エッジコンピューティングはエンタープライズビジネスに適していますか?

ほとんどの新しい IT 技術開発と同様に、「エッジ コンピューティング」は革命ではありません。むしろ、それは進化のようなものです。エッジ コンピューティングは、初期のコンテンツ配信、ピアツーピア ネットワーキング、グリッド コンピューティングにそのルーツがあります。しかし、ネットワーク、コンピューティング、分析テクノロジーの能力が増大し、大量のデータ増加の必要性が増すにつれ、IT 管理者にとってコンピューティングがますます重要になってきます。

膨大な量のデータがネットワークに送信され、ネットワークが拡大し続けるにつれて、企業はデータが生成されるネットワークのエッジに近いコンピューティング機能を開発しています。エッジ コンピューティングによって生み出される混乱により、ローカル ユーザーはリアルタイムでデータ分析を生成および実行できるようになります。しかし、この傾向が高まっているにもかかわらず、企業はエッジ コンピューティングをどのように、いつ導入すればよいのかまだわかっていません。エッジ テクノロジーは今後数年間で業界全体のビジネス上の意思決定を推進することになるのでしょうか。それとも、より広範な導入にはさらなる進歩と包括的な長期計画が必要になるのでしょうか。どのユースケースが実装を推進するのでしょうか、また、どのような課題が残っているのでしょうか?

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エッジコンピューティングとは何ですか?

定義上、広義のエッジ コンピューティングは、エッジ サーバーがコンテンツ配信ネットワーク (CDN) 内のサーバーを指す用語であった約 20 年前に始まったようです。これは、データを「コア」処理ユニットに送信するのではなく、ネットワークのエッジにあるデータ ソースによって生成されたデータを処理、分析、および適用することに関する知識のコンテキストで最近登場しました。

「エッジ」という用語は、データ ソースの処理の近接性と分析が行われる場所に基づいているため、さまざまな用途が考えられます。モノのインターネット (IoT) デバイス、モバイル デバイス、ネットワークによって、さまざまな処理要件と優先順位で生成され、今後も生成され続けるデータの量。この変化により、コンピューティングが行われる場所が重要になり、ユーザーに近い、より小型で柔軟な処理ユニットが必要になります。これは、ローカル ネットワーク アクセスと相互接続ポイントを備えた分散型マイクロ データ センターの形をとり、本質的には分散型クラウド コンピューティングを形成します。

エッジ コンピューティングの採用を推進するものは何ですか?

今後のデータ転送の増加の原動力は、コンピューターと IoT デバイス間の通信の増加です。さまざまなセンサーやプロセッサが大量の情報を作成し、送信できるようになるため、人工知能、拡張現実、自動運転車、自動輸送システムへの投資と開発が増加しています。

2015 年の Cisco Cloud Index によると、世界中で作成されたデータの約 90% が過去 2 年間に生成されたことがわかりました。この指標では、月間インターネット プロトコル (IP) トラフィックが 2014 年から 2019 年にかけて 100% を超える年間複合成長率 (CAGR) で増加すると予測されています。同時に、インターネット ユーザー数は年間複合成長率 7% で増加し、ネットワーク接続デバイスの数はさらに速いペースで増加し、年間複合成長率 11.4% になると予想されています。

ビデオデータの伝送は、2014 年から 2019 年にかけて 80% 増加すると予想されています。これらの数字を理解するために、2016 年時点でのインターネット ユーザーは推定 34 億人です。 YouTube ユーザーは毎日 400 時間分の新しい動画をアップロードし、Instagram ユーザーは毎分 250 万件の投稿を投稿し、Facebook ユーザーは毎分 300 万件の投稿を投稿しています。さらに、毎日、毎分約 400 万件の Google 検索が実行され、2 億件以上のメールが送信され、40 万件以上の Apple アプリがダウンロードされ、毎分 277,000 件のツイートが送信されます。金銭的に言えば、Amazon は毎日毎分約 8 万ドル相当の商品とサービスを販売しています。

消費とテクノロジーの要素の組み合わせにより、セクターや地域によって大きく異なる、より複雑な一連の推進要因が生まれます。一般的に、エッジ ネットワークに向かう主な推進要因は 3 つあります。

• 消費者と企業の期待とデータ利用の変化
• エッジコンピューティングを可能にするネットワーク、処理、ソフトウェア、プロトコルの分野における新興技術
• エッジ処理アプリケーションは、IoTデバイスのデータを統合し、ネットワーク間の処理と伝送の効率を改善し、レイテンシを削減し、顧客体験とデータセキュリティを向上させる機会を提供します。

エッジ処理のビジネス上の用途は何ですか?

