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하루에 25억 기가바이트 데이터 생산되고 있다.
150-350년 후, 디지털 비트수가 지구상 원자수보다 많아져.
현재 데이터의 90%는 지난 10년 동안 생산된 것. 디지털정보 연간 성장률은 20%.
데이터 센터는 이미 전 세계전력생산의 약 1%를 소비한다.

원자보다 비트가 더 많은 때는 언제일까?
디지털 정보 기술은 행성보다 더 많은 공간이 필요할 수 있다.

영국의 물리학자가 앞으로 150-350년 사이에 지구상의 원자수보다 디지털 비트의 수가 더 많아질 것이라고 계산했다. 이런 추세로 컴퓨터 기술과 디지털화가 계속된다면 저장될 정보는 미래의 기술 발전을 고려하더라도 지구보다 더 많은 공간이 필요하다.
디지털 재앙이 인류를 위협할 가능성이 있을까?  

▲ 먼 미래에 지구 원자보다 디지털 비트가 더 많은 시점이 올 수 있다.

컴퓨터 기술만큼 빠르게 발전한 것은 없다.
불과 반세기 만에 디지털 기술은 인간 생활의 모든 영역을 포착하고 근본적으로 변화시켰다. 오늘날 IBM 추정에 따르면 글로벌 데이터 전송, 데이터 센터 및 모바일 컴퓨터는 하루에 약 25억 기가바이트의 데이터를 생산한다. 이는 하루에 20조 비트의 엄청난 양에 해당한다.

"디지털 정보의 성장은 멈출 수 없는 것처럼 보인다"라고 Portsmouth 대학의 멜빈 봅손(Melvin Vopson)은 말한다. "오늘날 존재하는 데이터의 90%는 지난 10년 동안에만 생성됐다." 추세는 계속된다.

Seagate의 예측에 따르면 전 세계 데이터양은 2018년 33ZB(*제타바이트)에서 2025년 연간 175제타 바이트로 증가할 수 있다. 이 데이터를 BlueRay 디스크에 저장해 쌓으면 달까지 거리의 23배로 확장된다.

*제타바이트: 데이터 정보량을 나타내는 단위로, SI 단위계에서 10의 21제곱을 의미하는 SI 접두어 '제타(zetta)'와 컴퓨터 데이터량을 표시하는 단위인 '바이트(byte)'의 합성어다. [네이버 지식백과]

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우리 행성의 원자보다 더 많은 비트

이것이 향후 개발에 어떤 의미가 있을까?
Vopson은 최근 이것이 극도로 이어질 수 있는 새로운 방식을 제시했다.
그는 디지털 정보의 비트 수가 우리 행성의 원자 수를 초과하는 데 걸리는 시간을 결정했다. 이는 약 1050년으로 추정됐다.
디지털 데이터 생산의 연간 성장률이 20%라고 가정하면 비트 수는 350년 동안 지구의 원자 수를 초과 할 수 있다. 연간 50%의 강력한 성장으로 150년 안에 가능한 일이다.

이것은 극적인 결과를 가져올 것이다.
Vopson은 “미래의 기술 발전이 원자 크기에 가까운 크기로 줄어들 것이라고 가정하더라도 이 디지털 정보의 양은 지구 전체보다 더 많은 공간을 차지할 것이다. 그것은 우리가 정보 재앙으로 정의하는 것이다" 고 말했다.
왜냐하면 비트가 디지털 단위라하더라도 그들의 스토리지는 서버의 하드 드라이브와 같은 실제 공간을 필요로 하기 때문이다. 1비트는 현재 고성능 데이터 메모리에서 약 25제곱 나노미터를 차지한다.
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▲ 디지털 정보의 다양한 성장률을 기반으로 누적된 비트의 양 © Melvin Vopson

500년 동안 지구 질량의 절반

또한 일부 연구자들에 따르면 질량과 에너지의 동등성에 대한 아인슈타인의 유명한 공식 E = mc2 도 디지털 정보로 확장될 수 있다.
“이 확장에 따라 정보는 상황에 따라 질량 또는 에너지로 변환될 수 있는 물리적 상태다. 전설적인 물리학자인 *존 아치볼드 휠러(John Archibald Wheeler)조차도 우주를 입자, 장 및 정보의 세 가지 구성 요소로 구성된 것으로 간주했다"라고 Vopson은 설명했다. "휠러는 'It from Bit'라는 문구를 만들었다.”

*존 아치볼드 휠러(영어: John Archibald Wheeler, 1911년 7월 9일 ~ 2008년 4월 13일)는 미국의 이론물리학자. 알베르트 아인슈타인의 말년의 공동연구자. 그는 아인슈타인의 통일장이론의 이상을 실현하기 위해 노력했다. 블랙홀과 웜홀이라는 용어를 고안한 것으로 알려져 있으며 그의 "비트에서 존재로(it from bit)"라는 구절은 유명하다.

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비트는 스핀과 전하가 없는 일종의 추상 입자이지만 생산 및 저장에 필요한 에너지에 해당하는 특정 질량을 가진다. Vopsons 계산에 따르면, 실온에서 약간의 질량은 3.19 x 10-38 단위의 작은 질량이 누락되었다. 따라서 현재 지구상에서 생성되고 있는 모든 정보의 무게는 233조분의 1kg에 불과하다. 이는 대장균의 질량에 불과한 크기다.

그러나 디지털 정보의 연간 성장률이 20%라고 가정하면 1kg의 "정보 질량"을 달성하는 데 188년 밖에 걸리지 않는다. 495년이 지나면 Vopson이 계산한 것처럼 비트와 바이트의 질량은 지구 질량의 절반이 될 수도 있다.

전력 소비 측면에서 경계를 허물다

정보 기술의 전력 수요는 훨씬 일찍 행성의 한계에 도달 할 수 있다.
데이터 센터는 이미 전 세계 전력 생산의 약 1%를 소비한다.
네트워크 기술, 모바일 라디오 및 최종 장치의 전력 요구 사항은 아직 포함되지 않았다. Vopson의 계산에 따르면 이 모든 기술은 매년 20%의 디지털 성장을 가정하여 285년이 지나면 오늘날 지구의 ​​총 전기 생산량에 해당 할 수 있다.

Vopson은 "우리는 지구를 조금씩 변화시키는 과정에 있으며, 이는 보이지 않는 위기로 이어질 수 있다"라고 경고한다. 언젠가는 모든 비트와 바이트의 질량, 필요한 공간 및 에너지 요구 사항이 행성 한계를 초과할 지점에 도달하기 때문이다.
(AIP Advances, 2020; doi : 10.1063 / 5.0019941)

출처 : American Institute of Physics 

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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