はじめに
生成AI、大規模言語モデル（LLM）、AIコパイロットが業界に革命をもたらし続ける中、エッジでの高性能コンピューティングの需要はこれまで以上に重要になっています。AI機能のこの急増は、Copilot AI PCのような革新的なソリューションへの道を開き、さまざまな分野で生産性と効率を向上させています。この技術革新の最前線にあるのがエッジAIであり、クラウドから離れた場所に必要なコンピューティング能力を活用し、データを生成する場所に近い場所でリアルタイム処理や新しいビジネスインサイトを得るための、極めて重要なパラダイムシフトです。
エッジAI PCは、推論やトレーニングなどのタスク向けに特別に設計された特殊なコンピューティングデバイスで、強力なプロセッサ、GPU、NPU、その他のアクセラレータを搭載し、複雑なデータ処理や機械学習のワークロードをソースで直接処理します。このローカライズされたコンピューティング能力は、高いコンピューティング能力、エネルギー効率、堅牢なセキュリティ対策が必要とされる産業オートメーション、セキュリティ、監視などのアプリケーションに不可欠です。
さらに、運用技術（OT）とAIのエッジでの統合は、新たなセキュリティ上の課題をもたらします。従来、製造工場などの環境で隔離されていたOTは、データの漏洩や侵害を損なうことなくデータを保護するために、強化されたセキュリティプロトコルを必要としています。AIがOTと絡み合い続けるにつれて、エッジでの展開を保護することは、これらの環境で運用の整合性を維持するための重要な側面となっています。
エッジAI PCは、これらの課題に対処する上で極めて重要であり、AI主導の意思決定に必要なコンピューティング能力が、最も要求の厳しい産業環境においても、信頼性と安全性をもって提供されることを保証します。
2. AI PCの主要構成要素
エッジAI PCにおける半導体の役割
半導体は、エッジAI PCのバックボーンであり、エッジでのAIタスクに必要な高性能と効率を駆動します。主要な半導体ベンダーは、エッジデバイスで効率的なAIを実現するために特化したハードウェアを設計しています。これらは、CPU、GPU、NPU、AIアクセラレータ、メモリおよびストレージソリューションなど、さまざまな重要なコンポーネントを網羅しており、それぞれがクラウドのリソースに依存せず、デバイス内でリアルタイム処理で高度なAI機能を可能にする上で独自の役割を果たしています。
- インテルとAMD（CPU）は、低TDPを維持しながら高性能処理のためにx86半導体を強化しています。
- NVIDIA（GPU）は、GPUとARMアーキテクチャによる並列コンピューティング向けのAIアクセラレーションを推進しています。
- Hailo（TPU/NPU）は、低消費電力、小型フォームファクタのTPU（AIアクセラレータ）を提供しています。
CPU（中央演算処理装置）とは
CPUは、あらゆるコンピューティングシステムの頭脳であり、AI PCにおいては、複雑なタスクを処理および管理するための中心的なハブとして機能します。
Intelの第14世代Core™プロセッサなどの高性能プロセッサは、集中的な計算ワークロードを処理するように設計されています。これらのCPUは、速度、効率、マルチタスク機能が大幅に向上しており、堅牢なデータ処理と迅速な意思決定を必要とするAIアプリケーションに最適です。
堅牢なエッジAIアプリケーションでは、ARMとx86のCPUアーキテクチャのどちらかを選択することが、他のすべてを決定する基本的なステップとなります。X86アーキテクチャは、汎用性のために生の計算能力を優先する一方、ARMアーキテクチャは電力効率と低発熱を重視しており、両者が堅牢なエッジコンピューティングの未来を形作っています。
GPU（グラフィック処理ユニット）とは
GPUは、大規模なデータセットと複雑なアルゴリズムを処理するために不可欠な並列処理を実行できるため、AIタスクに不可欠です。AI PCでは、NVIDIAのRTXシリーズやA100 Tensor Core GPUなどのGPUが、機械学習モデルのトレーニングと推論を高速化し、これらのプロセスに必要な時間を大幅に短縮します。これらのGPUは、画像認識、自然言語処理、複雑なシミュレーションなどのタスクで特に効果的です。
NPU（ニューラルプロセッシングユニット）とは
NPUは、ニューラルネットワークの演算とAIタスクを高速化するために特別に設計された、新しい専用プロセッサまたは大規模SoC上の処理ユニットです。汎用CPUやGPUとは異なり、QualcommのSnapdragon X EliteのようなNPUは、データ駆動型の並列コンピューティングに最適化されており、ビデオや画像のような膨大なマルチメディアデータの処理やニューラルネットワークのデータ処理に非常に効率的です。
Intelの新製品Meteor Lake-Uプロセッサーは、同社初のAIワークロード専用NPUを搭載し、Intelが新たに発表したCopilot AI PCとともにAI PCトレンドを牽引します。Intelは、NPUによってAI処理をエッジにもたらし、低消費電力の小型フォームファクターでリアルタイムのデータ処理を可能にします。
