エッジコンピューティングについて知っておくべき4つのこと

エッジ コンピューティングは、型破りで最先端の考え方として、テクノロジーの時代精神の中で地位を確立しました。何年もの間、このタイプのコンピューティングは未来であると考えられてきました。しかし、エッジ コンピューティングをサポートするために必要なインフラストラクチャがまだ登場していないため、これまでのところこの議論はほとんど仮説的なものでした。

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アプリケーション開発者、起業家、大企業が、マイクロデータセンターから特殊なプロセッサ、必要なソフトウェア抽象化レイヤーまで、さまざまなエッジコンピューティングリソースにアクセスできるようになり、状況は変化しています。エッジ コンピューティングの有用性と影響についての質問に答える際、理論の域を超えることができます。では、現実世界の証拠はこの傾向について何を教えてくれるのでしょうか?特に、エッジ コンピューティングに関する誇大宣伝は避けられないものでしょうか、それとも見当違いなのでしょうか?

以下では、エッジコンピューティング市場の現状について概説します。エッジ コンピューティングは、コストとパフォーマンスの両方の理由からアプリケーションを分散化する必要性が高まったことにより、現実の現象であることが証明されました。エッジ コンピューティングには、過大評価されている側面もあれば、見過ごされている側面もあります。以下の 4 つのポイントは、意思決定者に「エッジ」の現在および将来の機能に関する実用的な見解を提供することを目的としています。

1. エッジコンピューティングはレイテンシだけの問題ではない

エッジ コンピューティングは、コンピューティングとデータ ストレージを必要な場所に近づけるモデルです。これは、少数のハイパースケール データ センターにコンピューティングを集中させる従来のクラウド コンピューティング モデルとはまったく対照的です。

この文脈では、エッジは、従来のクラウド データ センターよりもエンド ユーザーまたはデバイスに近い任意の場所になります。それは 100 マイル離れた場所、1 マイル離れた場所、ローカル、またはデバイス上にある可能性があります。アプローチに関係なく、従来のエッジ コンピューティングでは、エッジの力はレイテンシを最小限に抑えることであり、これによりユーザー エクスペリエンスが向上し、レイテンシの影響を受けやすい新しいアプリケーションが実現されることが強調されています。これはまさにサービスとしてのエッジ コンピューティングです。レイテンシの軽減は重要なユースケースですが、最も価値のあるユースケースではない可能性があります。エッジ コンピューティングのもう 1 つの使用例は、クラウドとの間のネットワーク トラフィックを最小限に抑えることです。これは、レイテンシの緩和と同じくらいの経済的価値をもたらす可能性がある、クラウド オフロードと呼ばれることもあります。

クラウド オフロードの基本的な推進力は、ユーザー、デバイス、センサーによって生成される膨大な量のデータです。 「基本的に、エッジはデータの問題です」と、エッジコンピューティングにおけるデータ課題に取り組むスタートアップ企業、MacrometaのCEO、チェタン・ベンカテッシュ氏は昨年末に私に語った。クラウド オフロードは、すべてのデータを移動するにはコストがかかることから発生します。そして多くの人は、必要がない限り引っ越したくないと思っています。エッジ コンピューティングは、データをエッジの外部に移動することなく、データが生成された場所から価値を抽出する方法を提供します。必要に応じて、データをサブセットに凝縮して、より経済的にクラウドに送信し、保存したり、さらに分析したりすることができます。

クラウド オフロードの非常に典型的な用途は、帯域幅を最も消費する 2 つのデータ タイプであるビデオ データまたはオーディオ データの処理です。最近私が話を聞いた導入に関わった関係者によると、アジアに1万以上の店舗を持つある小売業者は、事業運営にこれを使用しているという。彼らは、ビデオ監視や店内言語翻訳サービスにエッジコンピューティングを使用しています。ただし、クラウドに転送するのに同じくらいのコストがかかるデータ ソースが他にもあります。もう 1 つの連絡先は、顧客のオンプレミス IT インフラストラクチャからのリアルタイム データを分析して問題を防止し、パフォーマンスを最適化する大手 IT ソフトウェア ベンダーでした。エッジコンピューティングを使用することで、このすべてのデータを AWS に返すことを回避できます。産業機器も大量のデータを生成するため、クラウド オフロードの最適な候補となります。

2. エッジはクラウドの延長である

エッジがクラウドに取って代わるだろうという初期の主張にもかかわらず、エッジがクラウドの範囲を拡大すると言った方が正確です。これによって、ワークロードをクラウドに移行するという継続的な傾向が弱まることはありません。しかし、オンデマンドのリソース可用性と物理インフラストラクチャの抽象化というクラウド コンピューティング方式を、従来のクラウド データ センターからさらに離れた場所にまで拡張するための活動が活発に行われています。これらのエッジ ロケーションは、クラウドから進化したツールとアプローチを使用して管理され、時間の経過とともにクラウドとエッジの境界が曖昧になります。

