エッジコンピューティングは長い間私たちの身近に存在してきました

過去 10 年間、無線通信の革新と人工知能の復興により、人類社会に大きな変化がもたらされました。これら 2 つの新興勢力の交差と衝突により、モバイル通信システムは、当初の「人と人の相互接続」から「モノの相互接続」、そして「あらゆるモノの相互接続」へと段階的に進化しています。エッジコンピューティングとエッジインテリジェンスは、「Internet of Everything」のソリューションを提供するために次々と登場しており、次世代のモバイル通信システムを実現するための2つの重要な技術として学界と産業界から一致して認識されています。

今回は、ドキュメントJunでエッジコンピューティングとは何かを学んでいきましょう。

エッジ コンピューティングは、クラウド コンピューティング プラットフォームをワイヤレス アクセス ネットワークのエッジに移行し、近くのエンド ユーザーに柔軟なコンピューティング サービスを提供することを目的としています。

エッジ インテリジェンスは、エッジ コンピューティング プラットフォームを利用して、人工知能の学習および推論機能をネットワークのエッジに組み込み、通信、コンピューティング、学習の緊密な統合を実現します。

エッジコンピューティングはなぜ必要なのでしょうか?次に、その兄貴分であるクラウド コンピューティングについてお話しします。

2000 年以降、新たなコンピューティング パラダイムであるクラウド コンピューティングが急速に登場し、普及しました。クラウド コンピューティングは分散コンピューティングの一種です。膨大なデータ計算をネットワーク クラウド経由で多数の小さな部分に分割し、複数のサーバーに分散して処理および分析し、最終的に結果を返します。

世界中でクラウドコンピューティング技術が大規模に導入され、応用されたことにより、社会の働き方やビジネスモデルに大きな変化がもたらされ、同時に大きな技術的課題にも直面しています。

インターナショナル・データ・コーポレーション（IDC）によれば、2025年までに世界中でインターネットに接続される端末機器は800億台に達し、モバイルデータトラフィックは160ZB（約16兆GB）に達すると予想されています。

クラウドに移行された膨大な量のデータは、クラウド コンピューティング システムに大きな負荷をもたらし、コア ネットワークの混雑を簡単に引き起こす可能性があります。

クラウド コンピューティング システムでは、端末デバイスは、無線アクセス ネットワーク (RAN)、バックホール ネットワーク、インターネットなどの複数のネットワークを介してクラウドに接続されます。端末機器からクラウドにデータをアップロードすると長い伝送遅延が発生し、5Gのミリ秒レベルの遅延要件を満たすことが困難になります。

IoT と 5G のビジョンによって、エッジ コンピューティングという新しいコンピューティング パラダイムが登場しました。エッジ コンピューティング テクノロジーは、ネットワークのエッジでユーザーに IT サービスとクラウド コンピューティング機能を提供することで、ネットワーク操作とサービス提供の遅延を効果的に削減し、より優れたユーザー エクスペリエンスを提供できます。エッジコンピューティングは、5G 通信とコンピューティングの統合を実現するための重要な実現技術と見なされており、3GPP に組み込まれています。

エッジコンピューティングの発展の歴史を見ると、エッジコンピューティング技術が「萌芽」と「定義」の段階を過ぎ、現在急成長していることがわかります。

開発の歴史

エッジ コンピューティング システムは、端末デバイス (エンド ユーザー、クライアント、サービス加入者など) とエッジ サーバーで構成されます。エッジ サーバーは、通信事業者がワイヤレス アクセス ポイント上に展開する小規模なデータ センターです。端末デバイスとエッジ サーバーは同じ RAN 内に配置され、無線リンクを介して情報を交換します。同時に、エッジ サーバーはゲートウェイとバックボーン ネットワークを介してクラウド内の大規模なデータ センターに接続されます。

エッジコンピューティングシステムのコンポーネント

ネットワーク機能仮想化 (NFV)、情報中心ネットワーク (ICN)、ソフトウェア定義ネットワーク (SDN) の 3 つのテクノロジーを組み合わせることで、エッジ コンピューティングを仮想化プラットフォーム上に展開できます。

• NFV は複数の仮想マシンを作成して複数のサービスを処理したり、複数のネットワーク機能を同時に実行したりすることで、複数の端末デバイスに弾力的なコンピューティング サービスを提供します。
• ICN はエンドツーエンドのサービス識別モデルを提供し、ホスト中心のモデルを情報中心のモデルに変換して、コンテンツ認識型コンピューティング機能を実現します。
• SDN は、ネットワーク リソースを仮想化プラットフォーム上に抽象化します。この仮想化プラットフォームは、ネットワーク管理者によって計画および調整され、スケーラブルで動的なコンピューティング環境を構築します。

低遅延

エンドツーエンドの遅延は、主に伝播遅延、伝送遅延、計算遅延の 3 つの部分で構成されます。エッジ コンピューティング テクノロジーは、RAN のエッジにある端末デバイスにコンピューティング サービスを提供できます。ビジネス データはゲートウェイやバックボーン ネットワークを通過する必要がないため、システムの応答速度が大幅に向上します。

エンドツーエンドの遅延

ユーザーのプライバシー保護の強化

クラウド コンピューティングと比較して、エッジ コンピューティング システムはユーザーのプライバシーをより適切に保護し、より安全なサービスを提供できます。

クラウド コンピューティング プラットフォームは、リモートのパブリック ビッグ データ センターを通じてすべてのユーザーの情報を管理します。情報資源が集中しているため、攻撃を受けた際に大規模なデータ漏洩や損失が発生しやすくなります。エッジ コンピューティング テクノロジーにより、データの分散処理と保存が可能になり、情報の集中が回避され、ハッカー攻撃の可能性が低減されます。企業が独自に導入したエッジ サーバーでは、企業の管理者がデータ管理の承認、アクセス制御を実行し、さまざまなレベルのサービス要求を分類できるため、個人データの漏洩を効果的に削減できます。

環境意識の向上

エッジコンピューティング技術は、端末デバイスとエッジサーバーが近接しているため、少量のシグナリングを通じてユーザーに関するリアルタイム情報（行動、場所、周囲の環境など）を取得し、ユーザーに専用の状況別サービス（ルート計画や製品の推奨など）を提供できます。

環境認識

より高いパフォーマンス

端末デバイスは、コンピューティング集約型のサービスをエッジ サーバーに調整して処理できるため、ローカルのコンピューティング負荷が軽減されるだけでなく、ネットワーク エア インターフェイス上のデータ伝送エネルギー消費も大幅に削減されます。

この簡単な紹介を通じて、エッジ コンピューティングについて皆さんがある程度理解していただけたと思います。次号では、エッジインテリジェンスについてお話します。