エッジコンピューティングとは？
エッジコンピューティングとは、データ生成が行われ、人々がデータに基づいた意思決定を行う必要のあるネットワークのエッジにより近い場所で、コンピューティング能力とストレージを提供するコンピューティングフレームワークのことです。エッジコンピューティングデバイスをデータ生成元に近づけることで、リアルタイムのデータ分析と処理、応答時間の改善、利用可能な帯域幅の増加など、実質的なビジネス上のメリットが得られます。適切に導入されれば、エッジコンピュータはプロセスの効率を高め、タスクを自動化し、全体的により良い顧客体験を生み出すことができます。
エッジコンピューティングが重要性を増している理由とは？
エッジコンピューティングデバイスの重要性が高まっているのは、IoTデバイスの増加に伴い、生成されるデータが爆発的に増えているためです。5Gネットワークの拡大により、これまで以上に多くのIoTデバイスがオンラインになり、IoTデバイスから生成されるデータは今後も増え続けるでしょう。
以前は、クラウドコンピューティングと大規模なデータセンターが、生成される大量のデータに対処するためのソリューションと見なされていました。しかし、より多くのデバイスがオンラインになるにつれて、データセンターはデータの膨大な増加に対応できなくなり、エッジコンピュータがデータセンターにかかる負担を軽減する必要が生じています。
これは、IoTデバイスによって生成されるデータすべてを、分析と処理のために集中型データセンターやクラウドに送信すると、帯域幅リソースの過剰利用と遅延の問題を引き起こすためです。
エッジコンピューティングは、データ生成が行われる場所でデータをローカルに処理・分析することで、これら両方の問題を解決します。これにより、すべての生データを処理・分析のためにデータセンターやクラウドに送信する必要がなくなり、帯域幅が解放され、データがリアルタイムでローカルに処理できるようになり、意思決定の迅速化、応答時間の短縮、ユーザーエクスペリエンスの向上につながります。
エッジコンピュータにはどのような種類がありますか？
エッジコンピューティングデバイスには、ファンレスエッジコンピュータや堅牢なエッジコンピュータなど、さまざまな種類があります。本日は、世界で最も過酷な環境で動作するように設計・構築された小型のコンピューティングデバイスである、堅牢なエッジコンピューティングデバイスに焦点を当てます。
堅牢なエッジコンピュータは、頻繁な振動、衝撃、ほこり、ごみ、極端な温度など、過酷な環境下でも耐えられる堅牢なファンレスミニPCです。
堅牢なエッジPCは可動部品なしで設計・製造されています。また、高い温度耐性を持つため、通常のデスクトップPCでは耐えられないような環境でも導入できます。
さらに、堅牢なエッジPCはコンパクトなため、スペースの限られた環境への導入に最適です。例えば、RCO-1000シリーズの堅牢なエッジコンピュータは、150 MM（幅）x 105 MM（奥行）x 37 MM（高さ）と手のひらに収まるほど小型です。
堅牢なエッジコンピュータはコンパクトであるだけでなく、豊富な接続オプションを備えているため、安定したインターネット接続が常に利用できない遠隔地の環境にもデバイスを導入できます。
さらに、堅牢なエッジPCはIntelのvProプラットフォームのおかげでリモート管理機能を備えており、遠隔監視と管理が可能で、オペレーターはデバイスの場所まで移動することなく、堅牢なエッジコンピューティングデバイスをリモートでトラブルシューティング、更新、修復できます。
さまざまな種類のエッジコンピュータと役立つインフォグラフィックの詳細については、以前のブログ「エッジコンピュータの種類」をご覧ください。
エッジコンピューティングの利点とは？
エッジコンピューティングには、以下のようなメリットがあります。
#1 - 超低遅延
エッジコンピューティングの最も重要な利点の1つは、超低遅延です。クラウドが堅牢でスケーラブルな強力なデータストレージ、処理、分析を提供することは間違いありません。しかし、データがデータセンターに数千マイルも移動する必要があるため、クラウドの使用には遅延の問題が伴います。ここにエッジコンピューティングの出番があります。
エッジコンピューティングは、リアルタイム処理と分析を必要とするアプリケーションを可能にします。例えば、自動運転車は、他の物体との衝突を避けるためにリアルタイムで意思決定を行う必要があります。車両上のさまざまなセンサーから送られてくるデータを処理・分析するためにクラウドに依存すると数秒かかり、衝突の原因となる可能性があります。
