2020年に5Gとエッジコンピューティングはどのように発展するのでしょうか?

2020 年の新年の初めには、エッジ コンピューティングと 5G をめぐる新たな誇大宣伝の波が間違いなく起こるでしょう。今こそ、両方の概念に対する理解を統合して更新し、2 つのテクノロジーがどのように相互に補完し強化できるかを検討する絶好の機会です。特に金融決済、オンライン注文、不正監視、機械学習などの分野では、これら 2 つのテクノロジーが将来にわたって継続的な競争力の維持に役立ちます。

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エッジ コンピューティングとは、クラウドとの間で情報をやり取りするのではなく、情報が作成された場所に近いデバイスから情報を処理することです。 5G の登場により、これまでは不可能だったエッジ コンピューティング アプリケーションが可能になります。たとえば、拡張現実や仮想現実では、5G の超低遅延により、見ているものと実際の行動を同期させることができます。自動運転車は、大量のデータを処理し、瞬時に判断を下す必要があります。

IDC は、2025 年までに世界中で 1,500 億個の接続デバイス (RFID を含む) が存在し、そのほとんどがリアルタイムでデータを出力するようになると予測しています。 2017 年には、作成、キャプチャ、複製されたすべての情報のうち、リアルタイム データが占める割合はわずか 15% でした。 2025年までにこの割合は30%に達すると予想されています。パーセンテージで見ると、エッジ コンピューティングは劇的な変化をもたらさないように見えるかもしれませんが、データの生の容量で見ると、桁違いの増加となります (約 5zb から約 50zb へ)。エッジ コンピューティングは、大量のリアルタイム データに基づいており、帯域幅のオーバーヘッドを最小限に抑えながら同期インテリジェント分析を実行する機能を備えています。

新しい定義

2020年になっても、「エッジ」の定義は人によって異なります。 NIST (米国国立標準技術研究所) から IEEE まで、モデルは現在も進化を続けています。それは、センサー情報を選択的にクラウドに送信する Raspberry Pi や、Google のオンライン ストリーミング プラットフォームでデータを処理するノードである可能性があります。 2 つのモデルの間には大きなギャップがありますが、どちらもコンピューティング リソースをユーザー端末に近づけます。

比較的中立的なエッジ コンピューティング レポートでは、より明確な定義が示され、一部の業界ではこれに同意する声が上がっています。

• エッジは場所であり、新しいものではありません。
• エッジコンピューティングにはさまざまな種類がありますが、私たちが注目しているのは、ネットワークの「ラストマイル」のエッジコンピューティングです。
• エッジ コンピューティングには、インフラストラクチャ エッジとデバイス エッジの 2 つの形式があります。
• コンピューティングはエッジとクラウドの両方に存在するようになり、それらの境界を区別することがますます困難になります。

簡単に言えば、デバイス エッジには、電話、ドローン、AR ヘッドセット、IoT センサー、コネクテッド カーなどの端末が含まれます。スイッチやルーターなどのゲートウェイデバイスも含まれます。およびローカル サーバー。それらはすべて、ネットワークのラストマイルの下流にあります。インフラストラクチャ エッジは上流に存在し、ネットワーク アクセス デバイスとデータ センターを通じてコン​​ピューティング リソースを取得します。

上: デバイスエッジからインフラストラクチャエッジまでの上流および下流チェーン

画像提供: Intel

たとえば、大型の掘削リグの場合、Raspberry Pi はデバイスの端にあります。環境データをリアルタイムで送信して帯域幅を占有する必要はなく、ローカルで処理し、緊急タスクの場合にのみバックグラウンドに報告します。逆に、ローカル データ センターが 4K HD ビデオを再生するために 60 フレーム/秒のストリーミング速度を提供する必要がある場合、デバイス エッジは明らかに低遅延の利点を提供しますが、ユーザーは上流でより強力な処理機能を備えたハードウェアを入手することを望みます。

コア ネットワークに近い分散インフラストラクチャに加えて、クラウドに対する要件はより集中化され、スケーラブルになっています。ただし、クラウド コンピューティングを使用すると、レイテンシは大幅に増加します (また、一貫性も大幅に低下します)。

低遅延エッジコンピューティングの利点

特にクラウド コンピューティングの物理的な制限を考慮すると、低レイテンシをエッジ コンピューティングのキラー機能と見なすのは簡単です。

データは光速よりも速く移動することはできないため、数百または数千マイル離れたサーバーへのリクエストが完了するまでに必然的に数十または数百ミリ秒かかります。ページをスクロールしても違いは目立ちません。しかし、遠隔手術を行う外科医や仮想現実のゲーマーにとって、こうした遅延は許容できないものです。

エッジ コンピューティングは、データの一貫性を維持するための遅延を排除します。

上: 将来のデバイスとアプリケーションのネットワーク帯域幅と遅延要件の変化

画像出典: State of the Edge 2020

エッジ コンピューティングでは、接続されたデバイスとクラウド間でのデータの転送も回避されます。データの価値をそれが作成された場所の近くで判断できれば、そのデータの流れを最適化できます。トラフィックをクラウド内のデータのみに限定すると、レイテンシの影響を受けないアプリケーションでも帯域幅とストレージのコストが削減されます。

