자료제공: 한국산업기술재단
최근 컴퓨터 아키텍처에 근본적인 변화가 일고 있다. 컴퓨터 아키텍처란 기억장치의 주소 방식, 입출력 장치의 채널 구조 등 기능면에서 본 컴퓨터의 구성 방식을 말한다.
변화는 인터넷이 주도하고 있다. 컴퓨터 아키텍처 분야에서 10년 또는 20년 만에 한 번씩 찾아오는 거대한 변화다. 웹이 진화하면서 응용 프로그램들을 데스크톱이 아닌 외부 데이터센터에 저장해 놓고 쓸 수 있게 된 것이다. 일명 컴퓨터의 클라우드(cloud) 환경이다.
개인을 집합으로 바꾼 정보의 네트워크화
흔히 뜬구름처럼 허황된 생각을 늘어놓는 사람들에게 ‘뜬구름 잡는 소리 한다’라는 표현을 쓴다.
약간 의미가 다르기는 하지만 실제 실체를 잡을 수 없는 구름 너머에서 어떤 일이 일어난다는 개념의 클라우드 컴퓨팅(cloud computing)이 IT업계의 거스를 수 없는 대세로 떠오르면서 또 다른 디지털시대를 예고하고 있다.
클라우드 컴퓨팅은 돈을 자기가 관리하는 게 아니라 은행에 맡기는 것과 같은 개념이다.
보통 컴퓨터 하면 개인용 컴퓨터(PC)나 개개의 서버를 생각한다. 하지만 클라우드 컴퓨팅은 PC 또는 개개의 서버가 컴퓨터들의 구름(cloud of computers: 대규모 컴퓨터 집합)으로 옮겨간 형태를 의미한다.
이를테면 PC나 기업의 서버에 개별적으로 저장해 두었던 모든 자료와 소프트웨어(프로그램)를 중앙시스템인 슈퍼컴퓨터에 저장하고, PC·휴대폰과 같은 각종 단말기를 이용해 원격으로 원하는 작업을 수행할 수 있는 사용 환경을 말한다.
관련 자료를 개인 컴퓨터가 아닌 인터넷과 연결된 메인 컴퓨터에 저장해 놓고 기본 연산 기능만 갖춘 단말기로 접속해 장소에 구애받지 않고 원하는 전산 작업을 수행할 수 있는 시스템이다.
클라우드 컴퓨팅은 한마디로 ‘개인’을 ‘집합’으로 바꾼 개념이다. 작은 발전기를 개별적으로 돌리다가 대형 발전소에서 전기를 공급받게 되는 시스템이라고 할 수 있다.
사람들은 세계 어느 나라에 가더라도 현금인출기에서 돈을 빼낼 수 있다. 하지만 디스크 드라이브나 메모리에 정보를 넣어둔 컴퓨터에서는 그 PC를 이용하지 않으면 문서나 그래픽 등의 작업을 할 수 없다.
예를 들어 워드나 엑셀 같은 프로그램으로 문서 작업을 하려고 할 때 PC에 개별적으로 저장해 둔 소프트웨어 자료를 불러 실행시켜야 한다. 또한 회사에서 작성하던 보고서를 집에서 계속 작업하려면 문서를 USB메모리에 담아와 PC에 옮겨야만 한다.
하지만 클라우드 컴퓨팅 환경은 이 같은 불편함을 없애고, 어디서든 수도꼭지 틀듯 접속해 자신의 정보를 꺼내 쓸 수 있는 정보의 네트워크화다. 현금인출기에서 자신의 돈을 빼내 쓰는 것과 같다.
클라우딩 컴퓨팅은 서버 집합(cloud servers)이 상호 연결된 대규모 네트워크다. 그렇기 때문에 USB메모리로 문서를 이 PC에서 저 PC로 옮기거나 동일한 소프트웨어를 설치할 필요가 없다.