一方、エッジコンピューティングデバイスは、処理と分析のためにデータが長距離を移動する必要がないため、リアルタイムの意思決定を可能にします。これは、エッジコンピューティングデバイスがデータ生成源の近くに配置され、わずか1ミリ秒でローカルにデータ分析と意思決定を実行できるためです。
#2 - 帯域幅の削減
エッジコンピュータは、データの処理と分析に必要な帯域幅の量を削減できます。これは、生データのほとんどがエッジコンピューティングデバイスに供給され、ローカルで処理・分析されるため、すべてのデータを処理・分析のためにクラウドに送信する必要がないためです。
代わりに、エッジコンピュータはデータを処理・分析し、特定のトリガーを設定するデータのみを後処理と分析のためにクラウドに送信します。これにより、分析とリモート監視のためにクラウドに送信されるデータ量が少量で済むため、組織はインターネット帯域幅を大幅に節約できます。
大規模なデータ転送の帯域幅コストは、特に組織が従量制データプランで、使用した帯域幅に対して料金を支払っている場合、増加する可能性があります。そのため、エッジにコンピュータを導入することで、帯域幅のコストを削減できます。
例えば、監視システムを考えてみましょう。従来は、ビデオフィード全体が処理と分析のためにクラウドに送信されていました。エッジコンピュータは、ビデオフィードをローカルで処理・分析することでこのプロセスを改善し、特定のトリガーを発生させたデータのみを後分析とレビューのためにクラウドに送信します。
#3 - サービス強化
エッジコンピュータの導入は、データのアクセス、処理、分析に関連する遅延を削減します。また、消費者はクラウドを完全にバイパスしてIoTデバイスと直接対話できます。これにより、企業はシームレスな顧客体験を提供でき、組織はより多くの顧客を獲得し、顧客エンゲージメントを高めると同時に、マーケティングキャンペーンのコストを削減できます。
堅牢なエッジコンピューティングとは？
堅牢なエッジコンピューティングとは、堅牢化されたコンピュータをネットワークのエッジに配置することです。エッジにあるコンピュータは、過酷な条件にさらされる環境に設置されることが多いため、堅牢である必要があります。これらの環境は、通常の市販のデスクトップコンピュータには不向きです。堅牢なエッジコンピュータは、環境条件がどんなに困難であっても、必要な場所にコンピューティング能力とストレージを提供できるように設計・構築されています。
Premio社の堅牢なエッジコンピュータは、クラウドとの間でデータ処理、ストレージ、テレメトリーを行う堅牢なエッジに配置されています。
堅牢なエッジコンピュータが過酷な環境に導入できる理由は次のとおりです。
#1 - 防塵・防汚
エッジコンピューティングデバイスの主な利点は、排気口やファンのない設計により、ほこりやごみがシステム内に侵入するのを防ぐことができる防塵・防汚性です。エッジコンピュータは、内部の発熱部品を冷却するためにファンを使用する代わりに、ヒートシンクを利用して内部部品からシステムの外側筐体へ熱を伝え、エッジコンピューティングデバイスの周囲の空気に熱を放散します。
#2 - 極端な温度耐性
堅牢なエッジコンピューティングハードウェアは、ファンレス設計のおかげで、灼熱の暑さや極寒の温度に耐えることができます。エッジコンピュータは-40⁰Cから85⁰Cまでの広い温度範囲を持ち、冬の期間に気温が-30⁰Cになるスウェーデンのデジタルサイネージや、夏の期間に気温が50⁰Cを超えるサハラ砂漠の真ん中にある油田など、極端な温度を経験する環境にエッジコンピュータを導入できます。
#3 - 耐衝撃・耐振動性
エッジコンピュータを導入するもう1つの利点は、通常のデスクトップPCでは耐えられない頻繁な衝撃や振動に耐える能力です。さらに、堅牢なエッジコンピューティングデバイスは、軍事仕様（MIL-SPEC-810G）の試験ガイドラインに準拠しており、最大50Gの衝撃と5GRMの振動に耐えられることを保証しています。
堅牢なエッジコンピューティングデバイスは、ジョイントの数を減らし、より信頼性と堅牢性の高いシステムを生み出す一体型設計を採用しているため、頻繁な衝撃や振動に耐えることができます。エッジコンピュータの可動部品が少ないほど、故障する部品も少なくなります。
さらに、システムからケーブルを排除することで、ケーブルが緩んでシステムが動作不能になる可能性をなくすソリューションが生まれます。ケーブルを排除することで、エッジコンピュータは衝撃や振動への耐性が向上し、システムの信頼性と堅牢性が高まります。
