UDP의 한계를 넘다! 산업용 비전을 위한 ‘RDMA’ 혁신
산업 현장에서의 자동화와 고속 영상 처리 수요가 폭발적으로 증가함에 따라, 이를 뒷받침할 수 있는 안정적이고 효율적인 데이터 전송 기술이 그 어느때보다 중요해지고 있다. 기존 GigE Vision 카메라에서 사용되던 UDP 기반 전송 방식은 단순성과 낮은 지연 시간으로 널리 채택되어 왔으나, 최근에는 10GigE 이상의 대역폭을 요구하는 멀티카메라 애플리케이션에서 한계를 드러내고 있다. 이에 따라 LUCID Vision Labs는 고속, 고신뢰성 전송이 가능한 RDMA(Remote Direct Memory Access) 기반의 솔루션을 제시하고 있다.
UDP 방식의 한계와 RDMA의 등장
UDP는 빠르고 가벼운 전송이 장점이지만, 패킷 손실 시 재전송을 위한 신뢰성 기능이 제한적이다. 특히 고해상도 다중 카메라 시스템에서 대량의 이미지 데이터를 실시간으로 전송해야 할 경우, CPU 부하가 크게 증가하고 지연현상이 발생하기 쉽다. 반면, RDMA는 CPU나 운영체제를 거치지 않고 이미지 데이터를 메인 메모리에 직접 전송할 수 있는 기술이다.
이러한 제로-카피 방식은 CPU사용률을 극적으로 낮춰주며, 고속 데이터 전송 시 발생할 수 있는 병목현상을 제거한다. 실제로 LUCID의 RDMA 환경에서는 10GigE 카메라 4대를 사용해도 CPU 점유율이 1% 미만에 불과하다.
▲ RDMA 결과(작업 관리자 기준): CPU 사용률 – 평균 1%
RoCE v2를 통한 산업용 RDMA 구현
RDMA는 데이터센터에서 먼저 사용되던 기술이었지만, RoCE v2(RDMA over Converged Ethernet) 표준의 등장으로 산업용 네트워크에서도 활용이 가능해졌다. RoCE v2는 기존 이더넷 인프라를 그대로 사용하면서도 RDMA의 높은 처리 속도와 낮은 지연 속도를 제공한다. LUCID는 이 기술을 기반으로 자사 10GigE 및 25GigE 카메라와 호환되는 RDMA 네트워크 인터페이스 카드를 개발, 공급하고 있다.
▲ RDMA에 최적화된 LUCID의 고속 카메라 및 전용 NIC. Atlas25, Atlas10, Triton10 카메라와 25GigE/10GigE용 다채널 PoE+ NIC 구성.
GigE Vision 3.0과의 통합: RDMA의 표준화
LUCID는 GigE Vision 표준위원회와의 협력을 통해 RDMA 기술을 GigE Vision 3.0에 통합하고 있다. 이를 통해 사용자는 기존 GigE Vision 프레임워크 내에서 RDMA의 장점을 활용할 수 있으며, 소프트웨어 개발 및 시스템 통합 또한 용이해진다.
RDMA 기반의 GVSP(GigE Vision Stream Protocol)는 기존 UDP 기반 전송 방식과 달리, 이미지 데이터에 별도의 헤더가 필요없어 디코딩 부담을 줄이고 하드웨어 기반 흐름 제어를 가능하게 한다. 특히 LUCID의 Atlas10 및 Triton10 카메라는 이러한 RDMA 환경에 최적화된 구조를 갖추고 있어, 고해상도 이미지 처리와 GPU 기반 딥러닝 분석을 동시에 수행하는 애플리케이션에서 뛰어난 성능을 발휘한다.
▲ RDMA 기반 고속 비전 시스템 구성의 예시. 좌측은 멀티카메라 연결, 우측은 RoCE v2 기반 RDMA 시스템 적용 사례.
미래의 머신 비전을 위한 준비
RDMA 기술은 단순한 전송 속도 개선을 넘어, 머신 비전 시스템의 구조를 근본적으로 변화시키는 혁신적인 솔루션이다. 특히 GPUDirect와 같은 기술과 결합될 경우, 이미지 데이터를 GPU 메모 리로 직접 전송하여 지연 없는 비전 기반 딥러닝 분석이 가능해진다.
LUCID는 앞으로도 고속, 고신뢰성 비전 솔루션을 위해 RDMA 기술의 발전과 표준화에 적극 기여해 나갈 계획이다. 산업용 비전 시장의 차세대 고속 인터페이스로서 RDMA는 이미 현실이 되었으며, 그 중심에 LUCID의 기술 혁신이 함께 하고 있다.
10GigE 산업용 카메라 ‘Triton10’
Triton10 시리즈는 5.0MP부터 최대 24.5MP 해상도까지 다양한 Sony 센서를 기반으로 하며, 10GigE 인터페이스와 RDMA(Remote Direct Memory Access) 지원을 통해 초고속 이미지 전송 성능을 제공하는 것이 특징이다.
산업 환경에 최적화된 설계: Triton10은 LUCID의 견고한 Factory Tough 플랫폼을 바탕으로 설계되어, 먼지와 수분으로부터 보호되는 IP67 등급의 콤팩트한 하우징을 갖췄다. 또한 산업용 환경에 적합한 17핀 M12 GPIO 커넥터를 채택해, 공간이 제한된 다양한 애플리케이션에서도 안정적인 설치가 가능하다. 특히 10GigE 인터페이스를 지원하면서도 44×44×82mm의 소형 폼팩터를 유지하며, 안정적이고 신뢰도 높은 데이터 전송 성능을 제공한다는 점이 돋보인다.
RDMA 지원: Triton10은 RDMA 기능을 통해 CPU나 운영체제를 거치지 않고 최대 1.2GB/s의 데이터 전송을 메인 메모리로 직접 처리하는 제로-카피 스트리밍을 구현한다. 이로써 시스템의 지연 시간과 CPU 부하를 획기적으로 줄일 수 있어, 멀티카메라 구성이나 고대역폭이 요구되는 애플리케이션에 적합한 솔루션으로 평가받고 있다.