Tensor Processing Unit (TPU)とは
Hailo AI AcceleratorなどのTPU (Tensor Processing Unit)は、AI PCの性能を向上させる上で重要な役割を果たします。これらの特殊なプロセッサーは、特にエッジにおけるディープラーニングとAI推論に必要とされる計算負荷の高いタスクを処理するように設計されています。Hailo AI Acceleratorは、最大26 TOPSの能力を備え、高い並列処理能力とエネルギー効率を実現し、産業オートメーションやエッジデバイスなど、スペースと電力に制約のある環境でのリアルタイム意思決定に最適です。
メモリとストレージ
AI PCの性能には、高速で信頼性の高いメモリとストレージソリューションが不可欠です。DDR5のような高速メモリは、データへの迅速なアクセスを保証し、遅延を低減してシステム全体の応答性を向上させます。同様に、NVMeのような高度なストレージソリューションは、AIアプリケーションによって生成される大量のデータを処理するために不可欠な、高速の読み書き速度を提供します。これらのコンポーネントにより、AI PCはデータを効率的に管理・処理でき、エッジAI展開の厳しい要件をサポートします。
3. エッジAI PCは産業用およびエッジコンピューティング展開のためにどのように設計されているか？
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、集中型クラウドデータセンターのみに依存するのではなく、データ生成ソースに近い場所でデータを処理する手法を指します。このアプローチにより、遅延が低減され、処理速度が向上し、AI推論に必要なリアルタイムの意思決定能力が強化されるため、産業オートメーションや自律システムなど、即時の応答を必要とするアプリケーションにとって特に価値があります。
エッジコンピューティングを形成する主要な触媒
産業環境におけるAIとMLの活用
AIとエッジコンピューティングの相乗効果は、産業を変革し、スマートシティから自動運転車まで、新たなユースケースへの道を開いています。機械学習（ML）やディープラーニングなどのAI技術の採用により、従来の決定論的でルールベースのシステムから、確率論的で目標指向の自動化へと移行が進んでいます。
ハードウェアベースのソリューションによるセキュリティ強化
ハードウェアベースのソリューションがますます接続されデジタル化されるにつれて、ハードウェアネットワークのサイバーセキュリティを確保することが最も重要になります。産業用コンピューターは、マルウェア、ランサムウェア、不正アクセスなどのサイバー脅威から保護するために、TPM 2.0などの堅牢なサイバーセキュリティ対策を実装しています。
5Gインフラの登場
ハードウェアベースのソリューションは5G技術を統合し、リアルタイムデータテレマティクスとIoTデバイス間の信頼性の高い通信を可能にし、データ転送効率を合理化します。処理能力がデータ生成により近づくにつれて、産業用5G対応エッジAIコンピューターは、機械知能と合理化された自動化のための新しい機能をもたらします。産業用5Gの3つの主要な利点は、低遅延とより優れた機械間通信のためのTSN（タイムセンシティブネットワーキング）要件を満たすeMMB、uRLLC、およびmMTCなどのターンキーテクノロジーの導入です。
IT/OT融合の台頭
デジタルトランスフォーメーションとインダストリー4.0技術の台頭により、コンピューティング、ネットワーキング、データ管理（IT）とリアルタイム監視センサー、および知覚システム（OT）との間のギャップが埋められ始めています。これにより、あるシステムから別のシステムへのデータ転送という単調で不要な、場合によっては不正確な作業負荷が解消されます。この融合により、各システムが相互に通信してリアルタイムのデータ分析と実用的な洞察を得ることができます。エッジAIコンピューターは、データ処理、取得、テレメトリーのためにさまざまな入出力を統合することにより、各システム間の低遅延通信の推進要因であるため、IT/OT融合において極めて重要な役割を果たします。
エッジコンピューティングを可能にする主要な技術とは？
低TDPかつ電力効率の高い半導体プロセッサ技術
エッジAI PCは、低TDP（熱設計電力）プロセッサを利用して、エネルギー効率と最小限の発熱を確保します。Intelの第14世代Core™シリーズなどに搭載されているこれらのプロセッサは、過剰な電力消費なしに高いパフォーマンスを提供するため、電力効率が重要なエッジ環境に最適です。
IoTセンサー接続用の様々なI/O
エッジAI PCは、様々なIoTセンサーやデバイスを接続するための幅広い入出力（I/O）ポートを備えています。この柔軟性により、異なるセンサーやアクチュエータとのシームレスな統合が可能になり、エッジでの包括的なデータ収集と処理を促進します。
