소프트웨어 정의 차량(SDV)이란 무엇인가요?
요즘 자동차 업계에서는 ‘소프트웨어 정의 차량(SDV)’에 대해 이야기하고 있지만, 이것이 정확히 무엇을 의미하는지 모두가 이해하는 것은 아닙니다. 어차피 모든 차량에는 이미 자동차용 소프트웨어가 탑재되어 있지 않나요?
그렇긴 하지만, 소프트웨어 정의 차량(SDV)은 자동차 소프트웨어를 훨씬 더 강력한 방식으로 활용합니다. 소프트웨어 정의 차량의 기본 기능은 첨단 하드웨어 리소스와 최신 운영 체제를 기반으로 하는 소프트웨어에 의해 제공됩니다. 이는 과거 자동차에 탑재되었던 수많은 단일 고정 기능 하드웨어 블록 및 센서와는 대조적입니다. 소프트웨어 정의 차량은 더 유연하고 업그레이드가 용이하며, 데이터를 활용하고 공유하며, 클라우드와 연결되어 있습니다. 이는 고객이 다른 디지털 기기에서 기대하는 것과 마찬가지로, 시간이 지남에 따라 차량이 지속적으로 개선될 수 있음을 의미합니다. 또한 이를 통해 자동차 산업은 소프트웨어를 활용하여 차량 수명 주기 전반에 걸쳐 새로운 비즈니스 모델과 다양한 기능을 구현할 수 있게 됩니다.
이러한 차이점들은 별것 아닌 것처럼 보일 수도 있지만, 사실 매우 중요하며 자동차 제조사와 소비자 모두에게 이점과 기회를 가져다줍니다. 이 블로그에서는 OEM들이 소프트웨어 정의 차량을 개발해 나가는 과정에서 필요한 핵심 요소들이 무엇인지 살펴보겠습니다.
소프트웨어 정의 차량: 유연성과 확장성
시간에 따른 함수 더하기
소프트웨어 정의 차량(SDV)의 핵심적인 측면은 유연성을 갖추고 지속적인 소프트웨어 개발을 가능하게 하는 능력입니다. 과거에는 차량이 조립 라인에서 출고될 때 특정 사양과 기능을 갖도록 설계되었으며, 차량의 수명 주기 내내 그 기능만 수행할 수 있었습니다. 반면, 소비자들은 스마트폰과 같은 다른 기기에서 소프트웨어 업그레이드를 기대하며, 기술이 지속적으로 개선되고 새로운 기능으로 점진적으로 변화하는 것을 당연하게 여기게 되었습니다.
만약 여러분의 스마트폰이 한 번 고쳐진 뒤로는 새로운 기능이나 성능을 업데이트할 수 없다면 어떨지 상상해 보셨나요? 테슬라와 같은 제조사들은 자율주행 기술로 유명하지만, 더 중요한 점은 소프트웨어를 통해 차량을 개선할 수 있는 능력이, 그러한 기능이 없었던 과거의 다른 차량들에 비해 고객에게 핵심적인 가치를 제공한다는 사실을 입증했다는 것입니다.
무선(OTA) 업데이트
소프트웨어 정의 차량(SDV)은 생산 후에도 소프트웨어 업데이트를 통해 사전에 예상하지 못했던 기능과 새로운 서비스를 지속적으로 추가할 수 있는 확장 가능한 소프트웨어 플랫폼을 제공합니다. 이러한 유연성 덕분에 자동차 제조사, 서비스 제공업체 등은 생산 후에도 소프트웨어를 통해 차량에 기능과 개선 사항을 추가할 수 있습니다. 그 결과 소비자는 더 나은 사용자 경험을 누릴 수 있게 되며, 구매한 차량이 지속적으로 개선되고 문제가 해결되며, 구매 당시에는 생각지도 못했던 경험을 제공받게 됩니다. 저는 우리가 오늘날 생각하지 못한 미래의 기능을 제공할 수 있도록 차량을 설계해야 한다고 말하곤 합니다. 이를 위해서는 유연하고 업그레이드가 가능한 차량이 필요하며, 이는 점점 더 소프트웨어 개발을 통해 새로운 기능을 제공하는 것을 의미합니다.
