IoTとエッジコンピューティング：ニュアンスを分析

モノのインターネット (IoT) エッジ コンピューティングとは、IoT インフラストラクチャ内のセンサーとアクチュエータを使用して、接続されたデバイスの近くにデータ処理と分析を配置することを指します。 IoT をエッジに移行するメリットは何ですか?

IoT とエッジ コンピューティングの関係、そして IoT ソリューションを開発する際にエッジ コンピューティングを利用する IoT 専門家が増えている理由について見てみましょう。

従来の IoT デバイスは過去の遺物でしょうか?

IoT デバイスは、インターネットに接続できるセンサーとアクチュエーターを備えたハードウェア コンポーネントです。組み込みオペレーティング システムがなければ、IoT デバイスは一度に 1 つまたは少数の実行スレッドしか実行できません。

計算能力が低いため、標準的な IoT デバイスではローカルでのデータ処理はほとんど実行されません。代わりに、組み込みセンサーを使用して環境に関する情報を収集し、そのデータをネットワーク経由でクラウドに送信して分析および処理します。 Statista によると、世界中のデバイスの数は 2023 年の 151 億台から 2030 年には 290 億台以上にほぼ倍増すると予想されており、あらゆる IoT エコシステムでやり取りされるデータの量が想像できます。

大量のデータを送信すると、サンプリング解像度と周波数が低下します。また、データの収集とデバイス上で実行されるアクションの間に時間遅延が発生します。たとえば、デバイス、ネットワーク、バックエンド サーバーで構成されるシンプルな IoT インフラストラクチャでは、バックエンド サーバーはデバイスから送信される一般的な画像を簡単に分析します。一方、デバイスが高解像度のビデオ データを収集すると、バックエンド サーバーは比較的低解像度のビデオ サンプルを低フレーム レートで受信します。

それでも、組み込みオペレーティング システムが存在しないことと、メモリ コンポーネントの制限が厳しいように見えることにより、単純な IoT デバイスの活用が容易になります。従来の IoT デバイスは、実行中のタスク以外に CPU リソースを競合するタスクがないため、プロセッサを効率的に利用し、正確なタイミングで操作を実行できます。さらに、シンプルな IoT デバイスにはオペレーティング システムがないため、従来の OS ベースのサイバー攻撃に対して脆弱ではありません。

エッジコンピューティングが戦いに加わる

IoT の文脈では、エッジ コンピューティングとは、コンピューティング リソースをデータ ソースの近くに配置することです。エッジ コンピューティングの最も重要な使用例は、IoT デバイスにコンピューティング リソースを提供し、データをクラウドに送信してさらに分析することなく、ローカルでデータを処理できるエッジ デバイスに変換することです。

エッジ デバイスはマルチタスクが可能で、複数のアプリケーションを同時に実行できます。ファームウェアを更新するために物理的な接続を必要とする単純な IoT デバイスと比較すると、利用可能な無線 (OTA) 更新を使用してエッジ デバイスのソフトウェアとファームウェアを最新の状態に保つ方がはるかに簡単です。

センサーやアクチュエーター、コンピューティング リソースを備えたエッジ デバイスは、IoT エコシステムの成熟した要素になりつつあります。そのため、多くの人が「IoT デバイス」と「エッジ デバイス」という用語を同じ意味で使用しています。

IoT エッジ デバイスの例としては、リアルタイムのデータ分析のためにデータ ソースに近づく必要がある自動運転車から、遠隔患者モニタリング ソリューション、ローカル コンピューティングが可能なスマート ホーム アプライアンスまで多岐にわたります。エッジ デバイスは急速に「従来の」IoT デバイスに取って代わりつつあります。 Statista は、エッジ コンピューティング市場は成長し、2025 年までに 2,740 億ドルに達すると予想していると報告しています。

ただし、エッジ コンピューティングを活用するには、必ずしもデバイス自体にコンピューターのパワーを配置するわけではありません。データをキャプチャしてクラウドに送信するローカル エッジ サーバーをインストールすることで、コンピューティング リソースをデータ ソースの近くに配置できます。エッジ テクノロジーのもう 1 つの使用例としては、無線基地局にエッジ サーバーを配置し、ネットワークのエッジにマルチアクセス エッジ コンピューティング データ センターを作成することが挙げられます。データはローカルまたはネットワークのエッジで分析できるため、クラウドに送信される情報が少なくなり、レイテンシの問題が最小限に抑えられ、バックエンド データ サーバー上の AI/ML を活用したデータ分析に使用できるリソースが増えます。

IoTにおけるエッジコンピューティングのメリット

では、エッジ コンピューティングの具体的なメリットは何でしょうか?なぜこの技術が注目を集めているのでしょうか?

ネットワーク遅延を削減

エッジ コンピューティングにより、データ処理が物理的にデータ ソースに近づくため、センサーからサーバーへのデータの移動が短縮されます。迅速な応答は、ほぼリアルタイムの処理と操作を必要とする IoT エコシステムでは特に重要です。

最適化されたネットワーク帯域幅

エッジ コンピューティングは、データ ソースの近くでデータを処理およびフィルタリングすることにより、ネットワーク帯域幅の使用率を最適化します。これにより、より高いネットワーク帯域幅が可能になり、必要な情報が中央クラウドとの間でスムーズに送受信されるようになります。

IoTネットワークセキュリティの向上

エッジ コンピューティングは、あらゆるサイバー脅威に対する万能薬にはなりませんが、それでも一定のセキュリティ上の利点を提供します。エッジ サーバーは、IoT エコシステムにおけるローカル ポジショニングを活用することで、すべてのデータを遠隔地に保存することに不安を感じている企業を救うことができます。エッジ サーバーをローカルに導入することで、企業は情報へのアクセスをより適切に制御し、特定のデータが特定の境界から外に出ないようにすることができます。

総括する

IoT とエッジ コンピューティングの組み合わせは、IoT の世界の進化における単なる次のステップではありません。これはデータ分析メカニズムにおける新たなマイルストーンです。 IoT エッジのおかげで、データ収集から意思決定までのプロセスは、ミリ秒単位で測定されるようになります。

エッジ コンピューティングは、ネットワークの高遅延と低帯域幅の問題を解決し、IoT エコシステムにリアルタイムのデータ分析機能を提供し、IoT デバイスをよりインテリジェントで適応性が高く、安全なものにします。