究極の信頼性と耐久性を実現する堅牢化機能
産業エッジの導入は、標準的なPCでは耐えられないような過酷な環境で行われることがよくあります。エッジAI PCは、強化された筐体、衝撃や振動に対する耐性、広範な温度範囲対応などの堅牢化機能を備えて設計されており、極限状態でも信頼性の高い動作を保証します。
データテレメトリのための無線接続
Wi-Fi、Bluetooth、4G/5Gなどの堅牢な無線接続オプションは、エッジAI PCがリアルタイムのデータテレメトリを可能にするために不可欠です。これらの機能により、遠隔地や移動体への導入においても、デバイス間の継続的なデータフローと通信が保証されます。
ハードウェアベースのセキュリティとデータ暗号化
エッジコンピューティング環境では、データセキュリティの確保が最も重要です。エッジAI PCは、Trusted Platform Modules（TPM） 2.0やセキュアブートプロセスなどのハードウェアベースのセキュリティ機能と、高度なデータ暗号化技術を統合しています。これらの対策により、機密データは不正アクセスやサイバー脅威から保護され、エッジで処理される情報の整合性と機密性が維持されます。
4. Premioの堅牢なAI PCソリューション
Premioは、産業用コンピュータ、堅牢なコンピュータ、産業用IoTゲートウェイ、ディスクリートGPUを搭載した堅牢なファンレスエッジAIコンピュータ、AIアクセラレータ、NVIDIA Jetsonソリューションを含む、堅牢で包括的なエッジAIポートフォリオを展開しており、堅牢なハードウェアと最先端のテクノロジーを組み合わせ、過酷な環境下でも最適なパフォーマンスを保証します。
x86 Intel AIエッジPC
1. x86 CPU + GPU
Premioは、産業用GPUコンピュータの幅広いポートフォリオを提供しています。超堅牢な産業用コンピュータRCO-6000シリーズから、半堅牢なBCO-6000-RPL、VCO-6000-RPL、KCO-2000/3000シリーズまで、幅広く取り扱っています。Premioは、エントリーレベルのNVIDA T1000から高性能のNVIDIA RTX 4000 SFFまで、さまざまなGPUのサポートも提供しています。
これらのGPUは、堅牢な組み込みシステムのニーズにどのように適合するのでしょうか？
- NVIDIA RTX A2000
NVIDIA RTX A2000は、コンパクトなフォームファクタと70W TDPで設計されており、スペースに制約のある環境に適しています。RTX A2000は8 TFLOPSの単精度性能を備え、画像認識や写真編集などのアプリケーションに役立ちます。
- NVIDIA T1000
NVIDIA T1000は、2.5 TFLOPSの単精度性能を提供し、電力効率に重点を置いたロープロファイルGPUです。TDPはわずか50Wで、堅牢な環境において電力リソースが限られている主流の組み込みアプリケーションに価値があります。
- NVIDIA RTX A4000
NVIDIA RTX A4000は、堅牢なアプリケーション向けに性能と電力効率のバランスが取れたハイエンドGPU（19.2 TFLOPS）です。140WのTDPで、高度なグラフィック処理およびAI処理タスク向けのレイトレーシングとTensorコアの機能を備えています。
- NVIDIA RTX 4000 SFF
NVIDIA RTX 4000 SFFは、スペースに制約のある組み込みシステム向けに特別に設計されたハイエンドの小型フォームファクタGPU（19.2 TFLOPS）です。70WのTDPで、監視や画像分析などのアプリケーション向けに高度なグラフィックとAI機能を提供します。
- NVIDIA RTX 4070
NVIDIA RTX 4070は、200Wの消費電力と29 TFLOPSの単精度性能を持つ高性能GPUで、AIや機械学習など、グラフィックやコンピューティングの負荷が高い堅牢なアプリケーションに高性能を提供します。
産業用GPUコンピュータ
| 製品 | 堅牢性 | GPU統合インターフェース | 対応GPU | その他の機能 |
| RCO-6000-RPL | 超 | PCIe Gen 4 |
- ロープロファイルGPU T1000、RTX A2000、RTX 4000 SFF |
第13世代Intel Coreプロセッサ EDGEBoost Nodes; EDGEBoost I/O ホットスワップ対応SSD UL認証 |
| VCO-6000-RPL | 超 | PCIe Gen 4 |
- デュアルGPU（FHFL） T1000、RTX A2000、RTX 4000 SFF、RTX A4000、RTX 4070 |
第13世代Intel Coreプロセッサ DDR5メモリ 2.5インチストレージドライブ（NVMeまたはSATA） GPU用ロッキングブラケット |
| BCO-6000-RPL | 半堅牢 | PCIe Gen 4 |
