ハードウェアの観点から見たエッジコンピューティングとは何ですか?

IoT および IIoT デバイスによって生成される膨大な量のデータにより、エッジ コンピューティングが爆発的に増加しました。 5G ネットワークが発展し、5G がより一般的になるにつれて、オンラインになる新しいデバイスはこれまで以上に多くのデータを生成するようになります。その結果、多くの企業は、エッジ コンピューティングを使用してリアルタイムで低遅延のデータ分析を実行することが効果的であることに気づき始めています。エッジ コンピューティングにより、データ生成元に近いローカルでデータを処理できるようになります。

エッジコンピューティングとは何ですか?

エッジ コンピューティングは、コンピューティング能力をデータ生成ソースの近くに配置する分散型コンピューティング フレームワークです。エッジ コンピューターは、データを処理して保存し、保存または後処理のために必要なデータのみをクラウドに送信する小型データ センターのようなものです。たとえば、エッジ コンピューティング ソリューションは、IoT および IIoT デバイスの近くに展開され、リアルタイムのデータ収集、保存、および処理を提供します。これにより、遅延が軽減され、IoT デバイスに必要なインターネット帯域幅も削減されます。

エッジ コンピューティングが急速に発展しているのは、IoT デバイスと産業用 IoT デバイスによって生成されたすべてのデータが処理と保存のために集中型データ センターに送信され、遅延と帯域幅の問題を簡単に解決できるエッジ コンピューティングが実現したためです。

エッジ コンピューティングは、IoT および IIoT デバイスのデータをデータが作成されたソースでローカルに処理および保存することで、データ センターの負担を軽減します。データセンターに送信するデータ量を減らすことで、エッジ コンピュータを導入する組織は帯域幅コストを大幅に節約できます。さらに、データをローカルで処理すると、ソース デバイスからデータ センターまで、またソース デバイスからデータ センターまで長距離を移動する必要がないため、レイテンシが大幅に短縮されます。 5G が普及するにつれて、エッジ コンピューティングはさらに普及し、高速化され、それに依存する組織のエクスペリエンスが向上します。

エッジ コンピューティングは、製造施設などの産業環境で一般的に使用される何千ものセンサーや接続デバイスによって生成されるデータを収集、処理、分析することで得られる洞察のため、組織や企業にとって非常に重要です。

IoT および IIoT デバイスによって生成されたデータを分析すると、ビジネス運営に関する深い洞察が得られ、組織はリアルタイム データに基づいて迅速に対応できるようになります。洞察にリアルタイムで反応する能力により、企業や組織は生産性と提供する製品やサービスの品質を向上させることができます。つまり、データから貴重な洞察を引き出すには、コンピューティング能力をデータ生成源に近いエッジに移動する必要があります。

エッジ コンピューティングの人気が高まっているにもかかわらず、クラウド コンピューティングは今日の現代社会において依然として重要な役割を果たしています。エッジ コンピューティングは、リアルタイムで低遅延のデータ処理を必要とするアプリケーションをサポートすることで、クラウド コンピューティングを補完します。

エッジ コンピューティングでは、エッジはデータ生成のソースを指します。たとえば、作物の成長を監視するために IoT デバイスやセンサーを導入した場合、エッジはデータを生成するセンサーや IoT デバイスの近くに配置されます。エッジは、データを生成するデバイスから数千マイル離れた場所にあることが多いクラウドとは異なります。つまり、エッジがどこにあるかという問題は、トポロジに依存するため、アプリケーションごとに異なります。ただし、通常、エッジはクラウドよりもデータ生成デバイスに近い場合が多くあります。

エッジコンピューティングの利点は何ですか?

エッジ コンピューティングには、以下に説明するようないくつかの利点があります。

1. 低遅延コンピューティング

エッジ コンピューティングによってもたらされる主な利点の 1 つは、クラウド コンピューティングよりもレイテンシがはるかに低いことです。 1 ミリ秒でも重要なリアルタイムのデータ処理と分析を必要とするアプリケーションでは、低レイテンシが重要です。一部のアプリケーションでは 100 ミリ秒のレイテンシが必要な場合がありますが、レイテンシを大幅に削減する必要があるミッション クリティカルなアプリケーションもあり、これはエッジ コンピューティングでのみ実現できます。エッジ コンピューティングでは、エッジ コンピューターが通常、データが生成されるソースの近くに配置されるため、処理および分析のためにデータが移動する必要がある距離が短くなり、レイテンシが低くなります。

2. 帯域幅の使用率を減らす

エッジ コンピューティングの 2 つ目の利点は、必要なインターネット帯域幅の量が削減されることです。エッジ コンピューティングでは、データがエッジ コンピューター上でローカルに収集、保存、処理されるため、必要な帯域幅が少なくなり、処理と分析のためにすべての生データをデータ センターに送信する必要がなくなります。

つまり、データをローカルで処理するということは、データをクラウドに送信する必要がないということではなく、クラウドに送信するデータの量が少なくなることを意味します。これは、特定のトリガーをトリガーするデータが後処理と分析のためにクラウドに送信されるためです。これを行うと、必要なインターネット帯域幅が削減されます。従量制データプランを利用している企業や組織にとっては、大幅なコスト削減につながります。

3. データセンターの負担を軽減

データ量が飛躍的に増加するにつれて、データセンターへの負担を軽減する代替手段が求められています。エッジ コンピューティングは、エッジ コンピューティング デバイス上でデータをローカルに保存および処理することで、データ センターへの負担を軽減できます。エッジ コンピューターは大きく進歩し、強力なプロセッサと大量の高速データ ストレージで構成できるようになり、クラウドではなくエッジでデータを処理および保存できるようになりました。

