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に続く第4のコンピューティングの波として登場

自動運転車では、決定を超高速かつ 100% 正確に行う必要があります。子供が道路を横切って走ってきた場合、車はブレーキをかける前にほんの少しの遅れも取ることはできません。

しかし、クラウド コンピューティングは集中型データ センターに接続されており、データは遠隔地のデータ センターで処理され、その結果が車に返されます。 1 ミリ秒も貴重であり、このアプローチは明らかに受け入れられません。

エッジ コンピューティングとは、ネットワークの「エッジ」でオンサイトでデータを処理することです。遠隔地のデータセンターに接続する必要がなくなるため、クラウド コンピューティングよりも高速になります。調査によると、エッジ コンピューティングにより処理速度が 30 倍向上することがわかっています。

最も重要なことは、エッジ コンピューティングによって「不可能」が可能になることです。エッジ コンピューティングがなければ、自動運転車、IoT、AR、5G の商用化は決して実現しません。

しかし、Amazon Web Services や Alibaba Cloud のような 10 倍または 20 倍の収益を期待しているのであれば、今はコンピューティングにおける次の革命的な機会、つまりエッジ コンピューティングに注力する必要があります。

Amazon Cloud Computing、Salesforce、Microsoft、あるいはAlibaba Cloud、Tencent Cloud、Huawei Cloud、さらにはChina Mobile、China Telecom、China Unicomなども、コンピューティングの発展に歩調を合わせ、エッジコンピューティングの分野で市場を模索しています。

真実かどうかはともかく、エッジコンピューティングには巨額の資金が流入している。

エッジコンピューティングはコンピューティングの第 4 のクライマックスでしょうか?

エッジコンピューティングは、人工知能（AI）、5G、拡張現実（AR）、モノのインターネット（IoT）などの技術ほど普及していませんが、すでに多額の資金がエッジコンピューティングに投入されており、その応用の見通しはますます明確になりつつあります。

業界では、メインフレーム、パーソナルコンピュータ、インターネット、クラウドコンピューティングに続いて、エッジコンピューティングが IT コンピューティング業界に変革をもたらし、新たな 1 兆ドル規模の巨大企業を生み出すもう 1 つの革命であると固く信じているからです。

Grand View Research は、エッジ コンピューティング市場は年間 54% の成長が見込まれ、2025 年までに 290 億ドル近くに達すると予測しています。

世界的な調査会社Analysys Masonによれば、今後3年間で企業のIT予算の30%がエッジコンピューティングに費やされるという。

さまざまな機関がさまざまな視点からエッジコンピューティングの産業発展を分析してきました。

ガートナーの調査レポートでは、2025年までに、企業が生成したデータのうち「従来の」集中型データセンターやクラウドストレージの外部で処理されるデータの割合が、2018年の10%から75%に増加すると予測されています。

Forrester はまた、エッジ クラウド サービス市場が将来 50% 以上の割合で成長すると考えています。 2020 年は「エッジ コンピューティングのブレイクアウトの年」となり、その後エッジ コンピューティングがクラウド コンピューティングを上回る可能性があります。

要約すると、エッジ コンピューティングは、私たちが生きるデジタル時代における最新かつ最高の投資機会の 1 つです。ただし、これは「勝者がすべてを手に入れる」市場ではありません。エッジコンピューティングが普及するにつれ、10倍以上に成長する企業が数多く誕生するでしょう。

エッジコンピューティング: 真実か嘘か?

エッジ コンピューティングの開発の過程で、真のエッジ コンピューティングと偽のエッジ コンピューティングに関する論争がありました。これは実際にはエッジ コンピューティングの開発にはほとんど意味がありません。

エッジコンピューティングとは、スマートフォンなどのデバイス上でのデータ処理を指します。遠く離れたデータセンターでデータを処理するクラウド コンピューティングとは異なり、エッジ コンピューティングでは、データが収集されるとすぐにデバイスがデータ処理の一部またはすべてを実行できます。

スマート デバイスがより強力になるにつれて、あらゆる小さなデータ (有用かどうかに関係なく) をクラウドに送信する必要がなくなり、より多くのデータとタスクを処理できるようになります。

たとえば、オフィスの防犯カメラが夜間に収集したすべてのデータについて考えてみましょう。ビデオデータの大部分は、空の廊下や部屋を示しています。このすべてのデータをクラウドに送信することは、明らかに帯域幅の無駄です。しかし、AIを搭載した防犯カメラであれば、映像を瞬時に解析し、異常な動きを検知して警報を発することができるため、セキュリティ監視機能を迅速に導入することが可能となります。