- ロープロファイルGPU RTX A2000 |
第13世代Intel Coreプロセッサ HAILO-8 AIアクセラレータ |
| KCO-2000-RPL | 半堅牢 | PCIe Gen 5 |
- ロープロファイルGPU T1000、RTX A2000、RTX 4000 SFF |
第13世代Intel Coreプロセッサ ホットスワップ対応SATA 1基 |
| KCO-3000-RPL | 半堅牢 | PCIe Gen 5 |
- デュアルGPU T1000、RTX A2000、RTX 4000 SFF、RTX A4000、RTX 4070 |
第13世代Intel Coreプロセッサ 2つの内部SATAストレージ構成 |
2. X86 CPU + TPU
Premioは、Hailoのハードウェアパートナーエコシステムの一員であり、ドメイン固有の性能アクセラレーションを備えたさまざまなエッジコンピューターに、高度な深層学習機能を提供しています。Premioでは、Hailo-8TM M.2 AIアクセラレーターをサポートしています。M.2の小型フォームファクターで、Hailo-8 AIアクセラレーターは、低TDP2.5Wで最大26TOPSのAI性能を提供できます。
Hailo-8 M.2 AIアクセラレーターとのPremio互換性
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1つのHailo-8をサポートする製品 |
3つのHailo-8をサポートする製品 |
4つのHailo-8をサポートする製品 |
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RCO-1000-EHL BCO-6000-RPL BCO-3000-RPL WCO-3000-EHL |
RCO-3000-CML RCO-6000-RPL |
RCO-6000-RPL |
|
26 TOPS |
78 TOPS |
104 TOPS |
3. NVIDIA Jetsonソリューション
Premioは、Jetson™エコシステムの組み込みコンピューティング分野におけるNVIDIAパートナーネットワークの一員です。NVIDIA Jetsonプラットフォームは、ARMベースのシステムオンモジュール（SOM）設計を採用し、高性能CPU、AI機能用の強力なGPU、およびメモリを同じモジュールに搭載しており、幅広いアプリケーションを可能にします。PremioのJCOシリーズ堅牢AIエッジPCは、NVIDIA Jetson Orinモジュールをサポートし、工場自動化、医療画像診断、公共安全保障、インテリジェント交通、倉庫物流など、主要産業におけるAI搭載ロボットの様々なミッションクリティカルな展開において、幅広いAI性能を提供します。
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対応Jetsonモジュール |
TOPS |
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JCO-6000-ORN |
Jetson AGX Orin |
200～275 (5.3 TFLOPS) |
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JCO-3000-ORN |
Orin NX / Nano |
70～100 |
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JCO-1000-ORN |
Orin Nano |
20～40 |
PremioエッジAIソリューション性能表
5. 実世界アプリケーション
セキュリティと監視
PremioのAI PCは、リアルタイム分析と強化された保護を通じて、セキュリティシステムを大幅に強化します。ティア1セキュリティソリューションプロバイダーは、セキュリティアプリケーションで堅牢なNVIDIA Jetson Edge AIコンピューターを利用しています。PremioのJCO-3000-ORN-Aは、NVIDIA Jetson Orin NX/Nanoモジュールで設計されており、リアルタイムビデオ分析機能を提供し、脅威の事前検出と対応を可能にします。USB3やLANなどのバランスの取れたI/Oを活用することで、セキュリティシステムは高速カメラを接続し、不審な活動を検出でき、全体的な状況認識を向上させます。OOB（アウトオブバンド）リモート管理モジュールを搭載しており、24時間365日の安心なリモート監視と管理を可能にします。>>ケーススタディを読む
産業オートメーション
産業オートメーションでは、PremioのRCO-6000-CMLシリーズ産業用GPUコンピューターが、AIエッジ推論によりインラインボトル検査システムを強化します。これらの堅牢なAI PCは、高度なプロセッサ、強力なGPU、広範なI/O機能を使用してリアルタイムで品質管理を行い、欠陥を瞬時に検出します。検査を自動化することで、手作業が減り、スループットが向上し、精度が高まります。RCO-6000-CMLはファンレス設計と高速接続により、過酷な環境でも信頼性の高いパフォーマンスと効率的なデータ処理を可能にし、運用効率と生産性を向上させます。
