クラウドコンピューティング、エッジコンピューティング、フォグコンピューティング：それぞれの実用的なアプリケーションについて学ぶ

「クラウド コンピューティング」とその派生である「エッジ コンピューティング」および「フォグ コンピューティング」が導入されて以来、これら 3 つの違いは多くの専門家をも混乱させてきました。

しかし、一般消費者、IT 開発者、データ アナリスト、エンタープライズ ネットワークに関しては、これらのコンピューティング プラットフォームの 1 つ以上を選択すると、明確な利点が得られます。これらの計算は、互いに補完し合いながら、さまざまな環境や状況にさまざまな機能を提供します。

以下は、コンピューティング カテゴリの 3 つのレベルと、各レベルのコンピューティングの実際のアプリケーションの概要です。

コンピューティングの3つの「レイヤー」

前述のように、「クラウド」、「エッジ」、「フォグ」という用語は、コンピューティングの 3 つのレイヤーを表します。

• クラウドコンピューティング層: 産業用ビッグデータ、ビジネスロジックと分析データベース、データストレージ
• フォグコンピューティング層: ローカルネットワーク資産、マイクロデータセンター
• エッジコンピューティング層: 産業用 PC、プロセス固有のアプリケーション、自律デバイス上のリアルタイムデータ処理

各レイヤーは前のレイヤーの基本的な機能に基づいて構築され、各レイヤーはデータのソースに近いインテリジェントな分析を提供するため、これらをレイヤーとして考えると視覚的にわかりやすくなります。それで、その情報源はどこから来るのでしょうか?製造業では、ネットワークに接続された生産設備を備えた作業現場や工場などがこれに該当します。 IT 環境では、実用的なデータのソースには、エンタープライズ ルーターや従業員の端末が含まれる場合があります。

フォグコンピューティングの実用化

では、フォグ コンピューティングとは何でしょうか?フォグ コンピューティングは、コンピューティング機能と分析機能を効果的に分散できます。これは、ローカル デバイスとモバイル デバイス、つまり、処理能力とストレージが制限されたデバイスの間に位置し、IoT コンポーネントからの情報の流れをフィルター処理する方法を提供します。

街区を走行する自動運転車は、人々にフォグ コンピューティングの第一印象を与えます。車両、センサー、コントローラーが都市のインテリジェント交通システムの「エッジ レイヤー」である場合、エッジ コンピューティングが必要となり、マイクロ データ センターを構築して運用する必要があります。そして、マイクロデータセンターやメッシュルーター、サーバーが「フォグコンピューティングレイヤー」として利用されるようになると考えられます。

フォグ コンピューティングはエッジ コンピューティングほど分散化されていませんが、ネットワーク経由またはクラウド コンピューティング層に送信されるデータの量をさらに削減します。エッジ レイヤーの「ノード」間の通信とコラボレーションを促進します。上記の例では、ノードは自動運転車です。

では、産業用途にはどのようなものがあるのでしょうか?ビジネス関連の例としては、サプライ チェーン内の複数の倉庫と工場の間に設置される自動在庫システムがあります。ここで、フォグ コンピューティング レイヤーを使用して、複数の場所の材料、機器、供給レベルを「チェックおよびバランス」し、自動的に再注文をトリガーできます。

フォグ コンピューティングは、組織のデバイスやローカル エリア ネットワークを経由して意思決定者 (または最終的には産業グレードのクラウド データ サービス) に渡される運用データの量と種類を制御するための重要な中間ステップを表します。

このように、フォグ コンピューティングは帯域幅の使用量を削減し、企業が高額なアップグレードを行う必要性を遅らせ、IT インフラストラクチャを円滑に稼働させ続けるのに役立ちます。

「スマートメータリング」は電力網への応用の一例です。 「スマートメータリング」とは、地域の電力網に関する情報を収集して送信するために、発電所や変圧器とともに地域のデータセンターを展開することを指します。このようにフォグ コンピューティングを通じて制御される「スマート グリッド」は、停電の影響を制限する点でより回復力があり、問題が顕著になったときにエンジニアが問題を正確に特定しやすくなります。

エッジコンピューティングの実用化

クラウド コンピューティング レイヤーからフォグ コンピューティング、そして最終的にはエッジ コンピューティングに至るまでの各ステップで、「スマート デバイス」はデータ ソースに近い場所で情報を処理するデバイスになります。