たとえば、多くの専門家は、タコは実用的な問題を解決するために「エッジコンピューティング」を使用していると述べています。最も知能の高い無脊椎動物の 1 つであるタコには膨大な数のニューロンがありますが、そのうち 60% は 8 本の脚 (触手) に分散しており、脳にあるのは 40% だけです。つまり、タコは足を使って近くの問題を考え、解決するのです。

クラウド コンピューティングとエッジ コンピューティングは相互に補完し合います。

将来、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よりも優れたものになるでしょうか?実は違います！

クラウド コンピューティングは人とコンピューティング デバイス間の相互作用ですが、エッジ コンピューティングはデバイス間の相互作用であり、最終的には間接的に人にサービスを提供します。エッジ コンピューティングは大量のリアルタイム データを処理でき、クラウド コンピューティングは最終的にこのリアルタイム データの履歴や処理結果にアクセスして概要分析を実行できます。

クラウド コンピューティングがタコの脳だとすると、エッジ コンピューティングはその触手です。触手は主に本能的に外部刺激に反応し、これらの継続的な刺激の結果は最終的に脳に収集され、触手のその後の行動の意思決定の基礎として機能します。

この観点から見ると、クラウド コンピューティングとエッジ コンピューティングは共生的かつ補完的な関係にあります。今も将来も、誰が誰に取って代わるかという問題ではなく、どのコンピューティングで誰がより有利か、どのシナリオに誰がより適しているかという問題になります。

エッジコンピューティングは軽量かつ重量があり、その適用シナリオは複雑かつ多様です。

クラウドコンピューティング、IoT、AI、5Gなどのテクノロジーの発展により、エッジコンピューティングの発展が加速しています。

エッジ コンピューティングでは、これらのテクノロジの影がいたるところに見られます。

クラウド コンピューティングは、企業にコンピューティング、ストレージ、ネットワーク サービスを提供します。 Amazon S3、Azure Storage、Google Cloud Storage などのオブジェクト ストレージ サービスは、ホストされたワークロードで使用されるコンテンツのストレージ施設になります。

Amazon Cloudfront、Azure CDN、Google Cloud CDN などの CDN は、オブジェクト ストレージの論理的な拡張機能となり、エッジ サイトのネットワーク全体にコンテンツを配布およびキャッシュするために使用されます。

産業用 IoT (IIoT) の台頭により、ローカル デバイスで使用されるプロトコルをクラウド プロトコルに変換する専用デバイスである IoT ゲートウェイが導入されるようになりました。 IoT ゲートウェイはデータ アグリゲータとしても機能し、複数のデバイスからのテレメトリ ストリームを結合および多重化し、クラウドにストリーミングする前にフィルタリングします。

最近、人工知能は IIoT の重要な構成要素となっています。エッジにディープラーニング モデルを展開することで、組織はリアルタイムで推論を実行できるようになります。予知保全（実際の混乱前に機器や機械の故障を検出する方法）では、より迅速な処理時間が求められます。 IIoT の顧客は、データの発生元となるデバイスの近くに AI モデルを配置して、ローカルで AI モデルを実行したいと考えています。

5G ネットワーク経由で接続された通信事業者の施設で稼働するインフラストラクチャは、低遅延です。 China Telecom、China Mobile、China Unicom などの通信事業者は、クラウドとエンドユーザー間のギャップを埋めるために、マルチテナント管理インフラストラクチャ層に注目しています。 Amazon、Google、IBM、Microsoftなどのクラウドプロバイダーや、Alibaba Cloud、Tencent Cloud、Huawei Cloudは、通信会社と協力して、5Gベースのエッジサイトにいくつかのマネージドサービスを導入しています。

エッジ コンピューティングは、デバイスからクラウドまでの全範囲をカバーしており、さまざまな企業の開発ニーズを満たすのに十分な大きさです。

マイクロエッジは、エッジ コンピューティング レイヤーの最新の形です。マイクロコントローラが TinyML AI モデルを実行できる場合、マイクロ エッジ コンピューティング デバイスとして適格となります。このユースケースでは、マイクロコントローラに接続されたセンサーが、テレメトリ ストリームの推論用のディープラーニング モデルを生成します。マイクロコントローラがテレメトリ データを収集し、エッジ コンピューティング レイヤーを導入する他のスキームとは異なり、このタイプのエッジは、マイクロコントローラとマイクロプロセッサのコンテキストで動作します。

Mini Edge は、ARM64 および AMD64 アーキテクチャに基づくシングルボード コンピュータです。多くの場合、推論を高速化するために AI アクセラレータが搭載されます。また、Linux や Microsoft Windows などの本格的なオペレーティング システムを実行することもできます。 Mini Edge には、AI アクセラレータに関連付けられたソフトウェア スタックが付属しています。これらのタイプのエッジ デバイスは、プロトコル変換、データ集約、AI 推論に最適です。