무선(OTA) 업데이트는 자동차 업계에서 점점 더 인기를 얻고 있는 강력한 도구로, 특히 테슬라, 메르세데스-벤츠, 현대자동차 등 차량 소프트웨어 업데이트를 적극적으로 제공하고 있는 기업들의 선례를 따라 그 중요성이 커지고 있습니다. 소프트웨어를 통한 이러한 점진적인 변화를 실현하기 위해서는, 기반이 되는 하드웨어가 향후 OTA 업데이트를 미리 대비하고, 제조 후에도 지속적인 개발이 가능하도록 하는 하드웨어 기술을 포함해야 합니다. 많은 OEM 업체들이 완전히 개방된 기술 플랫폼을 도입할 준비가 되어 있지 않거나, 사이버 보안 문제로 인해 외부 시스템과의 연동에 우려를 표할 수 있지만, 차량이 사전에 업그레이드 가능하도록 설계되었다면 기존 차량 시스템과 원활하게 통합될 수 있는 소프트웨어 업데이트의 기회는 여전히 남아 있습니다.
새로운 비즈니스 모델
자동차 업계 전반에 걸쳐 공통된 관심사는 업그레이드 가능한 소프트웨어가 어떻게 새로운 비즈니스 모델과 기능을 창출할 수 있는지 이해하는 것입니다. 차량 소프트웨어는 인포테인먼트 시스템이나 차량용 앱을 통해 운전자에게 새로운 기능을 제공할 잠재력을 지니고 있습니다. 예를 들어, 음악 스트리밍 기능을 제공하지 않는 차량을 찾기는 쉽지 않지만, 불과 몇 년 전만 해도 이러한 통합 기능은 매우 새로운 것이었습니다. 소프트웨어 정의 차량(SDV)은 자동차 업계에 새로운 트렌드가 등장할 때마다 이에 유연하게 대응하고, 고객이 요구하는 새로운 기능을 제공할 수 있는 유연성을 부여하며, 이는 스마트폰 사용 경험과 유사합니다.
차량과 스마트폰 앱을 연동하기
또 다른 예로는 커넥티드 서비스(또는 커넥티드 카 서비스)가 있습니다. 일부 최신 차량에는 원격 도어 잠금, 위치 확인 및 기타 간단한 설정을 할 수 있는 차량용 앱이 탑재되어 있습니다. 현대적인 소프트웨어 아키텍처를 통해 자동차 제조사는 앱이나 인포테인먼트 시스템을 통해 커넥티드 서비스를 훨씬 더 강력한 기능으로 확장할 수 있습니다. 이러한 기능은 운전자 충성도를 높이기 위해 무료로 제공될 수도 있고, 제조사가 소프트웨어를 배포하여 새로운 기능에 대해 요금을 부과함으로써 수익원을 개선할 수도 있습니다. 무료이든 유료이든, 소프트웨어 정의 차량(SDV)은 운전자와 업계 전반에 이점을 제공하는 소프트웨어를 통해 시간이 지남에 따라 차량에 더 큰 가치를 제공할 수 있습니다.
소프트웨어 정의 차량의 전기·전자 아키텍처
소프트웨어 정의 차량(SDV)으로의 전환은 자동차 산업의 차량 전기·전자 아키텍처 발전과 밀접하게 연관되어 있습니다. 차량 아키텍처가 발전함에 따라 소프트웨어를 획기적이고 새로운 방식으로 활용할 수 있는 가능성이 열립니다. 먼저 소프트웨어 정의 차량에서 나타나는 몇 가지 주요 하드웨어 변화를 살펴보겠습니다.