가상화 기술이 기반
클라우드 컴퓨팅 환경은 가상화 기술을 기반으로 한다. 가상화 기술은 크게 두 가지로 적용된다. 수백, 수천대의 컴퓨터를 한 대처럼 묶어 준다. 그런가 하면 한 대의 슈퍼컴퓨터를 수백, 수천대의 컴퓨터처럼 완전하게 나눠 사용할 수도 있다.
몇 대에서 많게는 수만 대의 컴퓨터를 필요한 시간만큼 사용자에게 제공한다. 작업량이 증가하면 분산 수행하는 컴퓨터의 수가 늘어난다고 생각하면 된다. 그런데도 필요한 것은 중앙시스템의 슈퍼컴퓨터뿐이고, 이 때문에 IT 기업들도 서버 한 대 없이 운영이 가능하다.
사용자는 네트워크 기능이 탑재된 모니터나 PDA, PMP 등 개인 소형 단말기만 있으면 윈도즈나 리눅스 같은 운영체제에서 손쉽게 작업할 수 있다. 단말기 하나만 들고 슈퍼컴퓨터 급 의 연산기능을 가진 컴퓨터를 이용할 수 있는 셈이다. 비용은 휴대전화처럼 시간당 사용료로 계산하거나 월 정액제를 신청할 수 있다.
PC 쓰는 일은 항상 복잡하다. 컴퓨터 판매점에 들러 중앙처리장치(CPU)·메모리·디스크 사양 등을 알아보고, 자신의 업무에 필요한 소프트웨어를 설치한다. 시시때때로 사용자 환경을 설정하고, 개인 정보를 백업받으며, 각종 응용 프로그램을 업데이트하는 일 또한 골칫거리다.
그뿐인가. 응용 프로그램이 많아질수록 메모리도 늘려야 한다. 컴퓨터 운영 환경 또한 계속 복잡해져 컴퓨터를 유지하고 관리하는데 드는 비용도 만만찮다. 그만큼 시간 소모도 많다.
수많은 PC와 관련 소프트웨어, 네트워크 환경을 관리해야 하는 기업·기관·연구소에서는 문제가 더 심각하다.
컴퓨터나 서버 구입비도 많이 들지만 운영자의 인건비·전기료·전산실 냉방비로 지출하는 비용이 훨씬 커 그 심각함을 더해 준다. 게다가 하루가 멀다 하고 발생하는 바이러스 감염, 원인조차 알 수 없는 고장으로 컴퓨터를 통째로 바꿔야 할 때도 한두 번이 아니다.
클라우드 컴퓨팅에서는 사용자가 이런 복잡한 과정을 전혀 알 필요도 없고 할 필요도 없다. 그저 워드, 엑셀 등 필요한 작업을 제시하면 어디에선가 이에 필요한 컴퓨팅 자원이 할당돼 작업을 실행할 수 있게 한다.
클라우드 컴퓨팅 서비스 카탈로그를 통해 주문만 하면 주문과 동시에 윈도우즈에는 원하는 소프트웨어가 설치되면서 작업 환경이 자동으로 만들어진다. 단순한 문서 작업일 때는 낮은 사양의 중앙처리장치(CPU) 성능과 최소한의 메모리만 공급하고, 반대로 3D 그래픽 동영상 콘텐츠를 볼 때는 슈퍼컴퓨터에 버금가는 CPU 성능과 수십 기가바이트의 메모리가 자동 할당된다.
작업의 요구사항에 맞게 맞춤형으로 연산 시간과 메모리, 디스크 용량 등이 할당되는 것이다.
구굴의 엔지니어가 제안
클라우드란 용어도 그런 의미에서 생겼다. 사용자가 필요한 작업을 제시하면(구름 속으로 던지면) 어디엔가 이에 필요한 컴퓨팅 자원이 할당돼 작업을 실행할 수 있다는(구름에서 떨어지는) 뜻이 내포돼 있다.
사용자가 필요한 정보를 제공하는 서버가 ‘구름’ 어디엔가 존재하고, 사용자가 그 ‘구름’에 연결돼 있다면 ‘구름’을 통해 원하는 결과물을 얻는다는 것. 말 그대로 구름처럼 떠다니는 정보를 이용하는 것이다.
