버 시스템 원격 제어·관리 기술 확보 및 빠른 관리 장치 검색(2sec) 기능으로 유용성 확보

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 8
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 9
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 15
• 1) 엣지 서버 시스템 통합 기술 개발 ... 15
• 2) 엣지 서버 컴퓨팅 모듈 기술 개발 ... 55
• 3) 엣지 서버 통합 시스템 기술조사 및 시범서비스 ... 70
• 4) 엣지 서버 시스템 공인시험 및 과제관리 ... 75
• 5) 연구노트 ... 77
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 79
• 1) 연구수행 결과 ... 79
• 2) 목표 달성 수준 ... 101
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 102
• 1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 102
• 2) 자체 보완활동 ... 102
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 102
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 103
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 103
• 끝페이지 ... 104