통신 에코시스템이 지속 가능성에 더 의미 있고 측정 가능한 영향을 미치는 방법

현재 전 세계 전력의 약 3%를 소비하고 전 세계 온실가스의 약 2%를 배출하는 네트워크의 전력 사용을 줄여 지속 가능성을 높일 수 있다면 정말 좋을 것입니다. 또한 모든 통신 서비스 공급업체에서도 에너지 효율성을 높여 네트워크 운영 비용을 절감하기를 바랄 것입니다. 그러나 지속 가능성 목표를 실현하는 것은 복잡하고 계층적인 문제이며, 통신 산업의 이산화탄소 풋프린트를 줄이기 위해서는 전체 에코시스템이 협력해야 합니다. 

많은 서비스 공급업체가 더 나은 결과를 이끌어내기 위해 AI(Artificial Intelligence, 인공지능)로 구동되는 고급 데이터 분석을 원하고 있습니다. 그러나 AI의 성능은 입력하는 데이터에 따라 달라질 수 있으며, 기존의 클라우드 네트워크와 멀티벤더 네트워크 전반에서 트래픽 패턴 및 에너지 소비와 같은 영역에 대해 충분히 정확한 데이터를 수집하는 일은 여전히 해결해야 할 과제입니다. 또한 대규모 자동화를 통해 AI 권장 사항을 네트워크 및 관련 워크플로우에 대한 실시간 조작으로 변환해야 하는 과제도 있습니다. 게다가 AI 자체가 전력 소비를 크게 늘릴 수 있으므로 네트워크 전력 최적화를 위해 AI 사용에 매우 신중해야 합니다. 

오늘날에도 대부분의 지속 가능성 프로젝트가 개별 네트워크 도메인 또는 특정한 문제 해결에 중점을 두고 개별적으로 구현되고 있으며, 이러한 접근 방식엔 한계가 있습니다. 에너지 효율적인 전략의 효과를 극대화하기 위해서는 고급 데이터 분석, AI, 자동화를 사용하는 개방형 플랫폼을 활용하여 네트워크 도메인 전반에서 더 전체적인 접근 방식을 취해야 합니다. 이 게시물에서는 통합 접근 방식의 몇 가지 구성 요소를 간략하게 설명하고 Red Hat이 파트너와 적극적으로 협력하고 있는 몇 가지 협업을 강조하고자 합니다.

가치 극대화 및 전력 소비 감소를 위한 개방형 5G 코어 인프라

Red Hat과 NEC, Intel은 협력을 통해 전력 비용 및 소비와 관련된 운영 비용을 줄이는 데 도움이 되는 개방형 5G 코어 인프라를 제공합니다. NEC는 Intel® Infrastructure Power Manager for 5G Core를 통해 Red Hat OpenShift에서 NEC 컨버지드 5G 사용자 평면 기능(UPF: User Plane Function)의 상용 전력 소비를 30% 이상 줄일 수 있습니다. Intel® Infrastructure Power Manager for 5G Core를 사용하면 모든 프로세서 코어가 적시에 적절한 성능을 발휘하여 배출량과 비용을 최소화할 수 있습니다.Red Hat, NEC, Intel이 5G 네트워크의 지속 가능성과 전력 소비 감소에 기여하기 위해 어떻게 협력하고 있는지 자세히 알아보세요.

더 강력한 성능을 통한 지속 가능한 통화 처리 및 패킷 연속성

지난해에는 Red Hat과 Arm의 협업을 통해 Red Hat 오픈소스 기술과 Arm® 컴퓨팅 플랫폼을 기반으로 에너지 효율적인 5G 솔루션과 vRAN 솔루션을 제공하는 사례를 소개했습니다.

최근에는 NEC, Arm, Qualcomm Technologies, Inc.와 협력하여 상업적으로 동등한 환경에서 Red Hat OpenShift에 Qualcomm® X100 5G RAN 액셀러레이터 카드와 Arm Neoverse™ 기반 CPU를 사용하여 NEC의 개방형 vRAN(Virtualized Radio Access Network, 가상화된 무선 액세스 네트워크)과 5G 핵심 제품의 엔드 투 엔드 운영을 성공적으로 시연했습니다. Red Hat은 Red Hat의 기술을 통합함으로써 전력 및 공간 절약을 강화하여 지속 가능한 통화 처리 및 패킷 연속성을 성공적으로 입증하고 서비스 공급업체 RAN 배포를 위한 총소유비용(TCO)을 크게 절감할 수 있음을 보여주었습니다.

