데이터 저장 및 사물 인터넷

IoT가 강력하고 빠른 데이터 스토리지 솔루션에 의존하는 방식

작가 Rick Wang | 2021년 11월 8일 | 모두, 임베디드

사물 인터넷(Internet of Things, IoT)은 공장 기계 및 장비, 가전 제품, 자동차, 스마트폰, 스마트 워치와 같은 모바일 장치에 이르기까지 인터넷에 연결할 수 있는 모든 종류의 물리적 개체 또는 장치를 포함합니다. 오늘날의 사물 인터넷은 보다 구체적으로 센서, 처리 능력, 소프트웨어를 결합하고 다른 장치와 데이터를 교환하는 상호 연결된 장치를 말합니다. IoT는 다양한 산업과 애플리케이션을 변화시키고 있으며, 이러한 장치에서 생성된 데이터는 데이터 분석 프로세스 후 비즈니스 결과에 대한 상당한 개선을 가져올 수 있습니다.

전통적으로 연결 기능은 주로 Wi-Fi 무선 네트워크에 의존했지만 이제 5G 및 기타 유형의 네트워크 플랫폼은 속도와 안정성으로 점차 더 큰 데이터 세트를 처리할 수 있게 되었습니다. 이렇게 하면 IoT 애플리케이션이 크게 향상되어 최종 장치에서 생성되는 대량의 데이터가 생성됩니다. IDC는 IoT 장치에서 생성된 데이터 2019년 18.3ZB에서 2025년까지 73.1ZB로 증가할 것입니다. 이 데이터를 관리하는 것이 비즈니스 인텔리전스와 더 나은 사용자 경험을 제공하는 핵심입니다. 이제 IoT 세계의 데이터 흐름에 대해 자세히 살펴보겠습니다.

IoT 세상의 데이터 흐름

단순하게 보면 IoT 시스템 아키텍처에는 3계층 데이터 처리 계층이 있습니다.

- - 데이터 소스: IoT는 스마트 기기, 환경 센서, 스마트폰, 지능형 차량 및 각종 센서에서 데이터를 수집합니다. 그런 다음 MQTT, CoAP 및 HTTP와 같은 공통 표준 프로토콜을 사용하여 네트워크를 통해 데이터를 에지 게이트웨이로 보낸 다음 클라우드로 보낼 수 있습니다.

- - 데이터 저장고: 이 계층은 장기 또는 단기 애플리케이션을 위해 에지 또는 클라우드의 센서 및 장치에서 수집된 데이터를 저장합니다. 에지 게이트웨이는 센서 데이터 집계, 데이터 사전 처리, 클라우드 연결 보안과 같은 기능을 제공합니다. 클라우드에는 IoT 애플리케이션을 위해 구축된 다양한 데이터베이스 관리 시스템이 있습니다. 시스템은 추가 응용 프로그램을 위해 엄청난 양의 데이터를 저장하고 관리할 수 있습니다.

- - 데이터 분석 및 애플리케이션: 대부분의 조직은 클라우드를 사용하여 기기에서 생성된 데이터를 처리하는 데 필요한 애플리케이션을 실행할 수 있습니다. 이 계층은 AI, 기계 학습 및 기본 컴퓨팅 기술로 데이터를 분석하여 유용한 정보를 생성합니다. 이 데이터는 실행 가능한 통찰력을 생성하여 데이터 기반 비즈니스 인텔리전스를 잠금 해제하고, 운영을 최적화하고, 더 많은 고객을 참여시키고, 프로세스를 자동으로 제어하고, 기업이 데이터 분석 계층에서 추출한 결과를 기반으로 최선의 결정을 내릴 수 있도록 지원하는 데 사용됩니다.

데이터 수집, 전송, 저장, 컴퓨팅, 분석에서 응용 프로그램에 이르기까지 데이터 저장은 IoT 생태계의 일부일 뿐입니다. 그러나 여전히 매우 도전적인 기술입니다. IoT용 스토리지 솔루션은 데이터 무결성, 신뢰성 및 안전성을 보장해야 합니다. 또한 스토리지 솔루션은 최종 장치, 에지 게이트웨이 및 데이터 센터의 모든 종류의 환경에 적합해야 합니다.

