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。