5G時代のエッジコンピューティングの基本形態

クラウド コンピューティングは、通信やインターネットなどのテクノロジに基づいており、インフラストラクチャ、プラットフォーム、アプリケーションなどのサービスの追加、使用、対話の方法を変えてきました。ユーザーの観点から見ると、クラウド コンピューティングは低コストで効率的なサービスを提供できるため、個人のデジタル化のプロセスが大幅に加速されます。産業デジタル化シナリオの特徴は、さまざまな産業に適用可能であることです。次のようなシナリオでは、クラウド コンピューティングの集中型モデルが最適なソリューションではない可能性があります。

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フロントエンドによって収集されるデータの量が多すぎます。すべてを従来の方法でアップロードすると、コストが高くなり、効率が低下します。典型的な例としては、画像データの収集と処理が挙げられます。

すべてのデータは、送信される前に処理のために中央ノードにアップロードする必要があり、その結果、送信コストが高くなり、時間がかかることが多く、即時のやり取りの要件を満たすことができません。典型的な例は、無人運転のシナリオです。

事業継続性に対する要件が高い企業の場合、ネットワークの問題や中央ノードの障害が発生すると、クラウド サービスの中断が短期間であっても深刻な影響が生じます。

さらに、セキュリティと信頼の問題もあります。顧客によっては、データが管理から逃れることを許さず、データがシステムから出ることもできません。このようなシナリオでは、集中型クラウド コンピューティング センターでは対応できません。

エッジ コンピューティングは、業界のデジタル化において集中型コンピューティングが直面する課題を解決することだけを目的としているわけではありません。実際、エッジ コンピューティングはもともと通信コストを節約するために作成されました。 DARPA（国防高等研究計画局）は、エッジ コンピューティングを提案し、適用した最初の組織です。

2003年のイラク戦争中、米軍は個々の兵士のデジタル化を試験的に実施した。戦闘中に処理する必要のある情報とデータの量が非常に膨大で、兵士が専用のデジタル機器を携帯していたとしても、すべてを処理することは不可能だったからです。データが処理のために戦闘センターのデータセンターにアップロードされた場合、2つの実際的な問題に直面することになります。

各兵士から戦闘センターのデータセンターまでの高帯域幅データ チャネル (無線基地局または衛星) を確立するには、非常にコストがかかります。

兵士が携行する特殊なデジタル機器は重量が数キロあり、計算能力を高めることは困難である（さらに重量を増やす必要がある）。

DARPAは、兵士に同行するハマー戦闘車両に数十キログラムのローカルコンピューティングデバイスを配備するという計画を提案した。この装置は1キロメートルの範囲内のデジタル兵士の情報を処理することができ、その後ハマー戦闘車両上のローカルコンピューティング装置がそれを処理し、戦闘センターのデータセンターと対話します。

ISO/IECJTC1/SC38 のエッジ コンピューティングの定義: エッジ コンピューティングは、主要なデータ処理とデータ ストレージをネットワークのエッジ ノードに配置する分散コンピューティングの一種です。

Edge Computing Industry Alliance は、エッジ コンピューティングを、オブジェクトまたはデータのソースに近いネットワークのエッジで、ネットワーキング、コンピューティング、ストレージ、アプリケーションなどのコア機能を統合するオープン プラットフォームと定義しています。アジャイル接続、リアルタイムビジネス、データ最適化、アプリケーションインテリジェンス、セキュリティとプライバシー保護など、業界のデジタル化の主要ニーズを満たすために、エッジインテリジェントサービスを近くで提供できます。

業界で影響力のあるエッジ コンピューティング オープン ソース プロジェクト グループである LF Edge (Linux Foundation Edge Computing Open Source Project) が、LF Edge ホワイト ペーパーをリリースしました。ホワイト ペーパーでは、図 1 に示すように、「端、パイプ、クラウド」に分散されたコンピューティング ポイントのさまざまな場所に基づいて、エッジ コンピューティングを次の 3 つのカテゴリに分類しています。

図1：「エンド、パイプ、クラウド」の位置に基づく業界のエッジコンピューティングコンセプトの概略図

1. エッジクラウド: パブリッククラウドに展開されたエッジクラウド

パブリッククラウドが展開するエッジクラウドは、クラウドサービスプロバイダーが主導するエッジコンピューティングのシンキング展開であり、エッジクラウドという形で小規模なエッジクラウドを実現します。より複雑なコンテンツに遭遇した場合は、クラウド内で集中的に処理されます。エッジ コンピューティングにより、顧客応答速度が向上し、ユーザー エクスペリエンスが強化され、帯域幅が節約され、トラフィックが集中型クラウド エコシステムに誘導されます。

2. ユーザーエッジ: ユーザー側/エンド側でのニアエンドコンピューティング

ユーザー側/エンド側のローカルコンピューティングは、まずローカルでタイムリーに計算と処理を実行し、このユーザーまたはこの端末のワークロードのみを処理し、次にマクロネットワークに接続して上位ノードまたは周囲のノードとの相互支援を実現します。主な適用シナリオは次のとおりです。

ユーザー側のデータはパークのエッジ サーバーから出ません。

業界、企業、または交通管理によって形成されたネットワークまたは自己組織化ネットワークの形式のエッジ ゲートウェイ。

端末/CPE形式および車載形式のエッジコンピューティング。

3. サービスプロバイダーエッジ: 通信ネットワークエッジコンピューティング

国際標準化機構 ETSI は、通信ネットワークにおけるエッジ コンピューティングを、モバイル ネットワークのエッジで IT サービス環境とコンピューティング機能を提供し、モバイル ユーザーとの近接性を重視して、ネットワーク操作とサービス提供の遅延を減らし、ユーザー エクスペリエンスを向上させることと定義しています。サービス プロバイダー エッジの主な適用シナリオは、MEC (マルチアクセス ネットワーク エッジ コンピューティング) と地域ネットワーク エッジ コンピューティングです。

2017 年、ETSI は MEC の正式名称を Multi-access Edge Computing に変更し、MEC も固定とモバイルの融合と多重アクセスへと移行しました。 5G技術が成熟するにつれ、5Gの主要技術であるMECは、業界の上流および下流のエコロジカルパートナーにとって共通の関心事となるホットな話題となっている。一般的な MEC アプリケーション シナリオは次のとおりです。

• 固定オペレータに基づくエッジコンピューティング - 「固定接続 + コンピューティング サービス」
• モバイル オペレータに基づくエッジ コンピューティング (MEC) - 「モバイル接続 + コンピューティング サービス」。

前述のさまざまなエッジ コンピューティング展開シナリオの表現は異なりますが、共通点が 1 つあります。それは、端末に近いネットワークのエッジでサービスを提供することで、ローカル コンピューティングを実現し、通信帯域幅を節約し、レイテンシを短縮し、全体的なメリットを最大限に高めることです。したがって、エッジ コンピューティング ソリューション全体の本質は、「接続 + コンピューティング」です。