4. ワークロードの統合

エッジ コンピューティング デバイスを導入すると、ワークロードをより少ないデバイスに統合できるため、企業や組織は多額のコストを節約できます。これにより、組織はハードウェアの占有スペースを削減し、障害が発生する可能性のあるコンポーネントが少なくなるため、障害ポイントを減らすことができます。さらに、エッジ コンピューターを使用してワークロードを統合することで、企業や組織が保守および監視するデバイスの数が少なくなります。

5. 予知保全

エッジ コンピュータを導入する利点の 1 つは、予測メンテナンスをサポートできることです。つまり、エッジ コンピューターは、さまざまなデバイスやセンサーから収集されたデータを監視して、機械や設備が正常に最適に動作していることを確認できます。さらに、エッジ コンピューターは人工知能と機械学習 (ML) アルゴリズムを使用して、障害が発生する可能性を検出し、障害が発生する前に管理者にメンテナンスの実行やコンポーネントの交換を促すことができます。これにより、生産を突然停止することなくメンテナンスを簡単に実行できるため、企業は多くの時間とコストを節約できます。

6. データセキュリティ

エッジ コンピューティングでは、データ センターに送信するデータ量が少なくなるため、データ センターへの転送中にデータが誤って処理されたり不正使用されたりする可能性が減り、データのセキュリティが確保されます。さらに、エッジ コンピュータには TPM 2.0 が搭載されており、認証とキー管理を通じてデバイスを保護します。さらに、処理、ストレージ、アプリケーションをさまざまなコンピューティング デバイスに分散することで、単一の障害によってネットワーク全体がシャットダウンすることが難しくなります。

7. 信頼性

エッジ コンピューティング ハードウェアは堅牢化されており、エッジ コンピューターの信頼性がこれまで以上に高まります。堅牢なエッジ コンピューターは、サーバーや通常のデスクトップ コンピューターでは耐えられない厳しい環境要因に耐えながら、遠隔地や厳しい環境に導入できます。さらに、エッジ コンピュータにはさまざまな有線および無線接続オプションが付属しており、インターネット接続が不安定なリモート環境でもエッジ デバイスがインターネットに接続された状態を維持できます。

エッジコンピューティングの欠点

エッジ コンピューティングに関連する欠点は次のとおりです。

1. スケーラビリティ

クラウド コンピューティングの拡張は、エッジ コンピューティングの拡張よりも簡単です。クラウド上でマウス ボタンをクリックするだけで、ストレージとコンピューティング能力を簡単に追加できるためです。これは、組織がコンピューティング能力やストレージを増やすために機器を追加したり物理的にアップグレードしたりする必要がある、エッジ コンピューティングのスケーリングとは異なります。

2. セキュリティ

分散エッジ コンピューティング ネットワークのセキュリティ保護は困難な場合があり、個別に展開された各デバイスへの物理的なアクセスが必要になることがよくあります。さらに、複数のエッジ コンピューティング デバイスを追加すると、攻撃対象領域が増加します。ただし、エッジ コンピュータには TPM 2.0 が搭載されており、認証とキー管理を通じてデバイスを物理的な攻撃から保護します。

3. 収納スペース

エッジ コンピューティングには、データ センター サーバーよりも多くのストレージ スペースが必要です。しかし、ソリッドステート データ ストレージの容量が増加し、SSD が安価になるにつれて、エッジに大容量のストレージを搭載できるようになり、データセンターはすべての IoT および IIoT データを保存する負担から解放されます。

4. メンテナンス

エッジ コンピュータはサーバーよりも多くのメンテナンスを必要とする場合があり、エッジ コンピュータへのアクセスはサーバーへのアクセスよりも困難で時間がかかります。これは、エッジ コンピューターが分散されており、メンテナンスのために機器が配置されているすべての場所を訪問する必要がある場合があるためです。

エッジコンピューティングが重要な理由は何ですか?

エッジ コンピューティングが重要なのは、IoT および IIoT デバイスによって生成されるデータの大幅な増加に対応する必要があるためです。生成されたすべての生データは処理して保存する必要があるため、データセンターの負担を軽減するために、エッジ コンピューティング デバイスでデータをローカルで処理して保存する必要があります。

エッジ コンピューターは、データ生成源の近くにある小さなデータ センターのようなものです。エッジ コンピューターは、データをローカルで処理して保存し、特定の重要なデータのみをクラウドにプッシュすることで、データ センターへの負担を軽減できます。エッジ コンピューティングは、ほとんどのデータがローカルで処理および保存され、一部の関連データまたは重要なデータのみがクラウドに送信されるという点でクラウド コンピューティングとは異なります。これにより、データセンターが処理または保存する必要があるデータの量が大幅に削減されます。

監視システムを例に挙げてみましょう。旧システムでは、すべての生の映像がリモート監視のためにクラウドにアップロードされていました。ただし、スマート監視システムには、ビデオ クリップを保存、処理、分析するためのエッジ コンピューターが装備されており、リモート監視と制御のために特定のトリガーをトリガーするビデオ クリップのみをクラウドにアップロードします。ビデオ クリップ全体を送信するのではなく、一部のビデオ クリップのみを送信すると、データ センターへの負荷が大幅に軽減されます。したがって、データ爆発がデータセンターにもたらす圧力を軽減するために、エッジ コンピューティングが将来的に重要な役割を果たすことは間違いありません。