さらに、堅牢なファンレスコンピュータはSSDで構成できます。SSDは、通常のハードドライブでデータを保存するのに使用される回転プラッタではなく、シリコンチップを使用してデータを保存するため、より堅牢なエッジコンピューティングソリューションを作成します。したがって、最も堅牢なソリューションが必要な場合は、堅牢なエッジコンピューティングソリューションをHDD（ハードドライブ）ではなくSSD（ソリッドステートドライブ）で構成する必要があります。
#4 - 静音動作
エッジコンピューティングデバイスを導入するもう1つの利点は、静音動作能力です。システムからファンとハードドライブを排除することで、静かに動作させることができ、手術室、図書館、車両など、静音性が必要な環境への導入に最適です。
#5 - 低消費電力
エッジコンピュータを導入する追加の利点は、低消費電力です。エッジコンピュータは、消費電力が少ない低電力CPUを搭載しているため、通常のデスクトップPCよりも少ない電力で動作できます。これらのデバイスの低消費電力は、安定した電力が得られない環境での導入に最適です。
これは、デバイスがバッテリー電源で長時間動作できるためです。さらに、消費電力が少ないため、エネルギーコストを節約できます。1台のミニエッジPCを導入することで節約できる金額はごくわずかですが、これらのデバイスを数百台または数千台導入すると、エネルギーコストが大幅に節約されることに気づくでしょう。
#6 - 堅牢なI/Oとワイヤレス接続
頑丈なエッジコンピュータは堅牢なI/Oを装備しており、USB 3.1 Gen 2、USB 2.0、HDMI、DP、COMポートを介してディスプレイ、ストレージデバイス、センサー、その他のデバイスを接続できます。さらに、エッジコンピューティングデバイスにはすべてRJ45 LANポートが装備されており、標準的な銅線ケーブルを使用して最大10ギガビット/秒の速度に対応し、最大ケーブル長は100メートルまたは328フィートです。
ワイヤレス接続に関しては、エッジコンピュータはWi-Fi 6、4G、LTE、5Gで構成でき、超高速かつ低遅延の接続を実現します。さらに、Wi-Fi 6は優れた範囲と豊富な機能を備えており、ユーザーは特定の要件に合わせてWi-Fiを設定できます。
Wi-Fiや有線接続がない場合でも、エッジコンピューティングデバイスは内蔵のSIMスロットによりインターネットに接続できます。これにより、4G、LTE、5Gなどのセルラー接続オプションが利用できます。
さらに、エッジコンピュータはBluetoothを搭載しており、低電力デバイスと迅速かつ簡単に接続できます。BluetoothはWi-Fiやセルラー接続のような範囲と速度は提供しませんが、信頼性の高い1対1または多対多の接続を提供します。
#7 - 小さなフットプリント
頑丈なエッジコンピュータは設置面積が小さいため、スペースに制約のある環境に展開できます。小型エッジコンピュータのエンジニアとメーカーは、システムが占めるスペースを最小限に抑えるように設計し、通常のデスクトップコンピュータでは収まらない小さなスペースにも収まるようにしました。
これにより、小さなキャビネット内、テーブルの下、壁、または天井などの限られたスペースの環境でもエッジコンピュータを展開することが可能になります。例えば、BCO-1000シリーズは142MM (W) x 101MM (D) x 30MM (H)で、RCO-1000シリーズは150MM (W) x 105 (D) x 37MM (H)です。どちらのオプションも手のひらに収まるほどコンパクトです。
クラウドコンピューティング vs. エッジコンピューティング？
クラウドコンピューティングとは、インターネットを介してストレージやコンピューティング能力などのコンピューティングサービスを提供することを指し、ユーザーは自社のコンピュータを使って世界のどこからでもサービスにアクセスでき、データの保存と処理に必要なインフラストラクチャに投資する必要がありません。
代わりに、個人や組織は、世界中の大規模なデータセンターに設置されている集中型クラウドコンピューティングサービスを利用するために料金を支払います。組織は、コンピューティング能力、ストレージ、帯域幅など、必要なリソースの適切な量を選択し、使用した分だけ支払うことができます。