エッジコンピューティングは信頼性ももたらします。過酷な環境では、デバイス エッジと集中型クラウド間のデータ転送で多くの問題が発生する可能性があります。オフショア プラットフォーム、製油所、太陽光発電所などのデバイス エッジとインフラストラクチャ エッジは、クラウドに接続せずに半自律的に動作できます。

分散アーキテクチャはセキュリティの面でもメリットがあります。クラウドに移動する情報が減れば、傍受される情報も減ります。エッジでのデータ分析により、リスクが地理的に分散されます。エンドポイント情報自体を保護するのは簡単ではないため、エッジのファイアウォールは攻撃の範囲を制限するのに役立ちます。また、コンプライアンス上の理由から、データをローカルに保存しておくと便利な場合があります。エッジ インフラストラクチャは、地理またはバージョンの権限に基づいてアクセスの柔軟性を提供します。

5Gとエッジコンピューティングは相互に促進し合う

エッジコンピューティングは新しいものではありません。 2000 年初頭には、コンテンツ配信ネットワークはエッジ ネットワークと呼ばれていました。しかし、5G のカバレッジが拡大するにつれて、エッジ コンピューティングは、地域ではなくローカルのコンピューティング リソースを活用することで、最新のアプリケーションの高帯域幅、低遅延のニーズに対応するのに役立つと広く信じられています。

5G テクノロジーにより、コンピューティング リソースがデータが生成される場所に近づき、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。中央クラウドを行き来する必要なく、5G ネットワーク間でより多くの情報が効率的に送信されるようになります。その結果、これまで存在しなかったユースケースが見られるようになるでしょう。

「エッジコンピューティングの現状レポート 2020」によると、エッジコンピューティングに対する最大の需要は、インフラストラクチャを継続的に更新し、5G ネットワークをアップグレードする必要がある通信ネットワーク事業者から来ています。これらのネットワーク上で実行されるモバイル コンシューマー サービスは、オンライン ゲーム プラットフォーム、拡張現実/仮想現実、人工知能などのアプリケーションをサポートするためにエッジ コンピューティングに依存します。

スマート ホーム、スマート グリッド、スマート シティはすべて、デバイス エッジ プラットフォームを使用する傾向があります。ただし、これらのユースケースが進化し、より複雑になるにつれて、インフラストラクチャ エッジ機能の必要性も高まります。 5G の超信頼性低遅延通信 (URLLC) と大規模マシン型通信 (mMTC) の規定により、デバイスとエッジ コンピューティングをより近づけることができ、短い接続をより効率的にすることができます。

図に示すように、信号機はネットワーク化され、エッジ ゲートウェイに接続され、そこでデータを収集して分析できます。エッジ ネットワークの一部として、マッピング ツールにデータを提供したり、混雑を回避してトラフィックを再ルーティングしたりできます。

自動運転車についても言及する価値がある。これは、5G 強化エッジ コンピューティングの代表的な例です。最新の自動車では、衝突回避、車線維持、アダプティブクルーズコントロールのために、デバイスのエッジにあるコンピューティングリソースが活用されています。しかし、運転支援機能や自動運転機能がさらに高度化するにつれて、周囲のインフラストラクチャからエッジ リソースを追加する必要が生じます。たとえば、前方の交通状況に基づいて移動を調整したり、他の自動運転車と連携して赤信号を通過したり、危険な状況を回避するために瞬時に判断したりします。

エッジコンピューティングはまだ成長する必要がある

エッジ コンピューティングは、ガートナーの 2020 年のトップ 10 戦略的テクノロジ トレンドの 1 つに挙げられています。このリストにある他のいくつかの概念も、エッジ コンピューティングに由来しています。人工知能や機械学習などのテクノロジーの適用に重点を置くハイパーオートメーションは、低遅延で継続的に信頼性の高い通信の基盤に依存します。多次元エクスペリエンスも大きなトレンドであり、高帯域幅とリアルタイム処理を備えた多次元センサーと多機能インターフェースに依存しています。もちろん、スマートなものは AI、5G、エッジ コンピューティングがすべてです。

図に示すように、エッジ テクノロジーとデータ センターへの世界の年間設備投資は、2028 年には 1,460 億米ドルに達し、年間複合成長率は 35% になると予想されています。

画像出典: 「エッジコンピューティングの現状レポート 2020」

これらの新しいアプリケーションを有効にするには、多額の投資が必要になります。 Tolaga Research は、IT およびデータセンター インフラストラクチャへの累積設備投資が現在から 2028 年までに 7,000 億ドルに達すると予測しています。

コンピューティング リソースが集中型クラウドから分散型エッジに広がるにつれて、特に成熟したインフラストラクチャ エッジでは、新しいアプリケーションと新しい機会が豊富に生まれます。エッジ コンピューティングと 5G の影響を理解することで、よりシームレスなエクスペリエンスを顧客に提供し、新しい市場に関する洞察を得て、迅速に適切な意思決定を行うことができます。

オリジナルリンク: https://venturebeat.com/2019/12/20/get-2020-vision-about-edge-computing-and-5g/