현대 네트워크를 기반으로 하여
이러한 유연성을 가능하게 하는 핵심 요소 중 하나는 네트워킹입니다. 기존 차량은 CAN(Controller Area Network)과 같은 네트워킹 표준을 기반으로 한 유선 연결 방식으로 구현되었으며, 이로 인해 설계 단계에서 특정 데이터 소스와 목적지가 고정되었습니다. 이러한 방식에는 몇 가지 주요 약점이 있습니다.
첫째, 고정식 연결부는 생산 후에는 변경할 수 없기 때문에, 필요한 시스템에 접근할 수 없어 새로운 기능을 구현하는 것이 불가능할 수 있습니다. 둘째, 기존 차량의 배선은 믿기 힘들 정도로 무겁습니다. 일반적으로 차량에서 세 번째로 무거운 부품은 배선 전체입니다! 또한 이 배선은 조립이 까다로워, 두꺼운 전선 다발을 차량 내부의 통로로 배선하는 데 막대한 육체 노동이 필요합니다. 마지막으로, 이러한 네트워크는 진단하기 어렵습니다. 충돌 등으로 인해 전선 중 하나가 고장 나거나 손상되면 문제를 파악하기 어려울 뿐만 아니라 수리도 어렵거나 불가능할 수 있습니다.
자동차 이더넷은 차량 개발을 간소화합니다
반면, 소프트웨어 정의 차량(SDV)은 동적인 최신 네트워킹 기술을 채택합니다. 자동차 이더넷(Automotive Ethernet)과 같은 새로운 컴퓨터 네트워킹 표준을 통해 차량은 특히 차량으로 들어오고 나가는 중요한 정보 소스를 중심으로, 소프트웨어를 통해 프로그래밍이 가능한 유연한 연결성을 확보할 수 있습니다. SDV는 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN)의 장점을 차용하는 동시에, 안전에 중요한 트래픽에 우선순위를 부여하고 내결함성을 확보하기 위한 추가 요구 사항을 반영할 수 있습니다.
이더넷은 공유 자원이므로, 서로 다른 하위 시스템 간에 점대점 연결을 구축할 필요가 더 이상 없습니다. 이러한 변화로 인해 배선의 총 중량이 줄어들고, 조립 복잡성이 개선되며, 차량 효율성이 향상됩니다. 또한 이더넷을 사용하면 개발 및 디버깅이 더 쉬워져 오류 위치를 파악하기 용이하며, 경우에 따라서는 순전히 소프트웨어를 통해서만 문제를 진단하고 수리할 수 있는 가능성이 높아집니다.
Sonatus 다각적인 ‘Sonatus Foundation’ 제품을 통해 현대적인 네트워킹을 가능하게 하는 핵심 소프트웨어 기술을 제공하며, 이를 통해 라이프사이클 전반에 걸쳐 연결을 추가, 조정 및 개선할 수 있습니다.
통합된 하드웨어 및 소프트웨어의 공존
소프트웨어 정의 차량(SDV)에서 두 번째로 중요한 변화는 앞서 설명한 종류의 업그레이드 가능성을 실현할 수 있는 하드웨어 연산 기능을 갖춘 차량 아키텍처로 진화하는 것입니다. 전통적으로 차량 전자 장치는 완전히 통합된 수많은 개별 전자 제어 장치(ECU)로 구현되었는데, 이는 하드웨어 박스의 물리적 구성 요소와 관련 임베디드 소프트웨어로 이루어져 있으며, 창문 제어, 공조 제어, 제동 등 단일 기능을 수행합니다. 그 박스(종종 문자 그대로나 비유적으로 “블랙박스”로 불리기도 함)는 수명 기간 동안 변하지 않았으며, 오직 그 단일 기능만을 수행했습니다. 이러한 접근 방식은 비용이 많이 들고, 무거우며, 관리하기 어려울 뿐만 아니라, 업그레이드 가능성과 지속적인 개발을 가로막는 장벽이 되기도 합니다.
