エッジコンピューティングとは何ですか?なぜそれがモノのインターネットの発展にとって避けられない選択なのでしょうか?

エッジ コンピューティングは、コンピューティング リソースを集中型データ センターやクラウドからデバイスに近い場所に移動しますが、本質的には依然としてクラウド コンピューティング モデルです。データ ソースの近くにコンピューターまたはサーバーを展開することで、IoT デバイスからのデータをクラウド データ センターではなく、「エッジ」またはネットワークの外部で処理できるようになります。データはローカルで処理されるため、エッジ コンピューティング アーキテクチャでは最終的に帯域幅とネットワークの輻輳に対する負荷が軽減され、IoT デバイスと Web アプリケーションの実行速度が向上し、サービスの品質と回復力が向上します。エッジ コンピューティング インフラストラクチャは、デバイスとクラウド間の中間層であり、サービスは分散エッジ ノードによって提供されます。

エッジ コンピューティングにより、コンピューティング能力がデータ ソースやビジネス オペレーションの主要な場所に近づくため、エンタープライズ アプリケーションの速度、信頼性、柔軟性が向上します。エッジコンピューティング、クラウドコンピューティング、5G の統合により、企業価値実現のプロセスと場所に応じてコンピューティング ネットワークを展開できるようになり、データ価値実現の速度と品質が大幅に最適化されます。

エッジコンピューティングとは何ですか?

電子商取引、ビデオ、ソーシャル ネットワーキング、産業用制御、資産管理など、さまざまなエンタープライズ アプリケーションには、ネットワーク伝送とコンピューティング能力に対する要件が大きく異なります。 5G によって実現される高速コンピューティング ネットワークは、クラウド、ネットワーク、ネットワーク エッジを統合し、企業がデータとアプリケーションを処理する場所と方法をより独立して決定できるようにします。

1 つの選択肢は、大容量ストレージと高速同時コンピューティング機能を備えたクラウド データ センターを集中的に提供することであり、これは過去 10 年間の主要なトレンドであり実践となっています。もう 1 つの選択肢は、エッジ (つまり、データが生成されるポイントやサービスが提供されるポイントに近い場所、通常は広域ネットワークのエッジ) に十分なコンピューティング能力を提供することです。これにより、レイテンシが極めて低くなり、ネットワーク トラフィックが低減されるため、サービスの効率と品質が向上し、意思決定のフィードバックがより迅速に生成されます。

エッジ コンピューティングは、クラウド リソース (コンピューティング、ストレージ、ネットワーク) をアプリケーション、デバイス、ユーザーに近づけます。小さなコンピューティング ユニットを使用して、処理のためにクラウドやデータ センターへの長距離伝送を必要とせず、ローカル データの高速伝送とリアルタイム処理のニーズを満たします。エッジ コンピューティングには、機械学習、人工知能、モノのインターネット (IoT) データ処理、コンテナーを実行する機能、さらには完全な仮想マシンをエンド デバイスで直接実行する機能が組み込まれています。これらのデバイスは、カメラのように小さいものから、複雑な処理に使用する場合はフルラック サーバーのように大きくなるものまであります。デバイスのサイズや機能に関係なく、これらのデバイス上のソフトウェアは何らかの形でバックエンド クラウドに接続されています。

以下は、リソースを大量に消費するデバイスを使用してエッジ コンピューティングを実際の環境で実装する方法の例です。

あるブランドの DeepLens カメラは、1080p カメラ、Linux オペレーティング システム、専用ソフトウェアを統合しています。統合ソフトウェアにより、サービス プロバイダーの機械学習アルゴリズムをカメラ上で直接実行できるようになります。

インテリジェント モデルは、従来の一般的な処理フロー (デバイスが画像やビデオをキャプチャし、ビデオをクラウドに送信してバックグラウンド処理を行い、応答結果をデバイスに返す) ではなく、デバイス上で直接実行されます。ネットワーク エッジでのこれらのローカル処理機能は、ビジネス アプリケーションに統合できるほぼリアルタイムのインテリジェント ツールのセットを提供します。

エッジコンピューティングの原則

エッジコンピューティングを可能にするものは何ですか?

クラウド コンピューティングは、過去 10 年間、IT 業界における主要なトピックであり、重要な投資方向であり、大手テクノロジー企業間の技術およびサービス革新における重要な競争領域でもあります。

クラウド コンピューティングに対する賞賛の声は数多くある一方で、そのコスト、ベンダー ロックイン (移行の落とし穴)、セキュリティに関する警告も数多くあります。主流の考え方では、クラウド コンピューティングは、ほとんどのアジャイル IT アーキテクチャにとってより安全で、完全かつスケーラブルであると考えられていますが、一部のデータとアプリケーションは、同じベンダーの異なるサイト間であっても、クラウド環境では簡単に操作および移行できないという議論があります。そのため、マルチクラウド戦略（つまり、パブリッククラウド、ローカルプライベートクラウド、ハイブリッドクラウドを同時に使用すること）は、クラウドコンピューティングを効果的に適用するための信頼できる方法となっています。マルチクラウドは、高帯域幅、低レイテンシのアプリケーションやデバイスにも適しており、エッジ コンピューティングの進化と発展を促進し、最終的にはクラウド + エッジ戦略を採用する企業にメリットをもたらします。

