マルチアクセス エッジ コンピューティング (MEC) = 未来?

最新のデバイス、アプリケーション、サービスのほとんどは、クラウド コンピューティング リソース (データ センター、CDN) を広範に活用しています。クラウド コンピューティングのすべてのハードウェアは、主に CPU、GPU、RAM、ネットワーク インターフェイス、不揮発性ストレージという主要部分で構成されており、これらはすべて現代のクラウド コンピューティングの基本コンポーネントです。

クラウド コンピューティングは、レイテンシ (情報の送受信速度、ミリ秒単位) や帯域幅 (1 秒あたりに転送されるデータ量、GB、MB、KB/秒単位) などの側面に影響します。これら 2 つの要因は、特定のネットワーク内でどのアプリケーションとサービスが信頼できるか、または実行可能であるかに大きな影響を与える可能性があります。マルチアクセス エッジ コンピューティング (MEC) という用語は、モバイル エッジ コンピューティングを活用して超低遅延要件を実現する 5G ネットワークの継続的な展開に由来しています。

この図は、ほとんどのネットワーク オペレーターが、時代遅れのインフラストラクチャと多数のサイトを、最新のデータ センターのようなエッジ コンピューティング ネットワーク ノードに変換する方法を示しています。

既存の通信ネットワーク事業者のインフラストラクチャが大量にあることを考慮して、マルチアクセス エッジ コンピューティングの概念が提案されました。

すべてのコンピューターやプロセッサーが同じように作られているわけではありません。たとえば、GPU は障害物回避、予測、人工知能のためのマシン ビジョン アプリケーションを実行するための最も効率的なエンジンを提供しますが、トレードオフとして消費電力が多すぎます。 CPU は、オーケストレーション、制御、データ収集/アーカイブ、圧縮、レポート、その他の処理を中心に、ほぼすべてのタスクを処理し、プログラムを実行できます。不揮発性メモリは大容量のビデオやその他のファイルの保存と転送に使用され、一方、RAM などの揮発性メモリは、ビットあたりのオーバーヘッドは同じであるにもかかわらず、SSD/HDD よりも 1000 倍高速であるため、データベースやファイルのキャッシュに使用されます。これらのシステム コンポーネントは、最新のコンピューターの本来のパワーと容量を提供します。

ネットワーク エッジでの低遅延と高帯域幅により、重要なアプリケーション、インターネット サービス、デバイスに次世代のネットワークおよびコンピューティング機能が搭載されます。この記事では、マルチアクセス エッジ コンピューティングが IoT の未来を切り開く 4 つの主な理由について説明します。

1. Ultra HD/4K+ビデオストリーミング、モニタリング

現代のインターネット帯域幅はビデオ トラフィック (約 56%) が占めており、4K や 8K コンテンツが追加されるにつれてこのギャップは拡大する一方です。 MEC とソフトウェア定義ネットワークは、オンデマンド インターネット サービスの膨大なインターネット トラフィックを処理するための実現可能な方法の 1 つです。オンラインビデオコンテンツプロバイダーの Netflix は、世界のトラフィックの 15% (米国の全トラフィックの 40%) を占めており、YouTube がそれに続き、世界のトラフィックの 11.4% を占めています。

これに対処するため、Netflix は 240 TB のストレージ アプライアンスを世界中の ISP ネットワーク内で直接使用しており、基本的にはエッジ CDN となっています。 Amazon prime、Hulu、Twitch などの他のビデオ サービス プロバイダーの台頭により、近い将来に高まる 4K+ ビデオの需要を維持できる唯一の方法は、ビデオ プロバイダーにネットワーク エッジを開放することです。

2. マシンビジョン

ビデオ監視と同様に、マシンビジョンも機能と操作性の面で一歩前進しました。 GPU (グラフィックス プロセッシング ユニット) と VPU (ビジョン プロセッシング ユニット) は、ビデオ処理やニューラル処理/ネットワーキングなどの並列タスクで非常に高速です。 VPU は低電力デバイスに適していますが、コスト、柔軟性、GPU と比較した相対的な知名度の低さにより、MEC にはいくつかの利点があります。

たとえば、障害物回避ソフトウェアに柔軟なオンボード GPU を使用する高度なドローンでは、比較的電力を消費する GPU とその追加重量により、ドローンのバッテリーの約 25% が消費されるため、バッテリー寿命が犠牲になることがよくあります。この処理をネットワークのエッジに移動すると、5G はすべてのデバイスに超低遅延と高帯域幅を提供できるようになり、ドローンの全体的な重量、コスト、バッテリー、機能が大幅に改善されます。

3. Webアプリケーションのセキュリティとパフォーマンス

Amazon AWS がウェブホスティングに関して一貫して高い評価を得ているのには理由があります。その広範なインフラストラクチャにより、ウェブコンテンツとサービスがユーザーの非常に近く、いわばネットワークの「エッジ」に配置されるからです。マルチアクセス エッジ コンピューティングにより、Web アプリケーションとホスティングが次のレベルに引き上げられると言っても過言ではありません。

公共サービスと Web コンテンツは、エッジ コンピューティングとキャッシュ機能の恩恵を受けることができます。読み込みが遅く、非力なデバイスに負担をかける肥大化した Web サイトに関する最近の苦情は、Web アプリケーションがより複雑になり、ペイロードが重くなった結果です。

今日の Web サイトでは、データ センターへのコストのかかるラウンドトリップではなく、クライアント側で多くの処理を実行するために JavaScript を多用しています。再利用可能なキャッシュを最適化し、プロセッサを集中的に使用する操作の一部をネットワークのエッジに移動することで、携帯電話やその他の低電力 IoT デバイスの全体的な応答性とバッテリー寿命を向上させることができます。

4. エッジ分析とAI

大量のデータを処理する際に、データセンターが存在するのには理由があることは誰もが知っています。しかし、システム全体の費用対効果がどの程度であるかはまったく別の問題です。

過剰にプロビジョニングされ、フィルタリングされていない大量の情報が詰め込まれたデータ センターは、すぐに持続不可能かつ拡張不可能な状態になる可能性があります。エッジ分析は、データがデータセンターに送信される前に、エッジでほとんどの処理を完了することによって機能します。低レイテンシで大容量のデータを活用して、インターネット帯域幅や不揮発性ストレージなどの貴重なリソースの使用を最小限に抑えながら、高い効率を実現し、分析機能を強化します。

エッジ分析により、沖合石油掘削装置、深部探査、製造、サイバーフィジカルセキュリティなどを簡単に強化できます。

次の図は、マルチアクセス エッジ コンピューティングの最も効果的なアプリケーションの概要を示しています。

オリジナルリンク: https://www.lanner-america.com/blog/multi-access-edge-computing-future/