대신, 소프트웨어 정의 차량(SDV)은 컴퓨터나 스마트폰이 동시에 여러 애플리케이션을 실행하는 것과 마찬가지로, 더 적은 수의 통합된 컴퓨팅 하드웨어 유닛을 사용하여 여러 작업을 수행합니다. 최신 임베디드 운영 체제, 가상화, 하이퍼바이저, 애플리케이션 컨테이너와 같은 기술을 통해 이러한 애플리케이션들은 하드웨어 자원을 공유하고 서로 간섭하지 않으면서 동시에 실행될 수 있습니다. 이러한 소프트웨어 플랫폼의 진화는 차량 설계를 대폭 간소화하고, 무게와 조립 복잡성을 줄여주며, 시간이 지남에 따라 새로운 기능을 추가할 수 있는 가능성을 근본적으로 열어줍니다.
통합을 통해 총 비용을 절감할 수 있습니다
일반적으로 자동차 제조사들이 필수 기술을 추가하면 비용이 증가할 것이라는 오해가 있지만, 현실은 오히려 그 반대일 가능성이 높습니다. 소프트웨어 정의 차량(SDV)에는 더 많은 소프트웨어 개발이 수반되고, 개별 전자 시스템의 경우 더 많은 연산 능력을 확보하기 위해 도입 비용이 더 들 수 있지만, 차량 내 하드웨어의 전체 비용은 상당히 절감될 수 있습니다. 기존 차량에는 다양한 센서, 안전 요구 사항 및 편의 기능을 지원하기 위해 최대 150개에 달하는 ECU가 장착될 수 있다는 점을 고려할 때, 차량 내 ECU의 총 수를 줄이면 하드웨어 비용을 상당히 절감할 수 있습니다. 자동차 제조사와 그 공급업체의 소프트웨어 개발은 더 복잡해지겠지만, 자동차 제조업체가 부담하는 전체 자본 지출(CapEx) 및 운영 비용(OpEx)은 감소하게 됩니다.
소프트웨어 정의 차량(SDV) 분야의 데이터 기반 혁신
현대식 차량에는 차량 내부에서 방대한 양의 데이터를 생성하는 수백 개의 센서가 장착되어 있습니다. 또한 운전자들은 스트리밍 오디오, 내비게이션, 실시간 교통 정보부터, 장래에는 주변의 다른 차량이나 인프라와의 통신에 이르기까지 차량 외부에서 전달되는 다양한 데이터를 기대합니다. 업계가 양방향 모두에서 직면한 과제는 이 엄청난 양의 데이터를 관리하는 것이며, 그 규모는 LTE 네트워크를 통해 데이터를 전송하고 저장할 수 있는 용량을 훨씬 뛰어넘을 수 있습니다. 맥킨지에 따르면, 자동차 한 대는 시간당 약 25기가바이트의 데이터를 생성할 수 있습니다.
게다가, 50밀리초마다 “시스템 #723의 모든 시스템 정상”이라는 메시지를 반복적으로 보고하는 것과 같이, 모든 차량 데이터가 똑같이 유용한 것은 아닙니다. 훨씬 더 유용한 것은 사전 대응이나 예방적 유지보수를 가능하게 하기 위해 상세한 보고가 필요한 문제 패턴을 감지하는 것입니다. 이를 위해서는 차량 데이터에 대해 목표 지향적인 질문을 던지고, 이러한 질의 내용을 신속하게 정교화할 수 있는 소프트웨어 솔루션이 필요합니다. 차량 데이터에 대해 세밀하게 질의할 수 있는 이러한 능력은 Sonatus Collector AI의 독보적인 장점 중 하나입니다.
