🎯 인터미턴트 컴퓨팅(Intermittent Computing)

✨ 1. 서론

사물인터넷(IoT), 웨어러블 디바이스, 센서 네트워크 등 초저전력 장치의 확산이 가속화되면서 지속적인 전력 공급이 어려운 환경에서도 안정적으로 작동할 수 있는 컴퓨팅 기술이 필요해졌다. 이를 해결하기 위한 기술 중 하나가 **인터미턴트 컴퓨팅(Intermittent Computing)**이다. 본 답안에서는 인터미턴트 컴퓨팅의 개념, 동작 원리, 주요 기술, 실무 적용 방안을 분석한다.

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🔍 2. 본론

🛠️ 2.1 인터미턴트 컴퓨팅(Intermittent Computing)의 정의

인터미턴트 컴퓨팅은 불안정한 전력 공급 환경에서도 동작을 유지하기 위해, 장치가 전원이 들어올 때마다 이전 상태를 복원하여 작업을 이어서 수행하는 기술이다.

👉 핵심 개념:

• 불안정한 전력 공급: 배터리가 없거나, 에너지 하베스팅(태양광, 진동, RF 신호 등)으로 간헐적 전력이 들어오는 환경
• 작업 상태 유지: 전원이 끊겨도 현재 작업 상태(메모리, 레지스터 등)를 저장하고, 전력이 다시 들어오면 중단된 위치부터 재개
• 초저전력 환경 대응: 웨어러블, IoT 센서, 의료 기기 등 지속적인 작동이 필요한 저전력 디바이스에 적합

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🔧 2.2 동작 원리

✅ ① 체크포인트 기반 상태 저장 (Checkpointing)

• 프로세스 실행 중 특정 시점(체크포인트)마다 메모리, 레지스터, 변수 상태를 저장
• 전력 공급이 중단되면 마지막 체크포인트 상태에서 재시작
• 예제: 온도 센서가 온도 데이터를 1분마다 측정하고 전송 → 전원 중단 후 복구 시, 마지막 측정 상태부터 재개

✅ ② 분할 실행 (Task-based Execution)

• 하나의 큰 작업을 **여러 개의 작은 작업 단위(Task)**로 나눠서 처리
• 전력 공급이 중간에 끊겨도 완료된 작은 작업은 다시 수행하지 않고 다음 작업부터 진행
• 예제: 이미지 분석 작업을 픽셀 블록 단위로 분할하여, 전원이 복구되면 완료된 블록 이후부터 계속 분석

✅ ③ 저전력 데이터 저장 기술

• 전력 차단 시에도 데이터가 유지되는 비휘발성 메모리(NVM, Non-Volatile Memory) 활용
• 대표 기술: FRAM(Ferroelectric RAM), MRAM(Magnetoresistive RAM)

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🔥 2.3 인터미턴트 컴퓨팅의 장단점

항목장점단점

전력 효율	초저전력 환경에서도 동작 가능	전력 안정성이 낮으면 실행 속도 저하 발생 가능
연속성 보장	전력 끊겨도 작업 중단 없이 이어서 실행 가능	상태 복원 시 오버헤드 발생 가능
데이터 안전성	체크포인트/비휘발성 메모리로 데이터 손실 방지	데이터 동기화 문제 발생 가능
장치 수명 연장	배터리 없는 장치에서도 수명 연장 가능	복잡한 상태 저장 기술 요구

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🛠️ 2.4 실무 적용 분야

✅ ① IoT 센서 네트워크

• 태양광, 바람, 환경 에너지 수집 기반의 배터리 없는 IoT 센서
• 예제: 농장 토양 센서 → 에너지 하베스팅으로 작동, 데이터 중단 없이 수집

✅ ② 웨어러블 디바이스

• 헬스케어 웨어러블, 스마트 워치 등 소형 배터리 기반 장치
• 예제: 심박수 측정 웨어러블 → 전력 부족 상황에서도 측정 중단 없이 이어서 데이터 기록

✅ ③ 의료 임플란트 기기

• 심장박동 모니터링, 혈당 센서 등 인체 삽입형 장치
• 예제: 전력 공급이 간헐적인 인체 센서 → 데이터 손실 방지 및 지속 모니터링

✅ ④ 극한 환경 탐사 장치

• 심해 탐사, 우주 탐사 기기 등 전력 확보가 어려운 환경
• 예제: 화성 탐사 로봇 → 태양광 불안정 시에도 데이터 수집 중단 없이 복구

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🎯 3. 결론

인터미턴트 컴퓨팅은 전력 공급이 불안정하거나 초저전력이 요구되는 환경에서 중단 없는 데이터 처리와 작업 수행을 가능하게 하는 혁신 기술이다. 정보관리기술사로서 IoT, 웨어러블, 의료기기, 우주탐사 등 다양한 분야에서 이를 적용할 수 있는 방안을 고려하고, 에너지 하베스팅, 체크포인트 저장, 비휘발성 메모리 활용 등 최신 기술 동향을 이해해야 한다.

👉 핵심 정리:

• 정의: 전력 중단에도 상태 저장 후 복원하여 작업 이어서 수행
• 핵심 기술: 체크포인트 저장, 분할 실행, 비휘발성 메모리
• 주요 분야: IoT 센서, 웨어러블, 의료 임플란트, 극한 탐사 장치
• 기술사 관점: 초저전력 환경 대응 방안 제시, 데이터 손실 방지 설계 능력 필수