したがって、エッジ コンピューティングを使用すると、ローカル エリア ネットワーク上の個々のマシン、ワークステーション、モバイル デバイスでインテリジェントな分析を実行できます。これは工場の自動化コントローラーのようなものです。スマート デバイスが機械を操作し、メンテナンス項目にフラグを立て、データをクラウドや企業の意思決定者に「上向きに」ストリーミングします。産業データ サイエンティストは、フォグ コンピューティング レイヤーまたはサービス レイヤーとしてのクラウド コンピューティングからデータを受け取ります。これにより、現在の運用状態に関する洞察が得られ、より適切な予測を生成することができます。

エッジ コンピューティングを活用する方法の例を 3 つ紹介します。

• 大型機器のテストには、多くの重要なコンポーネントのパフォーマンスを詳細に記述する柔軟なデータ フローが必要です。デバイス テスト施設の「エッジ レイヤー」には、ワイヤレス温度計、振動センサー、その他の計測機器が含まれる場合があります。
• 前述のように、スマートな交通管理はすぐに標準になるでしょう。交通パターンに関する分析と情報は、自動運転車や交差点、交通管理プロトコルの固定センサーを使用してローカルで実施されます。この文脈では、エッジ コンピューティングは、関連する各デバイスが意味のある実用的なリアルタイム データを使用して他のデバイスをサポートできるようにする「接続されたネットワーク」のように見えます。
• よりスマートな工場は、産業用エッジ コンピューティングの最も明白なアプリケーションの 1 つです。エッジノードとフォグコンピューティングを組み合わせることで、生産設備、環境制御、圧縮空気システム、冷却剤循環、電気およびその他の電源など、工場内の多くのシステムを自動化できます。

フォグとエッジ コンピューティングにより、消費者、企業、データ サイエンティスト、IT アーキテクトが驚くべき成果を達成するための新しいツールが多数作成されました。一般的なクラウド コンピューティングがやや見過ごされていることに気付いた人もいるかもしれません。

コンピューティング階層の最上位に戻り、クラウド コンピューティングの最近の動向と、それが生み出した機会と新しい職業について簡単に見てみましょう。

クラウドコンピューティングとは何ですか?

クラウド コンピューティングについて話すとき、それはしばしば謎や混乱を伴いますが、実際に言及しているのは今日のインターネット接続です。これまでに経験したことについて考えてみましょう。工場、商業施設、消費者向けデバイスは、かつては完全に孤立した島でした。有用なデータが含まれている場合もありますが、クラウド接続がよりアクセスしやすくなる前は、これらのサイロ化されたシステムからデータを抽出することは困難な作業でした。

今日ではスタートアップ企業があちこちに出現し、インターネット接続がいつでもどこでも利用できるため、若い世代はクラウド コンピューティングの初期の頃の印象をあまり持っていないかもしれません。しかし、わずか数年で、クラウドベースの接続ツールへのアクセスにより、産業面と商業面の両方で状況が完全に変わりました。

現在では、予算が限られている企業でも、コンピューティング能力を集中化し、ビジネスのさまざまな部分を接続したままにできるサーバーとクラウドベースの分析機能にアクセスできるようになりました。

クラウド コンピューティングがビジネスに定着し、スタートアップ企業が多額の資本を投入することなく、より迅速かつシームレスに規模を拡大し、より効果的に競争できるようになり、インフラストラクチャの拡大と多様化に多くの時間をかけられるようになったと主張する人もいます。

さまざまなニーズを満たすコンピューティングレイヤー

IT インフラストラクチャ テクノロジーの多様化により、クラウド コンピューティング レイヤーの使用が広まりました。その結果、データ サイエンティスト、IT スペシャリスト、分析エキスパートなどにとって幅広い科目の選択肢と雇用の安定性が確保されるだけでなく、業界全体にわたって専門家や企業に新たな機会が生まれます。

企業は汎用クラウド コンピューティング インフラストラクチャを独自に構築 (またはリース) する必要がありますか?それとも、フォグ コンピューティングやエッジ コンピューティングなどのより専門的なツールの使用を選択すべきでしょうか?これは企業のニーズと発展状況によって異なります。企業はこれらのコンピューティング ツールを導入することで競争上の優位性を獲得できます。