SDV는 커넥티드 차량입니다
데이터에 대한 이러한 논의와 더불어, 소프트웨어 정의 차량의 네 번째 핵심 특징은 ‘연결성’입니다. 오늘날 차량은 차내 Wi-Fi, 스트리밍 서비스, 실시간 교통 정보와 같은 특정 서비스를 제공하기 위해 점점 더 많이 연결되고 있습니다. 이러한 통합은 좋은 시작이지만, 클라우드와의 지속적인 연결성을 제공해야만 이를 통해서는 불가능했던 기능들의 개발을 실현할 수 있습니다.
클라우드는 앞서 언급한 귀중한 차량 데이터를 수집하기에 적합한 환경을 제공하며, 인공지능을 비롯한 강력한 연산 능력을 통해 잠재적인 문제를 암시할 수 있는 중요한 패턴을 소프트웨어로 탐지할 수 있게 해줍니다. 클라우드 시스템은 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS)과 그보다 더 발전된 자율 주행에 필수적이지만, 이는 클라우드가 제공하는 수많은 이점 중 하나에 불과합니다.
클라우드는 또한 사용자에게 엔터테인먼트 및 콘텐츠 서비스를 제공하는 풍부한 플랫폼을 제공하며, 자율 주행 수준이 높아짐에 따라 운전자와 승객이 일상적인 주행 경험의 일환으로 더욱 풍부한 뉴스, 정보 및 엔터테인먼트 서비스를 즐길 수 있게 됨에 따라 이러한 추세의 중요성은 더욱 커질 것입니다. 또한 클라우드는 소프트웨어 코드의 개발 및 프로토타입 제작을 더욱 신속하게 촉진합니다. 포드 모터 컴퍼니( Sonatus )는 AWS, 구글 클라우드(Google Cloud)와 같은 선도적인 클라우드 제공업체는 물론, 자동차 제조사(OEM)의 사설 클라우드와 협력하여 이러한 개선 사항들을 실현하고, 과거의 비연결 차량에 비해 커넥티비티가 제공할 수 있는 가치를 높이고 있습니다.
마찬가지로, 자동차 업계는 오랫동안 ‘차량-인프라 간 통신(V2I)’이 제시하는 가능성을 향해 나아가고 있는데, 이를 통해 차량이 신호등과 같은 고정형 인프라 및 다른 차량과 원활하게 통신함으로써 도로 이용을 종합적으로 최적화하고 안전성을 향상시킬 수 있는 잠재력을 지니고 있습니다.
무선 업데이트(OTA) 기능을 갖춘 커넥티드 차량은 차량 성능 향상과 같은 예상치 못한 이점도 제공합니다. 차량에서 수집된 데이터를 머신 러닝과 결합함으로써 선도적인 기업들은 시간이 지남에 따라 핵심 구성 요소를 미세 조정하여, 트랙션 알고리즘, 배터리 알고리즘, 핸들링, ADAS 안전 기능 및 기타 첨단 기능에 이르기까지 광범위한 차량 성능 및 안전 영역에 걸친 핵심 기능을 개선할 수 있는 기회를 얻게 됩니다. 확장 가능한 소프트웨어 스택과 임베디드 OS를 기반으로 하는 SDV(소프트웨어 정의 차량)는 시간이 지남에 따라 이러한 개선을 이루어낼 수 있는 능력을 갖추고 있습니다.
소프트웨어 정의 차량(Software Defined Vehicles)은 소프트웨어 정의 자동차( AI)에 대응할 준비가 되어 있습니다.
SDV가 제공하는 가장 흥미로운 새로운 기회 중 하나는, 차량에 인공지능과 머신러닝을 적용할 수 있도록 하는 강력한 기반을 마련해 준다는 점입니다. 현재 자동차 업계에서 딥러닝( AI )의 도입은 점차 확대되고 있지만, 아직은 대부분 특정 하위 시스템에 국한되어 있습니다.