Kepler와 AI를 통한 전력 사용량 모니터링

모델 훈련 및 추론은 컨테이너, 포드, 네임스페이스 수준에서 상당한 양의 에너지를 소비합니다. 오픈소스 프로젝트인 Kepler(Kubernetes-based Efficient Power Level Exporter)는 광범위한 플랫폼 전반에서 전력 소비 메트릭을 포착하여 시스템 관리자와 개발자가 전력 사용량을 파악, 최적화, 계획할 수 있도록 지원합니다. 이 기술은 Red Hat과 IBM Research가 공동으로 개발하고 Red Hat OpenShift에서 전력 모니터링에 사용하고 있는데, 프로세서와 GPU(그래픽 처리 장치)의 에너지 소비를 포착하여 훈련 및 추론 태스크의 컴퓨팅 활용 패턴에 대한 인사이트는 물론 추가 튜닝 및 최적화를 위한 증거를 제공합니다.

Kepler는 기타 오픈소스 프로젝트와 기술이 에너지를 더 효과적으로 관리하는 데 필요한 데이터를 갖추도록 지원합니다. 예를 들어 SusQL은 분산된 환경에서 AI 모델 훈련 작업을 추적하는 데 사용되는 오픈소스 프로젝트로, Kepler 메트릭을 사용해 분산된 훈련 작업의 전력 소비 데이터를 집계하여 전력 소비 인사이트를 클러스터 수준으로 확장합니다. 

또한 OpenShift에서 AI 지원 애플리케이션을 빌드, 훈련, 배포, 모니터링하는 MLOps 플랫폼인 Red Hat OpenShift AI에서와 같이 최적화 모델 추론 서비스를 지원합니다. 이와 함께 전력 소비를 모니터링하여 에너지 사용 패턴을 도출할 수 있습니다. 이러한 패턴은 시스템 구성 및 서비스 프로비저닝과 상호 연관되어 최적의 와트당 성능 구성을 추천할 수 있습니다. Red Hat의 AI 포트폴리오에 통합된 Kepler와 같은 툴을 사용하면 AI의 지속 가능성을 높일 수 있습니다.

엣지에서 에너지 효율적인 AI 분석

Red Hat은 IOWN 글로벌 포럼에서 지속 가능성을 염두에 두고 미래를 위한 더 스마트한 솔루션을 제공하도록 돕기 위해 최선을 다하고 있습니다. 최근 Red Hat과 NTT, 후지쯔(Fujitsu), NVIDIA는 AI 분석 서비스를 위한 NTT의 가속화된 데이터 파이프라인을 통해 에너지 효율적인 IOWN 기반 플랫폼 솔루션을 시연했습니다. 대규모 동영상 카메라 데이터 분석을 위해 엣지에서 AI 추론을 최적화함으로써 IOWN APN(All-Photonics Network) 및 DCI(Data-Centric Infrastructure)를 Red Hat OpenShift와 결합하여 대규모 AI 데이터 분석을 확장하는 방식으로 전력 사용량을 크게 줄일 수 있었습니다.

이러한 협업은 엣지에서의 동영상 AI 분석 활용 사례에서 짧은 대기 시간을 유지하면서도 전력 소비를 크게 줄일 수 있음을 보여줍니다. 다수의 카메라가 연결된 경우에도 AI를 사용하여 데이터를 집계하고 분석하는 데 필요한 대기 시간을 중앙 집중식 클라우드를 사용하는 대기 시간에 비해 60%나 줄일 수 있음을 확인했습니다. NTT는 Red Hat OpenShift로 컨테이너 기술을 구현함으로써 AI 분석 처리를 쉽고 유연하게 운영할 수 있게 되었습니다. 이는 또한 스마트 시티의 동영상 AI 분석부터 다수의 센서가 분산되어 있는 유사한 시나리오에 이르기까지 이 솔루션을 광범위하게 적용할 수 있음을 보여줍니다.