他の IT トレンドと同様に、ビジネスおよびテクノロジーの専門家は、その進歩が業務の最適化にどのように役立つかを知りたいと考えています。ただし、少なくとも現時点では、エッジ コンピューティングはすべてのビジネスに適しているわけではない可能性があります。エッジ コンピューティングとアプリケーションの導入は、最終的には、これらのテクノロジがビジネス目標とどの程度一致しているか、組織がそれらを効果的に実装、管理、収益化するためのリソースを備えているかどうかによって決まります。

エッジ コンピューティングの恩恵を受ける業界はいくつかあります。

• スマートシティ。エッジ コンピューティングは、スマート コミュニティやスマート シティで幅広く利用できます。センサーと情報源（市民、交通システム、医療システム、公共設備、セキュリティ プログラム）の数が増えるにつれて、データを中央の場所に保存して分析することが難しくなります。エッジ コンピューティングは、医療緊急事態、法執行、交通パターン、公共交通機関などのコミュニティ サービスにおける遅延したアクションを削減することもできます。また、地理的な精度も考慮されているため、特定の通り、ブロック、または郊外に関連する情報をその地域のユーザーと即座に共有できます。これらのアプリケーションとテクノロジーは、エッジ コンピューティングが交通センサーや街灯を超えて、従来はネットワークに接続されていなかった水ポンプ、風力タービン、その他の電力デバイスにまで拡張されるかどうかを最終的に決定することになります。スマート シティ エッジ ネットワークは、自然災害時にどのように情報を収集し、配信できるのでしょうか?スマート シティとエッジ テクノロジーをどのように活用して、水やガソリンなどの資源のサプライ チェーンへの影響を軽減できるでしょうか?
• スマートなビジネスと公共交通機関。エッジ コンピューティングはすでに、ビジネスや公共交通機関に多くの機能を提供しています。飛行機、船舶、宇宙船などの複雑な乗り物の場合、加速化された処理要件とエッジ コンピューティング/分析により、最も重要な情報のみが送信され、さらに分析され、データ センターの大部分はローカルに保存されます。エッジ コンピューティング テクノロジーにより、交通センサーや環境センサーは、自動運転車を含む車両に最も関連性の高い情報を処理し、提供できるようになります。このエッジ ネットワークの 2 番目の機能は情報提供であり、ローカル データ パターンをより広範なネットワーク システムに送り込み、運転の効率と安全性を向上させます。インテリジェントな交通システムもスマートシティ開発の自然な一部です。
• スマートホーム。米国のすべての家庭がすぐに独自のデータセンターになるだろうという、一部のデータセンター OEM の主張は現実に近づきつつあります。ただし、エッジ コンピューティングでは、データがエッジに移動するときに独立したデータ センターを作成するのではなく、スマート ホーム システムをコア プロダクション センターに接続します。スマートホームにおける「一括送信」とリアルタイム接続デバイスの役割については、現在も議論と開発が進められています。
• 自律走行車、ドローン、遠隔操作機械。アンドリーセン・ホロウィッツのピーター・レヴァイン氏によると、自動運転車向けエッジテクノロジーの最も注目すべき例は、200個以上のCPUの導入が必要になる可能性があり、「移動式データセンター」だという。自動運転車はリアルタイムのビデオやストリーミング写真を処理し、データ入力に基づいて即座に判断を下すことができます。彼らは、インテリジェントな交通ネットワークを通じた協力的な情報共有の必要性を強調しています。このコンセプトは、収集したデータにリアルタイムで反応する必要がある農業、鉱業、石油・ガスなどの産業におけるドローンにも適用できる可能性がある。
• メディアおよびその他のコンテンツ。 CDN はすでにコンテンツをユーザーの近くに提供しており、エッジ コンピューティングは追加の運用アプリケーションをユーザーに提供するための次の論理的なステップです。また、コンテンツ配信の将来にも関与し、特に付加価値の高いインタラクティブなサービスが導入されるにつれて、プロバイダーが地理的範囲を拡大し、配信ネットワークの効率を最大化できるようにします。
• 製造業とインダストリー4.0。ロボット工学、人工知能、機械学習は多くの産業組織で採用されており、これらはすべてエッジ コンピューティングのベスト プラクティスです。製造業におけるエッジ コンピューティングの基本原則は、需要から生産、配送、消費に至るまで、生産を標準プロセスに簡素化することです。この取り組みには、エッジ コンピューティングが提供するさまざまな場所のデータ ソース間の正確な種類のコラボレーションが必要です。産業用 IoT (IIoT) は、予測メンテナンス、安全性の向上、その他の運用効率を通じて、効率の向上とコストの削減を継続します。エッジ コンピューティングは、本質的にはインダストリー 4.0 のデータ サプライ チェーンです。