ミッドエッジ展開モデルは、エッジ コンピューティング層で実行される安価なコンピューターのクラスターを表します。コンピューティング クラスターは、内部グラフィックス プロセッシング ユニット (GPU)、フィールド プログラマブル ゲート アレイ (FPGA)、ビジョン プロセッシング ユニット (VPU)、または特定用途向け集積回路 (ASIC) によって駆動されます。 Kubernetes などのクラスター マネージャーは、クラスター内のワークロードとリソースをオーケストレーションするために使用されます。

ヘビーエッジ コンピューティング デバイスは、通常、エンタープライズ データ センター内で実行されるハイパーコンバージド インフラストラクチャ (HCI) デバイスです。通常はベンダーによって管理されるオールインワンのハードウェアおよびソフトウェア スタックが付属しています。ヘビーエッジには、エンタープライズ データ センターなどの環境でのみ利用可能な電力とネットワーク リソースが必要です。

AWS Snowball Edge、Azure Stack Edge、NVIDIA EGX A100、Nutanix Acropolis などは、ヘビーエッジの例です。

マルチアクセス エッジ コンピューティング (MEC) は、トラフィックとサービスのコンピューティングを集中型クラウドから顧客に近いネットワークのエッジに移動します。 5G が現実のものとなるにつれ、MEC はパブリック クラウドの消費者とプロバイダー間の中間層として登場しています。

AWS Wavelength、Azure Edge Zones、Anthos を搭載した Google Global Mobile Edge Cloud などが MEC の例です。

エッジ クラウドは、CDN が静的コンテンツに対して行うことと同じことを、動的なワークロードに対して行います。これにより、アプリケーションのコンポーネントを複数のエンドポイントに分散して、ラウンドトリップ プロセスに伴う遅延を削減できます。

エッジ クラウドは、コンテナーやマイクロサービスなどの最新のアプリケーション開発パラダイムを利用してワークロードを分散します。アプリケーションの静的コンテンツとステートレス コンポーネントは、グローバル ネットワーク全体に複製され、キャッシュされます。エッジ クラウド プロバイダーは、オプション機能として AI アクセラレーションをサポートする場合があります。マネージドサービスとして提供されるため、お客様はハードウェアやソフトウェアのメンテナンスを行う必要がありません。

エッジ コンピューティングの定義とエコシステムは、企業顧客のニーズを満たすために急速に進化しています。

エッジコンピューティング市場における中国の力

China Software Network によると、中国のエッジ コンピューティング企業は主に次の 5 つのカテゴリに分類されます。

1つはクラウドコンピューティングベンダーです。クラウド コンピューティング企業は、強力な IaaS と PaaS をベースに、分散テクノロジを使用してコンピューティング能力とストレージを外部に拡張および拡大し、制御センターは中央ノードにしっかりと配置したまま、エッジ コンピューティングを上から下まで、内部から外部までカバーします。

代表的な企業としては、Microsoft、AWS、Googleのほか、Alibaba Cloud、Tencent Cloud、Huawei Cloudなどの大手企業が含まれます。

たとえば、ファーウェイはエッジコンピューティングのフルレンジプレーヤーであり、エッジでは主に5Gコアネットワーク、5G基地局、5G UPFエッジネットワークエレメント、MECエッジMEP/MEPMなど、ETSI仕様に準拠したMEC製品に重点を置いています。

ライトエッジ分野では、Huawei AR502HなどのIoTゲートウェイが発売され、コンピューティング、ストレージ、ネットワークリソースの柔軟な呼び出しを可能にするSDKが提供されています。

Alibaba Cloud はエッジ テクノロジーに重点を置いています。 ENS は CDN レイアウトに基づいて構築されており、オペレータ エッジ ノードとネットワークに基づいて構築される予定です。ライトエッジテクノロジーOpenYurtはKubernetesをベースとしたオープンソースIoTデバイスライトエッジ基盤であり、Alibaba Cloudによるライトエッジアプリケーションのシンクを実現できます。

2番目は従来の通信事業者です。他のプレーヤーと比較して、通信事業者はリソースの優位性とインフラストラクチャのレイアウトを備えており、エッジ コンピューティングの競争で有利なスタートを切ることができます。

通信事業者はすでに法人顧客との接点を持っています。エンタープライズ通信、基本ネットワーク、個人/グループ サービスを統合し、エッジ コンピューティング サービスとパッケージ化することで、大きな魅力と市場競争力が生まれます。