Red Hat, Intel, 에릭슨(Ericsson)의 네트워크 전력 소비 절감

Red Hat은 Intel 및 Ericsson과 협력하여 네트워크의 에너지 비용과 탄소 배출량을 줄이는 지속 가능한 클라우드 네이티브 기술을 개발, 통합, 배포하고 있습니다. 이러한 목표를 위해서는 에너지 소비를 최적화하고 줄이는 동시에 네트워크 성능도 유지해야 합니다. Red Hat, Intel, Ericsson은 초기에 RAN(Radio Access Network, 무선 액세스 네트워크)에 주력하며 vRAN 부스트 기능이 포함된 4세대 Intel® Xeon® Scalable 프로세서를 사용하여 처리 전력 소비를 최대 20% 절감했습니다. 이 솔루션에는 하드웨어(에너지 효율적인 서버 및 가속기 포함), 소프트웨어(예: RAN DU(Distributed Unit, 분산 유닛) 및 CU(Centralized Unit, 중앙집중식 유닛) 워크로드에 대한 실시간 다이나믹 프로세서 코어 스케일링), 자동화(네트워크 활용도 및 트래픽 패턴을 기반으로 하는 실시간 에너지 인식 자동화)라는 세 가지 핵심 요소가 있습니다. 이 동영상에서 Red Hat, Intel, Ericsson이 서비스 공급업체가 더욱 지속 가능한 클라우드 솔루션을 구축하도록 어떻게 지원하는지 확인해 보세요.

통신 데이터센터를 위한 스마트 스케일링

Red Hat과 Intracom Telecom은 서버 워크로드를 사전에 조정하고 활용도가 낮은 서버의 전원을 전략적으로 차단하여 워크로드의 성능과 안정성을 저해하지 않으면서 유휴 전력 소비 문제를 해결함으로써 OpenShift 기반 인프라(온프레미스 및 클라우드 기반 모두)를 최적화하는 솔루션을 제공합니다. 작업자 노드 수는 최적의 인프라 확장성과 효율성을 보장하기 위해 실시간 리소스 수요 예측을 기반으로 신속히 스케일링됩니다. 이 솔루션은 5G 네트워크 기능(예: 사용자 플레인 기능 포드, 컨트롤 플레인 포드), 관련 서비스(AI 포드, 엣지 포드)를 호스팅하는 컨버지드 통신 데이터센터에 적합합니다. 이러한 서비스는 트래픽 부하가 일별 패턴 및 주별 패턴에 따라 주기적으로 변동하기 때문입니다. 스마트 스케일링 기능은 하루 종일 부하 변동이 경미한 통신사 데이터센터에서도 평균 작업자 노드 수를 크게 줄일 수 있는 잠재력을 보여주므로 상당한 에너지 절약과 비용 절감 효과를 얻을 수 있습니다.

협업을 통해 지속 가능한 혁신 추진

Red Hat은 클라우드 네이티브 아키텍처를 제어하고 관리하는 데 있어 지속 가능성을 필수 요소로 만드는 오픈소스 툴과 기능, 방법론을 개발한 경험을 제공합니다. 또한 Red Hat은 더욱 일관되고 개방적인 협업을 지원하며, 업계 전반의 지속 가능성 모범 사례를 장려하기 위해 OEM(Original Equipment Manufacturer), ISV(Independent Software Vendor), 고객, 정책 입안자로 구성된 커뮤니티를 활성화합니다. 데이터 수집과 분석은 고객이 올바른 측정을 기반으로 최적의 의사 결정을 내리는 데 핵심 요소가 될 것입니다. Red Hat은 AI 플랫폼 및 대규모 자동화와 함께 관측성 기능을 지속적으로 강화하여 대규모 데이터를 분석하고 어떤 조치를 취할지에 대한 권장 사항을 적시에 제시합니다. 또한 고객 및 파트너와 협력하여 IT, 네트워크, 엣지, 코어, 클라우드 환경 전반에서 전체적인 데이터 중심의 에너지 절약 접근 방식을 지원합니다. 

자세한 내용은 이번 주 MWC 바르셀로나에서 Red Hat 부스 2F30으로 찾아오시면 확인할 수 있습니다. 또한 2월 28일 수요일 14:45~15:45(CET)까지 MWC Stage B에서 목표 지향적인 지속 가능한 네트워크에 대해 논의합니다.