一方、エッジコンピューティングはより分散型であり、ネットワークのエッジにエッジコンピューティングデバイスを展開することを伴います。エッジコンピューティングデバイスは、データの生成源の近くに配置され、データをローカルで処理します。エッジコンピューティングは、モバイルコンピューティングやIoT技術を可能にしました。
以前は、エッジコンピューティングは、処理能力の低さや、生成される膨大な量のデータを処理できる堅牢なストレージソリューションの利用可能性の制約により、堅牢で信頼性の高いものではありませんでした。しかし、コンピュータの処理能力が向上し、大量の高速ストレージがより利用しやすく手頃な価格になったため、エッジコンピューティングが普及しました。
エッジコンピューティングがデータセンターよりも優れている最大の利点は、クラウドコンピューティングに伴うレイテンシーの問題を解決することです。クラウドコンピューティングでは、データが元のデバイスから処理・分析されるデータセンターまで何千マイルも移動する必要があるため、レイテンシーの問題が発生します。
これはクラウドでドキュメントを編集する人にとっては問題ありませんが、データの送受信にかかる数秒は、リアルタイム分析と意思決定を必要とするアプリケーションが適切に動作することを不可能にします。そのため、エッジコンピューティングは、コンピューティング能力がデータソースの近くに配置され、データをリアルタイムで分析し、意思決定を行うため、レイテンシーの問題を解決します。
エッジコンピューティングとIoT
毎日何百万ものIoTデバイスがオンラインになり、IoTデバイスの増加に伴い、これらのデバイスによって生成されるデータの量と速度が増加しています。データセンターは大規模ですが、IoTデバイスによって生成される膨大な量のデータの流入に対応することはできません。そこでエッジコンピューティングの出番です。
エッジコンピューティングは、データをローカルで処理することで、データ量の爆発的な増加によってデータセンターにかかる負担を軽減することができます。これにより、処理のためにクラウドに送信する必要がある生データの量が減少します。代わりに、エッジコンピュータはデータをローカルで処理し、特定のトリガーを発生させたデータのみをクラウドに送信し、後処理と遠隔監視を行います。
処理済みで関連性の高いデータのみをクラウドに送信することで、データセンターへの負担を軽減するだけでなく、処理と分析のために生データをクラウドに送信するために使用されていたであろう大量の帯域幅を解放することにもなります。
さらに、必要な帯域幅を削減することで、元デバイスとの間で大量のデータを転送する際にかかるコストも削減できます。これは、IoTデバイスが従量制のインターネット接続を使用しており、ユーザーまたは組織が使用するデータ量に対して料金を支払う場合に特に重要です。
5Gの利用可能性はIoTデバイスの数をさらに増加させ、データ増加に対応するためのエッジコンピュータの必要性を促進するでしょう。また、5Gは自動運転車の数を増加させ、自動運転車をリアルタイムで誘導するために、エッジで機械学習および推論アルゴリズムを実行するエッジコンピュータの需要を増加させるでしょう。全体として、エッジコンピューティングとクラウドコンピューティングの2つの主要な利点は、エッジコンピューティングが提供する低遅延、高帯域幅のコンピューティングです。
エッジコンピューティングはデータセンターにどのような影響を与えるか？
クラウドは、今日の世界において依然としてその地位を確立しています。ボタン一つで膨大なコンピューティングリソースにアクセスできるため、組織はコンピューティング能力とストレージへのアクセスを得るためにインフラストラクチャの確立と拡張に多額の投資をする必要がなく、優れたシームレスなスケーラビリティを提供します。
とはいえ、クラウドは多くの問題を解決しましたが、IoTと5Gの台頭により、データセンターはIoTデバイスによって生成される膨大な量のデータに追いつくことができません。
さらに、AIと自動化により、大量のデータをリアルタイムで保存、処理、分析する必要があるため、エッジコンピューティングの採用が増加しています。エッジコンピューティングは、データがデータセンターまで何千マイルも移動する必要がなくなるため、プロセスをよりシンプルかつ迅速にし、組織がより賢く、より迅速に行動できるようにします。
IoTデバイスの数が増加し、リアルタイム分析の必要性がより重要になるにつれて、データセンターはより分散化し、都市やビジネス地域などの人口密度の高い地域の近くにデータセンターを配置する必要性も高まります。データセンターが組織に近ければ近いほど、ユーザーはより少ない遅延を経験し、パフォーマンスが向上します。