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エッジとクラウドが同じ連続体の一部であるという事実は、AWS や Microsoft Azure などのパブリック クラウド プロバイダーのエッジ コンピューティング イニシアチブに明らかです。社内エッジコンピューティングの導入を検討している企業の場合、Amazon は、Amazon 独自のデータセンターのハードウェア設計を模倣した、完全に組み立てられたコンピューティングおよびストレージラックである AWS Outpost を送付します。お客様独自のデータセンターにインストールされ、Amazon によって監視、保守、アップグレードされます。重要なのは、Outposts が EC2 コンピューティング サービスなど、AWS ユーザーが頼りにしているのと同じサービスの多くを実行するため、エッジの運用がクラウドに似ていることです。 Microsoft の Azure Stack Edge 製品も同様の目標を持っています。これらのサービスは、クラウド プロバイダーがクラウドとエッジ インフラストラクチャを 1 つの傘の下に統合することを構想していることを明確に示しています。

3. エッジインフラストラクチャは段階的に構築される

一部のアプリケーションはローカルで実行するのが最適ですが、多くの場合、アプリケーション所有者はローカルスペースを占有せずにエッジコンピューティングを活用したいと考えています。これには、クラウドによく似ているものの、現在のクラウドを構成する数十の高レベルデータセンターよりもはるかに地理的に分散された新しい種類のインフラストラクチャへのアクセスが必要です。このインフラストラクチャは現在使用が始まったばかりですが、3 つのフェーズで開発される可能性があり、各フェーズで地理的範囲が拡大してエッジの範囲が拡大されます。

フェーズ1: マルチリージョンとマルチクラウド

多くのアプリケーションにとって、エッジ コンピューティングへの第一歩は、多くの人がエッジ コンピューティングとは考えていないかもしれませんが、すべてのエッジ コンピューティング アプローチを含むスペクトルの一端として考えることができます。このステップは、パブリック クラウド プロバイダーが提供する複数のリージョンを活用することです。たとえば、AWS は 22 の地理的地域にデータセンターを構えており、さらに 4 つの地域にデータセンターを設置することが発表されています。たとえば、北米とヨーロッパのユーザーにサービスを提供する AWS の顧客は、北カリフォルニアリージョンとフランクフルトリージョンでアプリケーションを実行できます。 1 つのリージョンから複数のリージョンに移動すると、レイテンシが大幅に短縮され、大規模なアプリケーション セットの場合、優れたユーザー エクスペリエンスを提供するために必要なのはこれだけです。

同時に、コスト効率、リスク軽減、ベンダーロックインの回避、さまざまなプロバイダーが提供する最良のサービスを比較したいという要望など、さまざまな考慮事項により、マルチクラウドアプローチに向かう傾向があります。 「マルチクラウドをうまく活用することは、今日では非常に重要な戦略とアーキテクチャです」と、分散クラウドのスタートアップ企業 Volterra の CMO であるマーク・ワイナー氏は語った。マルチリージョン アプローチと同様に、マルチクラウド アプローチは、ますます分散化されたエッジ コンピューティング アプローチへと移行している分散ワークロードへの第一歩となります。

フェーズ2: 地域優位性

エッジ進化の第 2 段階では、エッジが 1 レベル深く拡張され、数十都市のハイパースケール データ センターだけでなく、数百または数千の場所のインフラストラクチャが活用されます。実は、コンテンツ配信ネットワークというインフラストラクチャはすでに存在しているのです。 CDN は 20 年にわたりエッジ コンピューティングの先駆者として、静的コンテンツをエンド ユーザーの近くにキャッシュしてパフォーマンスを向上させてきました。 AWS には 22 のリージョンがありますが、Cloud Flash のような一般的な CDN には 194 のリージョンがあります。

現在の違いは、これらの CDN が静的コンテンツのキャッシュだけでなく、汎用ワークロードに対してインフラストラクチャを開放し始めていることです。現在、Cloudflare、Fastly、Limelight、StackPath、Zenlayer などの CDN はすべて、コンテナ アズ ア サービス、VM アズ ア サービス、ベアメタル アズ ア サービス、サーバーレス機能の組み合わせを提供しています。言い換えれば、彼らはクラウドプロバイダーのような行動を取り始めているのです。 Packet や Ridge などの先進的なクラウド プロバイダーもこの種のインフラストラクチャを提供しており、AWS はより地域化されたインフラストラクチャの提供に向けて第一歩を踏み出し、ロサンゼルスにローカル リージョンと呼ばれる最初のリージョンを導入し、今後もさらに拡大していく予定です。

