[논문 리뷰] Edge Computing: A Comprehensive Survey of Current Initiatives and a Roadmap for a Sustainable Edge Computing Development

Andrea Hamm, Alexander Willner외 1명|arXiv (Cornell University)|2019. 12. 18.

Green IT and Sustainability참고 문헌 28인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 현재의 엣지 컴퓨팅 이니셔티브에 대한 종합적인 분석을 제시하고 향후 발전을 위한 지속 가능성 중심의 로드맵을 제안한다. 기준 아키텍처에 대한 탐색적 콘텐츠 분석을 통해 통신 및 산업 부문의 주요 추세를 파악하고, 네트워크 가상화를 핵심 초점으로 삼으며, 환경, 경제, 사회적 차원의 지속 가능성 요소들을 에너지 사용, 편향, 모니터링, 비즈니스 모델과 같은 네 가지 교차적 문제와 연계한다.

ABSTRACT

Edge Computing is a new distributed Cloud Computing paradigm in which computing and storage capabilities are pushed to the topological edge of a network. However, various standards and implementations are promoted by different initiatives. Lead by a reference architecture model for Edge Computing, current initiatives are analyzed by explorative content analysis. Providing two main contributions to the field, we present, first, how current initiatives are characterized, and second, a roadmap for sustainable Edge Computing relating three dimensions of sustainable development to four cross-concerns of Edge Computing. Findings show that most initiatives are internationally organized software development projects; important branches are currently telecom and industrial sectors; most addressed is the network virtualization layer. The roadmap reveals numerous chances and risks of Edge Computing related to sustainable development; such as the use of renewable energies, biases, new business models, increase and decrease of energy consumption, responsiveness, monitoring and traceability.

연구 동기 및 목표

• 기존 표준과 프로젝트에 대한 체계적 검토를 통해 엣지 컴퓨팅 이니셔티브의 현재 풍경을 분석하기.
• 엣지 컴퓨팅 확산을 이끄는 주요 부문과 기술 계층(예: 네트워크 가상화 등)을 특정하기.
• 환경, 경제, 사회적 차원을 엣지 컴퓨팅 개발에 통합한 지속 가능성 로드맵을 수립하기.
• 에너지 소비, 알고리즘 편향, 모니터링 추적 가능성과 같은 교차적 문제들이 엣지 시스템의 장기적 지속 가능성에 미치는 영향을 검토하기.
• 정책 입안자, 산업계, 연구자들이 지속 가능한 엣지 컴퓨팅 구현을 위해 실천 가능한 통찰을 제공하기.

제안 방법

• 주요 엣지 컴퓨팅 이니셔티브의 기준 아키텍처 모델에 대한 탐색적 콘텐츠 분석 수행.
• 조직 구조, 부문 집중도, 기술 계층(예: 네트워크, 컴퓨팅, 스토리지)에 따라 이니셔티브를 분류.
• 에너지 사용, 편향, 모니터링, 비즈니스 모델의 네 가지 교차적 문제를 환경, 경제, 사회적 지속 가능성 차원에 매핑.
• 발견된 결과를 통합하여 지속 가능한 엣지 컴퓨팅 개발을 위한 체계적 로드맵으로 정리.
• 기술적, 경제적, 윤리적 측면에서 위험과 기회를 평가하기 위한 다차원 프레임워크 활용.
• 검증 및 맥락화를 위해 2020년 제15회 국제 Wirtschaftsinformatik 회의(15th International Conference on Wirtschaftsinformatik)의 결과를 활용.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 현재의 엣지 컴퓨팅 이니셔티브는 어떻게 구성되어 있으며, 어떤 부문이 주로 이들을 주도하고 있는가?
• RQ2 기존 엣지 컴퓨팅 이니셔티브에서 가장 두드러지게 다뤄지는 기술 계층(예: 네트워크 가상화 등)은 무엇인가?
• RQ3 환경, 경제, 사회적 차원에서 엣지 컴퓨팅의 주요 지속 가능성 도전 과제와 기회는 무엇인가?
• RQ4 에너지 소비, 알고리즘 편향, 모니터링 추적 가능성과 같은 교차적 문제들이 엣지 시스템의 장기적 지속 가능성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 글로벌 지속 가능성 목표에 부합하는 방향으로 엣지 컴퓨팅의 지속 가능한 발전을 이끄는 전략적 로드맵은 무엇인가?

주요 결과

• 대부분의 엣지 컴퓨팅 이니셔티브는 국제적으로 협력하는 소프트웨어 개발 프로젝트이며, 주로 통신 및 산업 부문에서 주도되고 있다.
• 네트워크 가상화 계층이 이니셔티브 전반에서 가장 자주 다뤄지는 기술 구성 요소로 나타나, 인프라의 유연성에 초점이 맞춰져 있음을 시사한다.
• 에너지 소비 증가가 엣지 배포로 인해 발생하는 중대한 지속 가능성 리스크이지만, 재생 가능 에너지 자원을 활용할 수 있는 기회도 존재한다.
• 알고리즘 편향과 의사결정 과정의 투명성 부족은 엣지 컴퓨팅 시스템에서 주요 윤리적 과제를 야기한다.
• 감시 및 추적 가능성은 특히 규제가 엄격한 산업 및 헬스케어 응용 분야에서 책임감과 준수를 확보하는 데 핵심적이다.
• 새로운 비즈니스 모델이 등장하고 있으나, 규제 및 기술적 조율가 없이선 장기적인 경제적 지속 가능성에 대한 불확실성이 남아 있다.