IoT를 위한 핵심 스토리지 기술

대부분의 사용 사례에서 엔드포인트 장치에서 에지 게이트웨이 및 클라우드로 데이터를 이동하는 것이 확실한 선택입니다. 그러나 장치에는 일반적으로 데이터를 저장하고 전처리할 수 있는 용량이 있습니다. 생산 현장이나 운송 시설의 IoT 장치의 경우 출력 데이터가 다양할 뿐만 아니라 소스가 복잡합니다. 빠른 접속 속도가 요구되고, 저장된 데이터의 정확성이 엄청나게 요구되며, IoT 기기가 설치되는 환경은 상대적으로 열악하다. 소비자 가전 시장에서 발판을 마련하고 있는 NAND 플래시 스토리지는 점차 IoT 장치용 스토리지 솔루션의 첫 번째 선택이 되었습니다. 그러나 이러한 끝점에는 여전히 많은 문제가 있습니다.

- - 환경 IoT 엔드포인트 장치의 스토리지와 관련하여 첫 번째 과제입니다. 자동차 세계에서 V2X(Vehicle to Everything)는 IoT 개념의 완벽한 예입니다. 미래 자동차는 모든 센서에서 수집한 정보를 교환하고 다른 차량, 보행자, RSU(Roadside Unit)와 정보를 교환해야 합니다. 자동차의 저장 장치는 극한의 온도에서도 정상적으로 작동해야 합니다. 따라서 AECQ-100 인증이 필요합니다. 공장 자동화와 같은 다른 애플리케이션은 극한 환경에서 스토리지 성능을 보장하기 위해 충격 저항 인증(MIL-STD 810G)이 필요합니다.

- - 신뢰할 수 있음 다양한 IoT 어플리케이션에 스토리지 솔루션을 적용할 때 고려해야 할 중요한 요소입니다. 일반적으로 IoT 기기는 확장성과 업그레이드가 용이하도록 설계된 서버나 PC가 아닌 특정 작업을 위해 설계된 임베디드 시스템입니다. 즉, IoT 장치의 스토리지 수명 주기는 소비자 시장의 제품보다 길어야 합니다. Industrial Grade로 인증된 NAND Flash 사용, pseudo SLC 모드 활성화, 고품질 부품 선택 및 고정 BOM, 컨포멀 코팅 등 높은 신뢰성을 달성하기 위한 몇 가지 노하우가 있습니다. 테스트 및 검증은 또한 고신뢰성 제품을 제공하기 위한 필수 단계이며 이러한 단계의 세부 사항과 품질은 공급업체마다 다릅니다. JESD 218/219a 및 IEC 60068/61000/60529와 같은 국제 표준도 추가 고객 요구 사항 및 애플리케이션을 기반으로 고려해야 합니다.

- - 데이터 무결성 특히 IoT 애플리케이션에 대해 정확해야 하는 시계열 데이터의 경우 중요합니다. 차량에서 원격 측정 데이터를 가져옵니다. 데이터 순서가 완전히 일치하지 않고 정확하지 않으면 분석 시 다른 결과가 나올 수 있습니다. 정전 보호, 종단 간 데이터 보호 및 ECC와 같은 기술은 저장 장치의 데이터 무결성을 보장하는 데 사용됩니다. 이러한 기능을 설계한 경험은 결과에 매우 중요합니다.

- - 보안 IoT 기술 도입에 있어 가장 큰 고민이다. 많은 IoT 장치는 사용할 수 있는 계산 능력이 제한되어 있습니다. 이러한 제약으로 인해 방화벽 또는 강력한 암호화 시스템 구현과 같은 기본 보안 기능을 사용하여 데이터 및 다른 장치와의 통신을 암호화할 수 없습니다. 스토리지 솔루션 공급자는 쓰기 보호, 보안 삭제, AES 암호화 및 TCG Opal2.0과 같은 기능을 구현하여 IoT 장치에서 생성된 개인 데이터를 안전하게 유지할 수 있습니다.

미래는 사물인터넷

IoT 장치는 클라우드, 에지 게이트웨이 및 엔드포인트 장치에 저장된 귀중한 데이터의 전례 없는 양을 생성합니다. IoT 장치에 필요할 수 있는 다양한 응용 프로그램, 환경 및 요구 사항에 맞는 솔루션을 개발하려면 스토리지 솔루션 제공업체는 내구성, 안정성, 보안 및 성능에 대한 파트너의 기대치를 충족하는 맞춤형 제품 설계에 풍부한 경험이 있어야 합니다. 20년 이상의 경험, 업계에서 가장 광범위한 제품 및 IP 포트폴리오, 모든 제공업체의 연구 개발에 가장 많이 투자한 Phison은 가장 혁신적인 NAND 플래시 스토리지 솔루션을 통해 세계에서 가장 까다로운 일부 IoT 환경에서 애플리케이션 및 장치를 강화하고 있습니다. .