エッジ戦略の開発

一部の企業は、モノのインターネットやエッジコンピューティングに対処するために大規模な投資アプローチを公に採用していますが、一部の業界では依然としてクラウドコンピューティングの適用に忙しいことを認識する必要があります。集中型クラウド コンピューティングから分散型エッジ コンピューティングへのトレンドでは、各ユース ケースにおける集約と分散の最適なバランスを決定するために慎重な検討が必要です。

エッジ コンピューティングを導入する企業にとって、包括的な戦略を策定するための主な要素は次の 5 つです。

1. ビジネス目標/推進要因、ブランド、顧客、投資収益率の要件などの目標と要件を特定します。
2. ネットワーク トポロジをエッジからコアまでマップします。
3. エッジ処理、抽象化、および通信機能を構成するシステム、プロトコル、および手順を定義します。
4. エッジ処理ユニットをデータ ソースにリンクし、コア処理施設に戻すネットワークを定義します。
5. エッジ コンピューティング システムの監視、保守、セキュリティに関する戦略を策定します。

エッジコンピューティングの運用に関する考慮事項

エッジ コンピューティング機能の構築は、このテクノロジを実装するための最初のステップにすぎません。企業の長期的な成功は、運用、セキュリティ、保守の要件の包括的な開発、および IT 部門と通信プロバイダーとの統合にかかっています。エッジ コンピューティングに対する企業の需要が高まるにつれて、各関係者の役割を明確に定義し、ネットワーク内でデータを優先順位付けすることが不可欠になります。エッジ コンピューティングを導入することで得られるメリットは明らかですが、考慮すべき要素がいくつかあります。

セキュリティとプライバシーは、対処する必要がある主な課題です。情報がどのように生成され、処理されるか、またその所有権は定義する必要があります。刑事責任や民事責任の概念は複雑になる可能性があります。たとえば、プログラミング上の欠陥により自動運転車が事故を起こした場合、誰が責任を負うのでしょうか?データ保護要件はどのような影響を与えますか?エッジ コンピューティングは革新、模倣、適応するのでしょうか?

アナリストらはまた、データ生成デバイスの数の増加が限界点を生み出し、ネットワークに過負荷をかけるのではないかとも懸念している。ソフトウェア定義ネットワーク、5G テクノロジー、エッジツーエッジ通信は今後も発展し続けます。無線環境における干渉と帯域幅の要件により、伝送ネットワークに厳しい要求が課せられます。従来のマクロ ネットワークは、小規模なユニットを追加することで補完する必要があります。

エッジについて議論する際には、回復力も考慮する必要があります。さまざまな疑問が生じます。エッジ処理ユニットのユニット、ソース、またはユニットの障害の影響は何でしょうか?接続されたユニットと共有プログラムにはどのような影響がありますか?流動的なネットワークに完全に依存するシステムは、どのようにしてサイバー攻撃から自らを守ることができるのでしょうか?容量とレイテンシはどのように共存し、ネットワークの優先順位はどのように決定されるのでしょうか?答えは、回復力は、提供される内容、規制されている場所、エンドユーザーのエクスペリエンス、およびコスト/収益の指標によって決まるということのようです。

エッジ コンピューティングが拡大するにつれて、複数のエッジ システムやさまざまなプラットフォームおよびランタイムにわたる共通言語の必要性も高まり、改善が必要になります。システムとネットワークを連携させるプロトコルを開発する必要があります。業界のリーダーはすでにエッジ コンピューティングをサポートできる IoT ゲートウェイとルーターを開発しており、Apache Spark などのソフトウェアは、クラスタリングを可能にしてさまざまなパターンを実行し、必要に応じてディスクに書き込むことで業界に革命をもたらしています。小さなマイルストーンの組み合わせから生まれ、大きな変化につながるターニングポイントは何でしょうか?

エッジ コンピューティングを理解して準備する際には、モビリティやセキュリティなど、考慮すべき要素が多数あります。総合的な計画により、システム要件が満たされ、システムがエッジのデバイスとユーザーを識別して通信できるようになります。