2021.06.01

“엣지 장비로 석유 시추 효율 높인다” 데본 에너지, 초소형 서버로 엣지 컴퓨팅 본격화

Maria Korolov | Network World
컴퓨팅과 스토리지 자원을 엣지로 옮기면 지연을 줄이고 대역폭 요구사항을 낮춰 성능을 개선하고 비용을 절감할 수 있다. 그러나 광범위한 엣지 컴퓨팅 구축에는 상당한 관리 문제가 따를 수 있다. 온프레미스 데이터센터에 있는 서버를 유지보수하는 것도 충분히 어려운 일인데, 하물며 오지 한복판에 있는 서버는 어떻겠는가.
 
ⓒ Getty Images Bank

이런 원격 컴퓨팅의 어려움을 가장 잘 아는 기업은 에너지 기업이다. 포천지 선정 500대 기업이자 셰일 생산업체인 데본 에너지(Devon Energy)의 데이터 과학 선임 자문인 딩저우 차오는 “유정을 시추하는 작업은 항상 오지에서 이뤄진다”고 말했다. 방대한 양의 데이터 스트림을 중앙 저장소로 전송하는 것이 불가능한 경우도 있지만, 그와 무관하게 회사는 언제나 현장 상황을 파악해야 한다. 차오는 “인터넷 연결 상태는 수시로 불안정하다. 90%의 시간 동안 인터넷을 사용할 수 있지만 10% 동안은 사용할 수 없다”고 설명했다. 

데이터의 용도가 단순한 모니터링이라면 90% 가용성은 용인할 수 있는 수준이지만, 실시간 대응이 필요한 경우에는 문제가 된다. 특히 이 회사는 머신러닝을 사용해 시추 및 운영 효율성을 높이고 작업을 자동화할 방안을 모색하고 있다. 이를 위해서는 현장 팀원들의 즉각적인 데이터 분석이 필요하다. 

차오는 “연결이 끊어지더라도 현장 담당자가 상황을 파악하고 의사 결정을 내릴 수 있도록 하려면 모든 것을 엣지로 옮겨야 한다. 클라우드 컴퓨팅에 의존하는 상태에서 연결이 끊어지면 현장에서 결과를 볼 수 없다”고 지적했다. 

데본 에너지가 그 목표를 달성하려면 외딴 원격지에 사실상 작은 규모의 데이터센터를 구축해야 했다. 

기술 인력도 문제였다. 차오는 “시추 현장의 인력은 컴퓨터에 익숙하지 않다. IT 인력이 아니다. 시스템 설정 역량이 제한적이므로 설정 작업은 단순할수록 좋다”고 말했다. 
 

구축과 관리의 용이함이 가장 높은 우선 순위 

데본 에너지는 하이브셀(Hivecell)의 서비스형 엣지 컴퓨팅 플랫폼을 선택했다. 하이브셀은 하드웨어(밝은 노란색의 적층형 모듈)와 클라우드 기반 플랫폼을 제공해서 고객이 하드웨어와 소프트웨어를 구성하고 관리할 수 있도록 한다. 

하이브셀 박스는 간단히 연결되므로 컴퓨팅 성능 또는 예비성을 위해 여러 박스가 필요한 경우에도 문제없이 확장할 수 있다. 모듈 연결에는 케이블이 사용되지 않는다. 하이브셀이 특허를 보유한 바라노프스키(Baranovsky) 커넥터는 모듈 간에 전력과 데이터를 모두 전달한다. 스택 전체에서 필요한 케이블은 전원 케이블 하나와 이더넷 케이블 하나, 두 개가 전부다. 회사 측에 따르면 박스를 개수 제한 없이 연결할 수 있다. 
 
ⓒ Hivecell


약 1.36kg의 각 모듈에는 2.4GHz의 코어 6개와 GPU CUDA 코어 256개가 있는 64비트 ARM 프로세서가 장착된다. 메모리는 8GB, SSD 용량은 500GB다. 외부 네트워크는 기가비트 이더넷을 지원하며, 모듈 간 통신을 위해 2개의 추가 기가비트 이더넷 채널이 있다. 또한 네트워크에서 일시적으로 분리되는 경우에 대비해 와이파이 연결을 내장했고 정전에 대비해 부하에 따라 25~60분 동안 작동하는 배터리 백업도 있다. 