エッジ コンピューティングによって提供される分散コンピューティング能力により、企業はデータのソースまたは主要な価値配信ポイントでデータを処理する柔軟性と可能性を獲得できます。ネットワーク帯域幅とレイテンシの制約により、クラウド コンピューティング センターの集中型コンピューティング パワー プールは、大規模な生産ラインのリアルタイム制御や自動運転など、非常に大量のデータや時間に敏感なユース ケースの多くに対応できません。クラウド、ネットワーク、エッジ間でコンピューティング リソースを有機的に配置することで、低遅延でバランスの取れたコンピューティング電力供給とネットワーク帯域幅の保証が実現します。

IoT デバイスの広範な導入により、エッジ コンピューティング アーキテクチャは企業にとって不可欠なコンピューティング アーキテクチャとなっています。マシンツーマシン通信（M2M、モノのインターネットの祖先）は数十年前から存在していましたが、近年のIoTデバイスの数の急増、それらが送信するデータの量と速度の急速な増加、そして機械学習とデバイスの完璧な統合（AIoT）により、モノのインターネットは今日大きく進歩しました。 IoT デバイスでは、データを数ミリ秒単位で処理する必要があり、応答速度、ストレージ容量、新機能に対する緊急のニーズにより、過剰なレイテンシのためにクラウド コンピューティング アーキテクチャはますます非現実的になっています。通常、クラウド データ センターはデバイス、アプリケーション、データから数キロメートル以上離れた場所にあるため、高帯域幅のアプリケーションやデバイスではパフォーマンスの問題が発生します。 1 秒未満で完了する必要があるプロセスの場合、レイテンシ障壁により応答性と適切な機能が妨げられる可能性があります。エッジ コンピューティング アーキテクチャでは、複雑なイベント処理と応答がデバイス上またはデバイスに近いコンピューティング システムで実行されます。元のステータスデータと応答データの往復問題が解消されるため、イベント全体への応答をより速く完了できます。

複雑なイベントへの応答速度は、一部の IoT ユースケースでは重要であり、場合によっては致命的となることもあります。例えば、レベル2以上の自動運転車は、突然の車線侵入に遭遇した場合、直ちにブレーキをかけなければ衝突の危険があります。 LIDAR またはカメラでキャプチャしたデータをクラウドに送信して処理し、応答を返すまでの往復時間は、ミッションの要件を満たすには長すぎます。自動運転車にエッジコンピューティング機能があれば、車を停止させるかどうかの判断は車載コンピューターや路側エッジコンピューティングユニットで完全に処理・決定できるため、事故を防ぐことができます。極端なケースでは、事故が発生した場合でも、すべてのデータをクラウドに送信して車両の状態と動作を監視、分析、管理し、これに基づいてモデルを最適化し、車載プログラムを最適化することができます。

エッジコンピューティングの利点

エッジ コンピューティングは、潜在的に未発見の利点を持つ、より大きなエコシステムの一部です。注目すべき利点としては、次のようなものがあります。

遅延を減らして速度を上げる

エッジに配備されたコンピューティング能力により、データ転送の遅延が削減され、応答時間が向上します。ほとんどのアプリケーションにとって、ミリ秒単位の応答時間は画期的なものです。

安全性

データはローカルで分析および処理され、ローカル ネットワークまたはサービス プロバイダーのクローズド ループ システムの統合セキュリティ ソリューションによって保護されます。

コスト削減

これにより、データが最も必要とされるエッジに保持され、中央データセンターへのデータアップロードのフローが最適化されるため、帯域幅とコストが削減されます。

リモート信頼性

エッジ デバイスはデータをローカルに保存および処理し、エッジ データ センターと連携して断続的な接続の問題を克服します。

迅速な拡張性

エッジ データ センターと IoT デバイスを導入することで、企業は業務を迅速に拡大できます。

エッジコンピューティングの主な利点

エッジコンピューティングのキーワード

エッジ コンピューティング: エッジ コンピューティングは、さまざまなアプリケーションをサポートするためにデバイスとハイパースケール クラウドの間に展開される物理的なコンピューティング インフラストラクチャです。エッジ コンピューティングにより、処理能力がエンド ユーザー/デバイス/データ ソースに近づき、クラウド データ センターへの往復データ トラフィックが削減され、レイテンシが短縮されます。

通信グレードのエッジ コンピューティング: 通信事業者によって導入および管理される分散コンピューティング。ネットワークのエッジ、さらにはユーザー側のエッジまで拡張できます。顧客は、低レイテンシのアプリケーションを使用してデータ ソースの近くでデータをキャッシュおよび処理できるため、バックホール トラフィックとコストを削減できます。

オンプレミス/プライベートに展開されたエッジ コンピューティング: アプリケーションと機能のためにネットワーク オペレーターによって管理される、顧客の敷地内のコンピューティング リソース。これらの機能は、分散エッジ アーキテクチャ全体のクラウド化された仮想環境で実行されます。オンプレミスのエッジ コンピューティングにより、機密データが非公開に保たれます。