エッジコンピュータを導入する際の課題とは？
エッジコンピュータを導入する上での主な課題の1つは、エッジコンピューティングデバイスが堅牢でなければならないことです。ほとんどのエッジコンピューティングデバイスは、衝撃、振動、ほこり、破片、極端な温度にさらされる不安定な環境に導入されます。
このため、エッジコンピュータは頑丈である必要があり、まさにPremioが提供する多様な堅牢なエッジコンピュータで達成していることです。堅牢なエッジコンピュータは受動冷却を利用しており、空気を循環させるための通気口や開口部が不要なため、ほこり、汚れ、破片から保護された完全に密閉されたシステムを作り出します。
さらに、堅牢なエッジコンピューティングデバイスにはSSDが搭載されており、データを保存するために回転するプラッターを使用する従来のハードドライブよりもはるかに信頼性が高くなっています。SSDはデータをシリコンチップに保存するため、衝撃や振動にさらされた場合の損傷を受けにくくなっています。
さらに、堅牢なエッジコンピューティングデバイスは、堅牢なエッジPCの製造に使用される産業用コンポーネントのおかげで、極寒または極暑の環境に導入できます。これにより、-40℃に達する寒い環境や、85℃までの非常に暑い環境でも動作できます。
堅牢なエッジコンピュータを導入する上での2番目の課題は、多くの場合、数十、数百、あるいは数千ものデバイスを導入する必要があるため、多くのデバイスの保守と維持が困難になることです。しかし、堅牢なエッジコンピュータには、Intel vProプラットフォームが搭載されています。
vProプラットフォームは、ITプロフェッショナルがPC、インタラクティブキオスク端末、デジタルサイネージ、監視システムなどを、電源がオフの状態でもリモートで管理および修復する機能を提供します。vProプラットフォームは、エッジコンピュータシステムの維持コストを削減し、ビジネスが提供するサービスの中断を軽減します。
よくある質問 (FAQ)
1. エッジコンピューティングとは何ですか？
エッジコンピューティングとは、エッジコンピュータと呼ばれるコンピューティングデバイスをデータ生成元に配置することを意味します。例えば、飲料加工工場でセンサーデータを収集して分析するコンピュータが必要な場合、エッジコンピュータをセンサーがデータを収集している工場の近くに配置することができます。この場合、そのコンピューティングデバイスがエッジコンピューティングデバイスとなります。これがエッジコンピューティングの定義を明確にするのに役立つでしょう。
2. エッジコンピューティングはクラウドコンピューティングより高速なのはなぜですか？
エッジコンピューティングは、データが処理・分析のためにデータセンターまで何千マイルも移動する必要がないため、クラウドコンピューティングよりも高速です。代わりに、エッジコンピュータはリアルタイムの処理・分析のためにデータ生成源の近くに配置されます。例えば、IoTデバイスがセンサーデータをクラウドに送信し、処理されたデータが分析されて返送されるまでに数秒かかりますが、エッジコンピューティングでは、情報がネットワークを介して移動する必要がなくなるため、数ミリ秒でデータを処理・分析できます。
3. エッジコンピューティングの一般的な例にはどのようなものがありますか？
エッジコンピューティングの例には、インタラクティブキオスク端末、監視システム、セキュリティシステム、デジタルサイネージ、自動運転車、工場自動化システムなどを駆動するために使用されるエッジコンピューティングシステムなど、さまざまなユースケースがあります。ただし、これらの各ユースケースには、実行する必要のあるタスクを処理できる異なるタイプのエッジコンピュータが必要です。例えば、デジタルサイネージを駆動するために導入されるエッジコンピュータは、自動運転車を駆動するために導入されるエッジコンピュータほど強力である必要はありません。
4. エッジコンピューティングの将来はどうなるでしょうか？
エッジコンピューティングの将来は有望です。なぜなら、IoTデバイスのオンライン化と5Gによるインターネットアクセスの拡大が進むにつれて、生成されるデータの量と速度が膨大になるため、データセンターにかかる負担の一部を軽減するためにエッジコンピュータが必要になるからです。一部の専門家は、エッジコンピューティングハードウェアが2019年の28億ドルから2027年には183億6000万ドルに成長すると予測しています。