ステージ3: チャネルエッジ

エッジ進化の第 3 段階では、エッジがさらに外側に押し出され、エンド ユーザーまたはデバイスからわずか 1 ～ 2 個のネットワーク ホップの距離になります。従来の通信用語では、これはネットワークのアクセス部分と呼ばれ、このタイプのアーキテクチャはアクセス エッジと呼ばれます。アクセス エッジの一般的なフォーム ファクターはマイクロ データ センターです。マイクロ データ センターのサイズは、ラック 1 台分からセミトレーラー 1 台分程度までさまざまで、道路脇や携帯電話ネットワーク タワーの基部に設置できます。舞台裏では、電力や冷却などの分野におけるイノベーションにより、これらの小規模なデータセンターに、ますます高密度なインフラストラクチャを導入できるようになっています。

Vapor IO、EdgeMicro、EdgePresence などの新規参入企業は、米国内のいくつかの都市でこれらのマイクロ データ センターの構築を開始しています。 2019 年は最初の大規模な建設年であり、2020 年から 2021 年にかけてもこれらの建設への多額の投資が継続されるでしょう。 2022 年までに、エッジ データ センターの ROI はエッジに資本投資を行う人々にとっての焦点となり、最終的にこれらの ROI は、「エッジをエンド ユーザーまたはデバイスにプッシュするのに十分なキラー アプリケーションがあるか」という 1 つの質問に対する答えを反映することになります。

私たちはこの質問に対する答えをかなり早い段階で得ました。最近私が話をした実務家の中には、アクセス エッジのマイクロ データ センターが、地域エッジの地域データ センターに比べて十分な限界利益をもたらすかどうかについて懐疑的な見方を示す人もいました。地域的な利点は、さまざまなクラウド オフロードのユース ケースや、オンライン ゲーム、広告配信、e コマースなどのユーザー エクスペリエンスが重要となる分野でのレイテンシ緩和など、早期導入者によってすでにさまざまな方法で活用されています。対照的に、超低レイテンシとエッジ ネットワークへの非常に短いパスを必要とするアプリケーション (自律走行車、ドローン、AR/VR、スマート シティ、遠隔誘導手術など) は、音質が悪くなる傾向があります。さらに重要なのは、これらのアプリケーションでは、エッジにアクセスする利点と、ローカルまたはデバイス上のアプローチを使用してローカルでコンピューティングする利点を比較検討する必要があることです。しかし、アクセス エッジ向けのキラー アプリケーションが必ず登場します。今日の焦点では​​ないかもしれませんが、数年後には詳細がわかるでしょう。

4. エッジを管理するには新しいソフトウェアが必要

上記では、エッジ コンピューティングがさまざまなアーキテクチャにどのように適合するか、また「エッジ」はさまざまな場所に配置できることについて概説しました。ただし、エッジがどこに存在するかに関係なく、業界の最終的な方向性は、同じツールとプロセスを使用してクラウドとエッジのワークロードを管理できる世界に向けて統一することです。これには、これまで単一のデータセンターを中心に構築されてきたクラウドでのアプリケーションの展開、拡張、管理に使用されるソフトウェアの改善が必要になります。

Ori、Rafay Systems、Volterraなどのスタートアップ企業や、GoogleのAntos、MicrosoftのAzure Arc、VMwareのTanzuなどの大企業も、この方法でクラウド インフラストラクチャ ソフトウェアを開発しています。これらの製品のほぼすべてに共通する点は、コンテナ化されたアプリケーションを管理するための主流の方法となっている Kubernetes をベースにしていることです。しかし、これらの製品は Kubernetes の元の設計を超えて、Kubernetes クラスターの分散フリートの新しい世界をサポートします。これらのクラスターは、「エッジ」、オンプレミス環境、パブリック クラウドで構成される異機種インフラストラクチャ プール上に配置される場合がありますが、これらの製品により、すべてを均一に管理できます。

当初、これらの製品の最大のチャンスは、エッジ進化のフェーズ 1 をサポートすることです。これは、1 つ以上のクラウドを介して少数のリージョンを活用する、適度に分散された展開です。しかし、これにより、彼らは、近々登場し始めている、より分散化されたエッジ コンピューティング アーキテクチャへの進化をサポートする上で有利な立場に立つことになります。 「エッジ コンピューティングのユース ケースが幅広く成熟するにつれて、マルチ クラスターの管理と運用の問題を非常にうまく解決できるようになります」と、Rafay Systems の CEO、Haseeb Budhani 氏は最近私に語りました。

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素晴らしい何かの始まり

エッジ コンピューティングをサポートするリソースが登場しつつある現在、エッジ指向の考え方は、アプリケーションを設計およびサポートする人々の間でさらに普及するでしょう。少数のクラウド データ センターへの集中が決定的なトレンドだった時代を経て、現在は分散化の強化を支持する勢力が生まれています。エッジ コンピューティングはまだ初期段階ですが、理論を超えて実践に移っています。この業界が急速に成長していることは承知しています。私たちが知っているクラウドは誕生してからまだ 14 年しか経っていません。長期的には、この利点がコンピュータ分野に大きな足跡を残すのもそう遠くないだろう。