スマートシティと交通
スマートシティおよび交通アプリケーションでは、PremioのRCO-6000-CML堅牢AIエッジ推論コンピューターが、高度なNVRプラットフォームと最大化されたデータストレージのためのEDGEBoost I/OおよびEDGEBoostノード機能により、交通システムを強化します。これらの堅牢なAI推論PCは、リアルタイムのナンバープレート認識を可能にし、中間マイルの自律配送トラックを効率化し、交通管理の運用効率を向上させます。
災害管理
PremioのRCO-3000-KBL-Uシリーズは、過酷な屋外環境にNEMAエンクロージャ内に配備できる堅牢なIoTゲートウェイです。高速接続により、RCO-3000-KBL-UはUHDカメラをクラウドに接続し、火災検知システムを構築することで、迅速かつ正確なデータ処理と伝送を保証します。 その堅牢な設計は、過酷な環境での動作をサポートし、応答時間を改善し、潜在的な損害を最小限に抑えます。このソリューションは、堅牢なエッジコンピューティング技術を通じて災害管理を推進するPremioの役割を強調しています。 >> ケーススタディを読む
ロボティクス
PremioのKCO-3000シリーズは、オプションのGPUをサポートするセミ堅牢な産業用コンピュータです。このユースケースでは、mATXコーヒーレイクプロセッサマザーボードとNVIDIA A4000 GPUを搭載し、ロボットフライクック会社向けに強力なハードウェアベースのソリューションを提供しています。このパートナーシップにより、ロボット会社は、裏方業務の合理化、食品品質の向上、生産規模の拡大を実現し、同時に手作業への依存を減らし、職場の安全性を向上させました。KCO-3000-CFLの堅牢な設計と産業グレードの性能により、ロボットシステムは要求の厳しい厨房環境を効率的に処理できるようになりました。
6. 堅牢に構築。準備完了 – Premio Edge AI PCの産業用グレード設計
PremioのEdge AI PCの堅牢なポートフォリオは、その堅牢性と信頼性、拡張性と柔軟性、およびセキュリティと安全性の認証でユニークです。
堅牢なデザイン
PremioのEdge AI PCは、最も過酷な環境にも耐えられるように産業グレードの設計で設計されています。アルミニウムや高耐久性金属などの耐久性のある素材で構成されており、これらのシステムは厳しい条件に耐えるように作られています。その耐衝撃性は、IEC60068-2-27:2008規格に準拠しており、11ミリ秒間にわたって最大50Gの半正弦波衝撃に耐えるように設計されており、衝撃およびパッケージ落下試験のための厳格なMIL-STD-810G Method 516.7 Procedure Iに準拠しています。耐振動性については、IEC60068-2-64:2008規格を満たし、軸あたり0.5時間、5〜500 Hzの周波数範囲で5 Grmsを処理し、MIL-STD-810G Method 514.7 Procedure Iに準拠しています。
These ruggedized computing systems also feature a wide temperature range, capable of operating in extremely cold to hot environments. They maintain low power consumption with high-performance x86 processors, such as the 12th/13th Gen Intel Core processors featuring a P/E core hybrid design with a 35W TDP processor, optimized for power efficiency. For edge gateway and IoT applications, the systems utilize Intel’s latest Atom x6425E or Intel N97 processors, with a maximum TDP of 12W for power-efficient multi-core processing. The NVIDIA Jetson Orin ruggedized systems (JCO Series) also showcase flexibility in power consumption, ranging from 7W to 60W depending on the specific module, including Jetson AGX Orin, Jetson Orin NX, and Jetson Orin Nano.