예를 들어, 첨단 ADAS 시스템과 그보다 더 발전된 형태인 자율주행 기술은 다른 차량, 보행자, 차선 등을 감지하고 보다 정교한 경로 계획을 수립하기 위해 방대한 양의 딥러닝( AI )을 필요로 합니다. 마찬가지로, 운전자 모니터링/승객 모니터링과 같은 일부 시스템은 운전자의 피로, 부주의 등을 감지할 수 있으며, 점점 더 많은 딥러닝( AI ) 알고리즘을 활용하고 있습니다. 물론, 클라우드 기반 차량-투-클라우드( AI ) 기술은 이미 한동안 사용되어 왔으며, SDV(스마트 연결 차량)가 생성할 수 있는 방대한 데이터를 활용합니다. 이를 통해 클라우드에서 특정 유형의 분석이 가능해지며, 더 많은 데이터가 수집되고 업로드될수록 분석 능력도 향상됩니다.
그러나 차량 전반을 더 폭넓게 살펴보면, 챗봇 기반 차량 내 비서( AI )는 아직 초기 단계에 불과합니다. 차량 내 챗봇( AI )의 잠재력은 단순히 모든 데이터를 클라우드에 업로드하는 것보다 훨씬 더 광범위합니다. 차량 내 어시스턴트 챗봇은 점점 더 보편화되어, 운전자와의 AI 기반 상호작용의 첫 번째 단계 역할을 하고 있습니다. AI 를 활용하여 예방 정비 및 문제 탐지 능력을 향상시킬 수 있는 잠재력이 있어, 더 많은 가능성이 열려 있습니다. Sonatus 는 AI 를 활용하여 운전자나 정비 기술자가 차량 문제를 보다 선제적으로 파악할 수 있도록 돕는‘AI Technician’을만드는 방법을 시연했습니다.
AI 더 나은 분석과 같은 다양한 기능을 구현할 수 있습니다. 현재 모든 데이터는 AI 처리를 위해 클라우드로 전송되지만, 시간이 지남에 따라 AI 에지 및 차량 내에서 더 많은 처리가 이루어지게 되어 비용을 절감하고 AI 기반 분석에 대한 대응력을 높일 수 있을 것입니다. 이는 빠르게 발전하고 있는 분야로, 흥미진진한 혁신의 장이 될 것으로 기대됩니다. 차량 AI 도입의 기회와 과제에 대해서는 이 주제를 다룬 당사의 최근 블로그 게시물을 통해 자세히 알아보시기 바랍니다.
자동차 산업에 대한 결론
소프트웨어 정의 차량(SDV)은 매력적인 새로운 활용 사례와 경험을 창출할 수 있는 가능성을 열어주지만, 이러한 이점을 실현하기 위해서는 유연성과 업그레이드 가능한 소프트웨어, 하드웨어 통합, 최적화된 데이터, 클라우드 연결성이라는 방향으로의 근본적인 전환이 필요합니다. 이 네 가지 핵심 특성을 바탕으로 SDV는 새로운 경험과 부가가치 서비스를 창출하며, 이는 자동차 제조사(OEM)의 수익 증대에도 기여할 뿐만 아니라 자동차 제조사와 소비자 모두에게 흥미진진한 미래를 열어줄 것입니다.
Sonatus 팟캐스트에서 더 자세히 알아보세요
자세한 내용을 알아보시려면, Sonatus 에서 첨단 차량 기술과 소프트웨어 정의 차량(SDV)의 개발을 다루는 “The Garage”라는 제목의 영상 및 오디오 팟캐스트를 제작하여 첨단 차량 기술과 소프트웨어 정의 차량(SDV)의 개발 현황을 다루고 있습니다.“소프트웨어 정의 차량(SDV)이란 무엇인가?”라는 에피소드에서는 Sonatus 의 CEO 제프 차우(Jeff Chou)와 제가 SDV와 그 주요 특징에 대해 논의합니다. 이 팟캐스트는 저희 웹사이트, 유튜브, 스포티파이 또는 애플 팟캐스트에서 확인하실 수 있습니다. 향후 에피소드 업데이트 알림을 받으시려면 Sonatus의 유튜브 채널을 구독해 주세요.