고객은 관리 시스템을 사용해 원격으로 수십, 수백 개의 위치에서 하이브셀 노드 배포를 예약하고 모니터링하고 버튼 조작으로 간편히 컨테이너를 배포하고 운영체제와 쿠버네티스 런타임을 업그레이드하고 하이브셀 클러스터에 대한 임계값 알림을 설정하고 실시간으로 성능을 제어할 수 있다. 

차오에 따르면 데본 에너지는 장비에서 데이터를 수집하기 위해 하이브셀 모듈을 시추 장비 또는 수압 파쇄 현장의 데이터 밴에 설치했다. 직원이 장비를 가동하려면 전원 콘센트에 연결하고 시리얼 케이블(하이브셀은 데본 에너지 전용으로 이더넷 어댑터에 시리얼을 추가함)을 연결하고 전원을 켜기만 하면 된다. 하이브셀은 각 위치의 서비스 가용성에 따라 LTE 또는 위성 연결을 통해 회사 네트워크에 연결된다. 

차오는 “버튼 조작 한 번으로 설치가 된다. 또한 하드웨어는 임대 방식이므로 하이브셀 중 하나가 작동하지 않으면 새것을 다시 보내준다”고 말했다. 

차오는 하이브셀의 장점으로 배포와 관리의 용이함을 들면서 “현재 시중에서 최선의 설계”라고 말했다. 또 하나는 모든 요소를 완비한 패키지라는 점이다. 차오는 “경쟁사들은 하드웨어만 팔거나 소프트웨어만 판다”고 덧붙였다. 

차오는 2020년 초, WPX에 있던 당시부터 엣지 컴퓨팅 옵션을 살펴보기 시작했다. WPX는 지난 1월 데본 에너지와의 합병을 완료했다. 합병 회사는 2020년 하반기부터 플랫폼 구축을 시작했고 현재 4개의 하이브셀 박스가 현장에서 사용되고 있다. 처음 2개는 텍사스의 수압 파쇄 현장에, 3번째는 노스 다코타의 파쇄 현장에 구축됐다. 차오는 “원활하게 잘 작동하고 있다”고 밝혔다. 

하드웨어에서는 오픈소스 실시간 데이터 피드 플랫폼인 아파치 카프카(Kafka)가 실행된다. 현재는 구축 첫 단계로, 하이브셀은 현장 장비로부터 데이터를 수집하고 있다. 



2021.06.01

“엣지 장비로 석유 시추 효율 높인다” 데본 에너지, 초소형 서버로 엣지 컴퓨팅 본격화

Maria Korolov | Network World
컴퓨팅과 스토리지 자원을 엣지로 옮기면 지연을 줄이고 대역폭 요구사항을 낮춰 성능을 개선하고 비용을 절감할 수 있다. 그러나 광범위한 엣지 컴퓨팅 구축에는 상당한 관리 문제가 따를 수 있다. 온프레미스 데이터센터에 있는 서버를 유지보수하는 것도 충분히 어려운 일인데, 하물며 오지 한복판에 있는 서버는 어떻겠는가.
 
ⓒ Getty Images Bank

이런 원격 컴퓨팅의 어려움을 가장 잘 아는 기업은 에너지 기업이다. 포천지 선정 500대 기업이자 셰일 생산업체인 데본 에너지(Devon Energy)의 데이터 과학 선임 자문인 딩저우 차오는 “유정을 시추하는 작업은 항상 오지에서 이뤄진다”고 말했다. 방대한 양의 데이터 스트림을 중앙 저장소로 전송하는 것이 불가능한 경우도 있지만, 그와 무관하게 회사는 언제나 현장 상황을 파악해야 한다. 차오는 “인터넷 연결 상태는 수시로 불안정하다. 90%의 시간 동안 인터넷을 사용할 수 있지만 10% 동안은 사용할 수 없다”고 설명했다. 

데이터의 용도가 단순한 모니터링이라면 90% 가용성은 용인할 수 있는 수준이지만, 실시간 대응이 필요한 경우에는 문제가 된다. 특히 이 회사는 머신러닝을 사용해 시추 및 운영 효율성을 높이고 작업을 자동화할 방안을 모색하고 있다. 이를 위해서는 현장 팀원들의 즉각적인 데이터 분석이 필요하다. 

차오는 “연결이 끊어지더라도 현장 담당자가 상황을 파악하고 의사 결정을 내릴 수 있도록 하려면 모든 것을 엣지로 옮겨야 한다. 클라우드 컴퓨팅에 의존하는 상태에서 연결이 끊어지면 현장에서 결과를 볼 수 없다”고 지적했다. 