In addition, thermal management for Premio’s Edge AI PCs is achieved through a fanless cooling design, incorporating copper heat pipes, thermal paste, heatsinks, and extruded aluminum cases with robust mechanical and compliance engineering for reliability. This design ensures efficient heat dissipation and maintains optimal performance without relying on fans, enhancing reliability and durability in harsh environmental challenges.
Scalability and Flexibility
Premioは、多様なアプリケーションのニーズを満たすために、様々なパフォーマンスレベルと構成を提供しています。PremioのEDGEBoostノードとEDGEBoost I/Oテクノロジーにより、特定の導入要件に基づいてカスタマイズが可能です。この柔軟性は、様々な産業およびエッジコンピューティングのシナリオやワークロードへの適応に不可欠です。
EDGEBoost I/Oは、最新の革新的なテクノロジーを提供し、Premioの産業用コンピューティングソリューションとの最大限の柔軟性と互換性を実現します。システムインテグレーターとOEMは、プラグアンドプレイで簡単に、アプリケーションのワークロードに合わせて産業用コンピュータを直接構成できます。
EDGEBoostノードは、堅牢なエッジでの高速コンピューティング性能を実現するための産業用モジュラーアプローチを提供します。Premioの主力製品であるRCO-6000シリーズ産業用コンピューターと組み合わせることで、EDGEBoostノードは強力なGPUリアルタイム処理と高速NVMeストレージ性能を実現し、リソース集約型の機械学習および堅牢なエッジAIワークロードのために特別に設計されています。
信頼性と安全性認証
Premioの品質へのコミットメントは、CE、FCC、ULなどの世界クラスの認証、および車載展開用のEN50155、E-Markなどの専門認証の遵守に反映されています。これらの認証は、厳格なISO認定品質保証プロセスと組み合わされることで、当社のエッジAI PCが産業用アプリケーションおよび展開において堅牢で信頼性の高い性能を発揮することを保証します。ULリスト
例えば、PremioのエッジAI PCのポートフォリオは、UL 62368-1安全規格に基づきUL認定されています。この特定の規格は、IEC（国際電気標準会議）規格に準拠しており、北米市場に特化したものです。
まとめ
生成AIの普及、GPUの需要増大、NPUの台頭に伴い、エッジAI PCの必要性は急速に拡大しています。Premioは、26 TOPSから29 TFLOPSまでのAI性能を提供する堅牢なエッジAI製品ポートフォリオでこの需要に応えています。当社のソリューションには、x86 CPU+GPU、x86 CPU+TPU、ARMベースのNVIDIA Jetsonシステムが含まれており、幅広いAIコンピューティングニーズに対応しています。Hailo-8による小規模な産業用IoTアプリケーションからGPUを使用した高性能AIトレーニングまで、PremioのエッジAI PCは、セキュリティや監視、災害管理、ロボット工学などのミッションクリティカルな展開において、お客様が優れた成果を上げられるよう支援します。
Premioの堅牢な産業用AI PCを提供する専門知識は、企業が最も困難な環境においても、これらの最先端テクノロジーを活用してパフォーマンス、効率性、信頼性を最適化できることを保証します。Premioの堅牢なエッジAI PCが貴社のビジネスを時代の最先端に保つお手伝いをどのようにできるかをご覧ください。>> 製品一覧を見る