클라우드 컴퓨팅 제안은 지난 2006년 9월 구글의 직원인 크리스토프 비시글리아(27)의 엔지니어링적 역할로부터 싹텄다.
그는 모교인 워싱턴 대학의 후배들이 좀 더 많은 정보를 접할 수 있는 방법이 없을까 고민했다. 그러다가 남아도는 용량이 있지만 아무도 그것을 어떻게 사용할지 모르고 있다는 사실을 깨닫고는 에릭 슈미츠 최고경영자(CEO)와의 회의에서 처음 클라우드 컴퓨팅 개념을 제안했다.
이해를 돕기 위해 클라우드 컴퓨팅 사용의 실제 예를 하나 들어보자. 지난 2007년 미국 뉴욕타임스는 1851년부터 1922년 사이의 1,100만개에 이르는 신문기사를 전자문서로 만들어 일반인에게 무료로 제공했다. 실로 엄청난 일이다.
이 작업을 수행하기 위해 컴퓨터나 디스크 등의 저장장치는 하나도 구입하지 않았다. 단지 뉴욕타임즈가 이용한 것은 아마존에서 제공하는 신축적 컴퓨팅 클라우드(EC2:Elastic Computing Cloud)다.
상업적으로 가장 많이 사용되고 있는 아마존 서비스를 이용해 가상 컴퓨터 100대와 1.5TB(테라바이트)의 저장매체로 단 하루만에 1,100만개의 전자문서화 프로젝트를 끝낸 것이다. 가상화의 클라우드 환경 덕분이다.
클라우드 환경을 향한 기업들의 행보
클라우드 컴퓨팅은 개인이 사용하는 단말기에는 정보를 남기지 않고 중앙시스템에 연결해 사용하기 때문에 보안성이 보장된다. 회사의 일급 기밀인 새로운 모델 성능 테스트 결과나 설계도가 유출될 가능성도 없다.
또한 메신저나 이메일, 외장형 저장장치 등을 통해 혹시 정보를 빼돌리지 않을까 의심 받던 회사와 직원들 사이의 막연한 불신도 제거될 수 있다. 그런 까닭에 기업들은 PC 대신 클라우드 컴퓨팅에 눈을 돌리고 있다.
현재 구글, MS, IBM 등 세계적 IT 업체들이 앞 다퉈 클라우드 컴퓨팅 기술 개발에 적극 나서고 있다.
대표적인 클라우드 컴퓨팅 환경으로는 구글의 ‘구글 캘린더’ 서비스를 꼽을 수 있다. 개인 일정 등을 관리해 주는 이 프로그램은 PC가 아닌 데이터센터(슈퍼컴퓨터)에 자료를 저장한다. 그리고 ID와 비밀번호를 부여받은 사람들이 이 자료를 공유한다. 이미 100만명 이상이 구글 캘린더를 이용하고 있다.
IBM은 ‘블루 클라우드(Blue Cloud)’라고 명명한 클라우드 컴퓨팅 산업을 차기 주력 사업으로 키울 예정이다. IBM은 기술 개발을 위해 200명의 연구원을 배치한 상태다.
MS와 가상화 소프트웨어 업체 VM웨어는 컴퓨터에 가상화 소프트웨어를 설치하는 ‘데스크톱 가상화’ 기술을 발표했고, 페이스북은 문서 작성기를 비롯한 응용 프로그램 6,000가지를 인터넷으로 제공 중이다. 아마존은 EC2라는 상업적인 클라우드 컴퓨팅 환경을 이미 제공하고 있다.
클라우드 컴퓨팅은 이미 미래가 아닌 현실이다. 개인용 컴퓨터라는 말이 무색한 ‘정보 공유 시대’는 멀지 않은 듯하다. 많은 기업들이 인터넷 접속과 보안이라는 문제를 해결하면서 클라우드 컴퓨팅 환경을 위해 밟고 있는 가속 페달을 지켜볼 일이다.
글_ 김형자 과학칼럼니스트
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