본문내용
1. 서론
1.1. 4차 산업혁명과 컴퓨터 기술의 발전
4차 산업혁명은 디지털 기술의 융합을 통해 사회 전반의 변화를 가져오고 있다. 이러한 4차 산업혁명의 핵심 기술 중 하나가 사물인터넷(IoT)이다. 사물인터넷은 1999년 MIT의 RFID 전문가 케빈 애슈턴이 제안한 개념으로, 일상생활 속 사물에 센서와 통신 기능을 부여하여 사물 간 연결과 정보 교환을 가능하게 한다. 이를 통해 인간의 개입 없이도 사물 간 협력이 이루어져 상황을 인식하고 지능적인 서비스를 제공할 수 있다. 전 세계적으로 IoT 기술은 무선통신과 네트워킹 분야에서 큰 주목을 받고 있으며, 시장 규모도 빠르게 성장하고 있다. 특히 가전제품, 웨어러블 디바이스, 모바일 장비 등 다양한 분야에서 IoT 기술이 활용되고 있다.
이와 더불어 사물인터넷 기술의 발전은 유비쿼터스 컴퓨팅 기술과 깊은 관련이 있다. 유비쿼터스 컴퓨팅은 시간과 공간에 구애받지 않고 언제 어디서나 컴퓨팅이 가능한 환경을 의미한다. 이를 구현하기 위해서는 MEMS, IPv6, RFID, USN 등의 다양한 기술이 필요하다. 이러한 유비쿼터스 컴퓨팅 기술은 스마트홈, 스마트팩토리, 스마트시티 등 다양한 분야에 접목되어 발전하고 있다.
한편, 4차 산업혁명 시대의 컴퓨팅 기술의 발전을 대표하는 것이 바로 세계 최고 수준의 슈퍼컴퓨터이다. 최근 미국의 '엘 캐피탄', '프런티어', '오로라'가 각각 세계 1위, 2위, 3위의 슈퍼컴퓨터로 선정되었다. 이들 슈퍼컴퓨터는 엑사스케일 이상의 천문학적인 연산 능력을 보유하고 있으며, 국가 안보, 과학 기술, 신약 개발 등 다양한 분야에 활용되고 있다.
따라서 4차 산업혁명의 핵심 기술인 사물인터넷과 유비쿼터스 컴퓨팅, 그리고 이를 대표하는 세계 최고 수준의 슈퍼컴퓨터 기술은 현대 사회의 혁신을 이끌어 나가는 핵심 동력이라 할 수 있다. []
1.2. 사물인터넷(IoT)과 유비쿼터스 컴퓨팅의 개념
사물인터넷(Internet of Things, IoT)은 1999년, MIT의 Auto-id 센터에 있었던 RFID 전문가, Kevin Ashiton이 RFID 및 기타 센서를 이용하여 일상생활 속에서 사물에 탑재해 사물인터넷을 구축할 수 있을 것이라고 제안한 개념이다. 인간의 개입이 이루어지지 않도록 하거나 최소한 개입하여 사물 간 협력을 통해 센싱과 정보처리, 정보 교환 및 네트워킹이 이루어지는 것을 말한다. 이를 통해 상호지능적 관계를 만들어내고 서비스화되는 사물공간의 연결망을 이루게 된다. 지능화된 사물들은 서로 연결되고 이는 네트워크를 형성하며, 이 네트워크 상에서 사람과 사물, 사물과 사물은 연결되어 서로 소통하고 상황을 인식하는 지식이 결합될 수 있다. 이를 통해 지능적인 서비스를 제공할 수 있는 글로벌 인프라를 만들어낼 수 있다.
유비쿼터스 컴퓨팅(Ubiquitous Computing)은 마크 와이저가 제안한 개념으로, 시간과 공간과 관계없이 컴퓨터 네트워크에 연결할 수 있는 환경인 모바일 네트워크를 강조한 것이다. 유비쿼터스 컴퓨팅의 5대 기술 요소에는 미세전자기계 시스템, 단일 칩 시스템, IPv6, 블루투스, 지그비, RFID, 유비쿼터스 센서 네트워크, 임베디드 시스템 등이 포함된다. 이러한 기술들을 통해 언제 어디서나 컴퓨팅 환경을 제공하고자 하는 것이 유비쿼터스 컴퓨팅의 핵심 개념이라 할 수 있다.
즉, 사물인터넷과 유비쿼터스 컴퓨팅은 상호 밀접한 관계를 가지고 있다. 사물인터넷은 사물에 센서와 통신 기능을 부여하여 인터넷에 연결하는 것을 의미하며, 유비쿼터스 컴퓨팅은 이러한 연결성을 바탕으로 언제 어디서나 컴퓨팅 환경을 제공하는 것을 목표로 한다. 따라서 사물인터넷은 유비쿼터스 컴퓨팅의 핵심 구현 기술이라 볼 수 있다.
이러한 개념의 발전에 힘입어 4차 산업혁명 및 디지털 전환이 이루어지면서 다양한 산업 분야와 시장에서 사물인터넷 및 유비쿼터스 컴퓨팅 기술의 활용이 확대되고 있다. 전 세계적으로 IoT 솔루션 및 서비스 시장은 연평균 14.9%의 성장률을 보일 것으로 예측되고 있으며, 전 세계 인구와 연결된 기계의 수도 급격히 증가하고 있는 추세이다. 이처럼 사물인터넷과 유비쿼터스 컴퓨팅은 현대 사회의 핵심 기술로 자리잡아 가고 있다.
1.3. 세계 최고 수준의 슈퍼컴퓨터 기술
세계 최고 수준의 슈퍼컴퓨터 기술은 지속적으로 발전하고 있다. 특히 2024년 기준 TOP500 순위 1, 2, 3위를 차지한 슈퍼컴퓨터인 엘 캐피탄, 프론티어, 오로라에 대해 자세히 살펴볼 수 있다.
먼저, 세계 1위 슈퍼컴퓨터 엘 캐피탄은 미국 캘리포니아주 로렌스 리버모어 국립연구소에 위치하고 있다. 이 시스템은 24개의 코어로 이루어진 1.8GHz 성능의 AMD 4세대 EPYC 프로세서와 AMD 인스팅트 MI300A 가속기를 바탕으로, CPU 및 GPU를 합한 전체 코어 수가 1,103만 9,616개에 이르며 초당 1.742엑사플롭의 연산 능력을 갖춘다. 특히 데이터 전송에 크레이 슬링샷-11을 활용하고 에너지 효율이 58.89기가플롭스/와트에 달해 상당히 높은 수준을 보인다. 이 시스템은 핵 확산 방지와 대테러 활동, 재료 발견, 핵 데이터 및 고에너지 밀도 분야의 연구에 활용되고 있다.[1,4,5]
다음으로 세계 2위의 슈퍼컴퓨터 프론티어는 미국 테네시...
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