エッジ クラウド: エッジ コンピューティング上の仮想化されたインフラストラクチャとビジネス モデル。エッジ クラウドは、柔軟性と拡張性に優れ、エンド ユーザー アクティビティの予期しない増加によって発生する突然のワークロード ピークを処理する機能を備えているという点で、クラウド サーバーとローカル サーバーの両方の利点を兼ね備えています。

プライベート クラウド: プライベート ネットワークを通じて特定のユーザー グループにコンピューティング サービスを提供するクラウド展開モデル。プライベート クラウドは、スケーラビリティや俊敏性など、パブリック クラウドの利点を備えていますが、重要な違いは、プライベート クラウドでは、クラウド インフラストラクチャを社内でホストすることにより、セキュリティとデータのプライバシーが強化されることです。

ネットワーク エッジ: ワイヤレス LAN やデータ センターなどの企業ネットワークがインターネットなどのサードパーティ ネットワークに接続するポイント。つまり、CE-PE デバイスの CE 側です。

特に注目すべき概念はエッジクラウドです。エッジ コンピューティングとエッジ クラウドという用語は同じ意味で使われることがよくありますが、それぞれが指すものは若干異なります。エッジ コンピューティングは主に、デバイスとさまざまなアプリケーションをサポートするハイパースケール クラウドの間に位置する物理的なコンピューティング インフラストラクチャを指します。一方、エッジ クラウドは、エッジ コンピューティング上に展開される仮想化されたインフラストラクチャとビジネス モデルを指します。

エッジ クラウドはクラウドと同様に柔軟性と拡張性に優れています。静的なオンプレミス サーバーとは異なり、エンド ユーザー アクティビティの予期しない増加によって発生する突然のワークロードの急増を処理する能力があります。また、新しいアプリケーションのテストや展開時の拡張にも役立つため、エンタープライズ ソリューションとして最適です。それがもたらす効率性と拡張性は経済的にも理にかなっています。

エッジコンピューティングをどこに展開するか?

ネットワーク エッジは、エンド デバイスとクラウド/インターネットの間にまたがる任意の場所であり、通信エッジ コンピューティングのエッジはそのサブセットです。キャリアグレードのエッジ コンピューティングを導入できる場所は、パブリック ネットワークの内外を問わず複数あります。これらには、顧客スペース、セル サイト、端末室、アクセス ネットワークとコア ネットワークのネットワーク集約ポイントが含まれます。

オペレーターは、次の 3 つの要素に基づいてエッジ コンピューティング インフラストラクチャを展開する場所を決定します。

a) オペレータの現在のネットワークアーキテクチャ

b) ネットワークアプリケーション運用をサポートするオペレータのデータセンター施設導入ソリューション

c) オペレーターが満たさなければならない要件とサービスシナリオ。

エッジコンピューティング技術の種類

フォグコンピューティング

フォグ コンピューティングとは、クラウドとエッジ デバイスの間にコンピューティング ノードを戦略的に配置することでクラウドを拡張し、コンピューティング インフラストラクチャを分散化することを指します。データを保存し、そのデータを処理する必要があるユーザーまたは IoT デバイスの近くにコンピューティング能力とアプリケーションを展開すると、集中型クラウド コンピューティング センターの外部にフォグ コンピューティング ユニットが作成され、データの処理に必要なデータ転送時間が短縮されます。

マルチアドレスエッジコンピューティング (MEC)

欧州電気通信標準化機構 (ETSI) の定義によると、MEC はアプリケーション開発者とコンテンツ プロバイダー向けに、ネットワーク エッジに配置されたクラウド コンピューティング機能と IT サービス環境を提供します。この環境は、超低遅延と高帯域幅、およびアプリケーションが活用できるワイヤレス ネットワークへのリアルタイム アクセスを特徴としています。

マイクロデータセンター

マイクロ データ センターは、従来のデータ センターと同じコンポーネントを提供しますが、データ ソースの近くにローカルに展開できるため、非常にモバイル性と堅牢性を備えています。非常に柔軟性の高いマイクロ データ センターは、特定の状況のニーズに合わせてカスタム構築および構成できます。たとえば、コンテナ型またはスキッドマウント型のマイクロデータセンターは、サービスが行き届いていない地域や災害現場に迅速に展開できます。

雲の小粒

クラウドレットは、リソースの仮想化をサポートし、エッジ デバイスの近くに配置される、モビリティが強化された小規模のクラウド データ センターです。クラウドレットは、特別に設計された低遅延コンピューティング機能を通じて、リソースを大量に消費するインタラクティブなモバイル アプリケーションの応答性とパフォーマンスを向上させることができます。

緊急対応ユニット

これらの移動式自己完結型ユニットは、緊急時に相互運用可能な緊急通信を提供します。これらは、あらゆる重大な出来事、危機、災害の現場に迅速に派遣され、高度なスキルを持つ運用サポート チームによって管理され、被災地での通信を強化または再構築します。