AIおよびARがデータ需要を牽引 – オープンソースハードウェアが挑戦に応える

データはデジタル経済の生命線であり、新しいテクノロジーが登場し進化するにつれて、データセンターでの高速データ転送、低遅延、高速コンピューティングの需要が指数関数的に増加しています。新しいテクノロジーはデータ転送と処理の境界を押し広げており、オープンソーステクノロジーの採用はデータセンター運営者が現在の運用を最大化し、将来に向けて準備するのに役立ちます。以下は、高速コンピューティングの需要を牽引するテクノロジーの例と、オープンソーステクノロジー、コミュニティ、標準がこれらの需要に大規模かつ持続可能な方法で対応する方法です。

人工知能と機械学習

人工知能（AI）と機械学習（ML）テクノロジーは、自然言語処理、コンピュータビジョン、音声認識、レコメンドシステム、自律走行車などの分野で革命を起こしています。AIとMLは、コンピュータがデータから学習し、人間の知能が必要なタスクを実行できるようにします。

しかし、AIとMLも、複雑なモデルとアルゴリズムをトレーニングして実行するために大量のデータとコンピューティングパワーが必要です。例えば、世界で最も高度な自然言語モデルであるGPT-3には175億のパラメータがあり、45テラバイトのテキストデータでトレーニングされています。こうした大規模なデータセットとモデルを効率的に処理するために、AIとMLアプリケーションは、高速データ転送、低遅延、高速コンピューティングを提供する高性能コンピューティング（HPC）システムが必要です。

HPCの分野では、GPUやTPUなどの特殊なプロセッサを使用する傾向があります。これらのプロセッサは、AIとMLのワークロードで一般的な並列処理と行列演算に最適化されています。例えば、NVIDIAのGrace CPUは、HPCアプリケーション向けに設計された新しいプロセッサで、NVIDIAのGPUテクノロジーを利用して、現在のx86 CPUよりも最大10倍高速なパフォーマンスを提供します。Grace CPUは、CPUとGPU間の高速データ転送を可能にするNVLinkなどの高速インターコネクトもサポートしています。

拡張現実と仮想現実

Apple Vision Proの発表は大きな波紋を起こしました。拡張現実（AR）と仮想現実（VR） は、エンターテインメント、教育、ヘルスケア、製造業などの業界を変革する最も没入感の高いインタラクティブテクノロジーの2つです。ARは、デジタル情報を現実世界の上に重ね合わせますが、VRは、ヘッドセットを通じて体験できる完全にシミュレートされた環境を作成します。

しかし、これらのテクノロジーも、データ転送と処理に重大な課題を提起しています。Apple Vision Proの詳細はまだ公開されていませんが、他のVRヘッドセットについては、ある程度の仮定ができます。例えば、Oculus Quest 2などのVRヘッドセットは、高品質のビデオとオーディオコンテンツをストリーミングするために、PCまたはクラウドサーバーへの高速接続が必要です。また、ヘッドセットとコントローラーからのトラッキングと入力データも必要です。ビデオビットレートは、PCまたはサーバーサイドでのGPUのエンコード速度とヘッドセットサイドでのQuest 2プロセッサのデコード速度によって決まります。

Oculusによると、VRストリーミングの推奨ビットレートは、解像度とフレームレートによって異なりますが、150 Mbpsから500 Mbpsの範囲です。これは、ウェブブラウジングや音楽ストリーミングなどの他のオンライン活動よりもはるかに高速なデータ転送レートが必要であることを意味します。また、VRストリーミングでは低遅延も必要です。高遅延は、ラグやジターのようなプレイヤー体験を引き起こし、没入感を損ない、運動病を引き起こす可能性があります。

遅延は、ネットワークスピード、デバイス間の距離、エンコードとデコードアルゴリズムなど、複数の要因によって決まります。Oculusによると、VRストリーミングの理想的な遅延は20ミリ秒以下です。しかし、特にワイヤレス接続の場合、こうしたパフォーマンスを達成することは容易ではありません。

データセンター最適化のためのオープンソーステクノロジー

新しいテクノロジーがデータセンターでの高速データ転送、低遅延、高速コンピューティングの需要を牽引するにつれて、データセンター運営者は、電力消費量の増加、冷却要件の厳格化、スペース利用の効率化、運用コストの増加、ハードウェアの革新と刷新の急速なペースなどの課題に直面しています。これらの課題に対処するために、データセンター運営者は、現在のインフラストラクチャを最適化し、効率とスケーラビリティを高める新しい標準とテクノロジーを採用する必要があります。

これが、Sustainable and Scalable Infrastructure AllianceのイニシアチブであるOpen19 Projectの目的です。Open19 Projectは、共通のフォームファクタに基づくデータセンター用のオープン標準で、次世代の高効率パワーディストリビューション、再利用可能なコンポーネント、高速インターコネクトの機会を提供します。SSIAの使命とOpen19プロジェクトによって作成されたオープン標準は、デジタルライフとコミュニティを支えるインフラストラクチャの効率、スケーラビリティ、持続可能性への業界全体の取り組みと一致しています。Open Compute Projectも、コンピューティングインフラストラクチャの需要の増加を効率的にサポートするための取り組みです。このプロジェクトは、データセンターのソリューションを開発するために、業界パートナー間のコミュニティ主導のコラボレーションを促進しています。OCPのスコープは、データセンター施設だけでなく、サーバーの内部ITコンポーネントにも及んでいます。

結論

新しいテクノロジーがデータセンターでの高速データ転送、低遅延、高速コンピューティングの需要を牽引する一方で、コミュニティ、政府、企業はリソース管理と技術の創造、使用、展開に関する持続可能性への懸念に焦点を当てています。オープンソーステクノロジーの採用、特にSSIAやLinux Foundationのようなコミュニティ主導のフォーラムで開発されたものは、データセンター運営者が現在の運用を最大化し、これらの新しいアプリケーションの需要に応えながら将来に向けて準備するのに役立ちます。