데본 에너지가 그 목표를 달성하려면 외딴 원격지에 사실상 작은 규모의 데이터센터를 구축해야 했다. 

기술 인력도 문제였다. 차오는 “시추 현장의 인력은 컴퓨터에 익숙하지 않다. IT 인력이 아니다. 시스템 설정 역량이 제한적이므로 설정 작업은 단순할수록 좋다”고 말했다. 
 

구축과 관리의 용이함이 가장 높은 우선 순위 

데본 에너지는 하이브셀(Hivecell)의 서비스형 엣지 컴퓨팅 플랫폼을 선택했다. 하이브셀은 하드웨어(밝은 노란색의 적층형 모듈)와 클라우드 기반 플랫폼을 제공해서 고객이 하드웨어와 소프트웨어를 구성하고 관리할 수 있도록 한다. 

하이브셀 박스는 간단히 연결되므로 컴퓨팅 성능 또는 예비성을 위해 여러 박스가 필요한 경우에도 문제없이 확장할 수 있다. 모듈 연결에는 케이블이 사용되지 않는다. 하이브셀이 특허를 보유한 바라노프스키(Baranovsky) 커넥터는 모듈 간에 전력과 데이터를 모두 전달한다. 스택 전체에서 필요한 케이블은 전원 케이블 하나와 이더넷 케이블 하나, 두 개가 전부다. 회사 측에 따르면 박스를 개수 제한 없이 연결할 수 있다. 
 
ⓒ Hivecell


약 1.36kg의 각 모듈에는 2.4GHz의 코어 6개와 GPU CUDA 코어 256개가 있는 64비트 ARM 프로세서가 장착된다. 메모리는 8GB, SSD 용량은 500GB다. 외부 네트워크는 기가비트 이더넷을 지원하며, 모듈 간 통신을 위해 2개의 추가 기가비트 이더넷 채널이 있다. 또한 네트워크에서 일시적으로 분리되는 경우에 대비해 와이파이 연결을 내장했고 정전에 대비해 부하에 따라 25~60분 동안 작동하는 배터리 백업도 있다. 

고객은 관리 시스템을 사용해 원격으로 수십, 수백 개의 위치에서 하이브셀 노드 배포를 예약하고 모니터링하고 버튼 조작으로 간편히 컨테이너를 배포하고 운영체제와 쿠버네티스 런타임을 업그레이드하고 하이브셀 클러스터에 대한 임계값 알림을 설정하고 실시간으로 성능을 제어할 수 있다. 

차오에 따르면 데본 에너지는 장비에서 데이터를 수집하기 위해 하이브셀 모듈을 시추 장비 또는 수압 파쇄 현장의 데이터 밴에 설치했다. 직원이 장비를 가동하려면 전원 콘센트에 연결하고 시리얼 케이블(하이브셀은 데본 에너지 전용으로 이더넷 어댑터에 시리얼을 추가함)을 연결하고 전원을 켜기만 하면 된다. 하이브셀은 각 위치의 서비스 가용성에 따라 LTE 또는 위성 연결을 통해 회사 네트워크에 연결된다. 

차오는 “버튼 조작 한 번으로 설치가 된다. 또한 하드웨어는 임대 방식이므로 하이브셀 중 하나가 작동하지 않으면 새것을 다시 보내준다”고 말했다. 

차오는 하이브셀의 장점으로 배포와 관리의 용이함을 들면서 “현재 시중에서 최선의 설계”라고 말했다. 또 하나는 모든 요소를 완비한 패키지라는 점이다. 차오는 “경쟁사들은 하드웨어만 팔거나 소프트웨어만 판다”고 덧붙였다. 

차오는 2020년 초, WPX에 있던 당시부터 엣지 컴퓨팅 옵션을 살펴보기 시작했다. WPX는 지난 1월 데본 에너지와의 합병을 완료했다. 합병 회사는 2020년 하반기부터 플랫폼 구축을 시작했고 현재 4개의 하이브셀 박스가 현장에서 사용되고 있다. 처음 2개는 텍사스의 수압 파쇄 현장에, 3번째는 노스 다코타의 파쇄 현장에 구축됐다. 차오는 “원활하게 잘 작동하고 있다”고 밝혔다. 

하드웨어에서는 오픈소스 실시간 데이터 피드 플랫폼인 아파치 카프카(Kafka)가 실행된다. 현재는 구축 첫 단계로, 하이브셀은 현장 장비로부터 데이터를 수집하고 있다. 



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