通信事業者はモバイル エッジ コンピューティング (MEC) の導入を開始しています。中国移動は、10省の20以上の都市でさまざまなMECアプリケーションのパイロットを実施してきました。 2018 年 1 月には、中国移動浙江社と Huawei が MEC 技術の導入を主導し、ネットワークの超低遅延化とエクスペリエンスの向上を実現し、将来の人工知能ネットワークを構築しました。

中国電信は CDN 企業と協力して、既存の集中型 CDN の拡張として MEC エッジ CDN を導入し、複数のネットワーク ユーザーに同時にサービスを提供したいと考えています。

ドイツテレコムは、エッジ コンピューティングを使用して、自動運転車の接続性、デジタル変革を改善し、5G のネットワーク パフォーマンスを向上させています。

3つ目はCDNメーカーです。 CDN (コンテンツ配信ネットワーク) の核となる価値は、デジタル コンテンツをユーザーに近いノードにインテリジェントに配信することです。さまざまな場所に配置されたエッジサーバーに依存し、中央プラットフォームの負荷分散、コンテンツ配信、スケジューリングなどの機能モジュールを通じて、ユーザーは必要なコンテンツを近くで取得できるため、ユーザーアクセスの応答速度が向上します。

固有のエッジ ノード属性、低レイテンシ、低帯域幅により、エッジ コンピューティング市場における先行者利益が得られます。

典型的な例は、世界的な CDN リーダーである Akamai です。同社は 2003 年に早くも IBM とエッジ コンピューティングで協力し、WebSphere 上でエッジベースのサービスを提供しました。

Wangsu Technology もエッジ コンピューティングを中核戦略としています。同社は2016年にエッジコンピューティングネットワークの構築を開始し、2017年にはエッジコンピューティングマイクロサービスを段階的に開始し、エッジIaaSおよびPaaSサービスを段階的に開放していく予定です。

4番目は、チップ/端末機器企業です。エッジ コンピューティングは、チップ/デバイス メーカーにとっても貴重な機会です。

汎用チップに関しては、ARM が低電力市場で Intel の機会をほぼ完全に奪い、一方で ARM + Linux の組み合わせがスマート ハードウェア市場のほぼ全体を占めています。

エッジコンピューティング技術の台頭、特にデバイス側での顔認識や音声認識機能の台頭により、ARMのハイエンドチップが市場に登場し始めており、AIの発展を有利にサポートすることができます。

Huawei HiSilicon チップは現在、ビデオ処理業界のリーダーです。ハードウェア企業としてスタートしたファーウェイにとって、チップからカメラに移行することは難しくない。特にカメラがセンサーとなり、クラウドプラットフォームの機能と組み合わさることで、その開発スペースは非常に有望になります。

5つ目は、変革を遂げつつある伝統的なハードウェアメーカーです。ハードウェア企業は主に、エッジコンピューティングの全体的な発展に適応し、より高性能で低コストの製品を開発することを検討しています。同時に、エコロジカルな構築を強化し、独自の研究開発の方向性を国際標準と業界のコンセンサスとなるよう推進し、製品をより多くのパートナーと互換性のあるものにしています。業界のパイが大きくなるにつれて、彼らは当然たくさんのお金を稼ぐことができます。

Dell は 2016 年に早くも IoT 市場への参入を発表しており、Linux Foundation のエッジ コンピューティング プロジェクトの創始者でもあります。 Linux Foundation 傘下のオープンソース プロジェクトである Edgex Foundry は、プラグ アンド プレイ機能を備えたエッジ コンピューティング プラットフォームの開発に取り組んでいます。 Dell は、Edgex Foundry をベースにしたエッジ ゲートウェイの発売をリードしています。

新しい Dell EMC VxRail Satellite Node は、同社の定評あるハイパーコンバージド インフラストラクチャ (HCI) アプライアンスのラインを 1 つのラック ユニット サイズに縮小し、さまざまな場所に設置できるようにします。

エッジコンピューティングの具体的なシナリオに応じて、一部の企業は、AIアルゴリズムを統合したスマートハードウェア、画像認識とビデオ圧縮を統合したカメラ、ストレージと通信機能を統合したIoTモジュールなど、より専門的な機能を備えた製品を開発します。

端末コンタクトは、センサー、カメラ、ロボット、車載機器などを提供します。このカテゴリには、Hikvision、Dahua Technology、Advantech、Aerospace Electronicsなどの端末サプライヤー、およびHuawei、ZTEなどの基地局プロバイダーが含まれます。

エッジ コンピューティングは「人工知能のラスト マイル」として知られており、帯域幅の節約、レイテンシの削減、セキュリティとプライバシーの強化などの利点により、1 兆ドル規模の市場機会を生み出しています。