エッジからクラウドへ: AIアプリケーションにおけるハードウェアの重要な役割

この新しいブログシリーズでは、人工知能（AI）と自動化の技術について解説し、それがBroadcomのポートフォリオにおいて果たす重要な役割を明らかにします。

私は今年のイースターに、テキストから芸術的な画像を生成するAIツールであるMidjourneyに対して、「デジタルでつながる」というコンセプトを表した未来的なエッグバスケットを作成するように命じました。その結果は驚くべきものでした。私が受け取ったアートワークは、ビジュアル的に素晴らしいだけでなく、AIが新しいアイデアに命を与える能力をはっきりと示していたのです。私はクリエーターとして、MidjourneyやchatGPTなどのツールを利用することで、生成AIの斬新な特性をじかに体験してきました。

今日、AIは急速に普及しつつあります。世界は生成AIのパワーに目覚め、アプリケーションやツールのエコシステム全体が急速に息を吹き返しつつあります。その重要性は、医療、財務、運輸などを含むさまざまな業界においてますます高まっています。

これらすべてはデジタルバリューチェーンと半導体ハードウェア市場に看過できない多大な影響を及ぼしています。この種のアプリやツールは、データを収集、処理し、レイテンシーを最小限に抑えて消費者にフィードバックする必要があります。また、急速に発展するエコシステムを考慮すると、こうしたデータのやり取りも大規模に行わなければなりません。

この革命を持続させるためには、ハードウェアのイノベーションが不可欠となります。  AIの成長と、ハードウェアシステムや半導体ロードマップへの影響について考えるとき、コンテンツクリエイターとしての私自身がMidjourneyを使ってアートを制作し、chatGPTを使って編集（このブログの執筆など）を行ってきた経験は、確かに全体像を把握するのに役立っています。

では、ハードウェアの面では何が必要なのでしょうか。

クラウドデータセンター向けの高パフォーマンスコンピューティングの需要増

AIのワークロードには、複雑なアルゴリズムと膨大な量のデータを処理できる専用のプロセッサが必要です。そのため、AIワークロード用に最適化されたGPU （グラフィックス処理ユニット）、FPGA（現場でプログラム可能なゲートアレイ）、AI用のカスタム半導体などの新しいプロセッサが開発されています。

メモリとストレージ

AIワークロードによって生成される膨大な量のデータを処理するには、構造化データと非構造化データの両方を処理できる大容量のストレージソリューションが必要です。ソリッドステートドライブ（SSD）と不揮発性メモリ エクスプレス（NVMe）によって、より高速なデータアクセスと処理が可能になります。

バインディングスレッドとしての有線接続

ムーアの法則の関数として緩やかに測定される処理速度は、AIからのデータニーズの急増に比例して向上するわけではありません。そのため、並行処理を行う複数の演算装置の相互接続が重要になります。また、有線接続は、コンピュータデバイスとGPU、ストレージ、およびメモリの間を結ぶ要です。AIの急速な普及は、ネットワークがコンピュータであり、接続が生命線であることを意味します。

エッジではワイヤレス

今日のデジタル体験がワイヤレスであることは言うまでもありません。そのために、ワイヤレスブロードバンドネットワークは高速かつ低レイテンシーで大量のデータを処理できることが重要です。セルラー技術とWi-Fiは、この需要に応えるために補完的に機能します。5Gの導入によって、セルラーネットワークの機能はさらに向上し、最高速度を提供しています。Wi-Fiのイノベーションは、新たに利用可能になった6 GHz帯とともに、最高速度を確保しながらエッジレイテンシーの問題に直接対処するWi-Fi 7に結実しています。

サイバーセキュリティ

AIの普及に伴い、サイバーセキュリティは、サイバー脅威やサイバー攻撃から保護するためにますます重要になってきています。そのためには、侵入検知システムや暗号化技術など、特別なハードウェアやソフトウェアが必要です。

Broadcomは、常にあらゆるものをつなげることを追求してきました。それが私たちの使命であり、Broadcomによって接続された世界を実現することです。世界のデータの99%が、少なくとも1つのブロードコムチップを通過しているという事実を、私たちはとても誇りに思っています。Broadcomにとって、AIハードウェアのニーズは当社が日々行っていることの延長線上にあります。当社の有線接続は、ハイパースケーラーのデータセンターとオペレータネットワークを強化します。エッジでは、当社のワイヤレスブロードバンドソリューションがユーザーの自宅を強化し、ユーザーの手元にデータを届けます。当社のソフトウェアソリューションは必要なセキュリティの層を提供します。当社はAIが現状を根本的に変革することを歓迎しており、それを可能にする重要なハードウェアを提供できることに誇りを持っています。

最後に、当社が取り組んでいるイノベーションについても、いくつか簡単にご紹介します。

先進的な製造プロセス:  AIハードウェアの製造に不可欠なものです。7ナノメートルと5ナノメートルの製造プロセスを使用することで、より小さくより強力なチップを製造できます。当社のチップは、より高いデータ負荷に対応し、AIに必要な低レイテンシーを実現します。

カスタム設計:  当社は、特定のAIワークロードに合わせて最適化したデータセンター用ストレージソリューションおよび接続ソリューションを導入しました。

省電力:  複雑なワークロードは大量の電力を必要とするため、特にエネルギーコストの増大につながります。これは、当社の有線チップと無線チップの両方において重視されている分野です。たとえば、携帯電話に搭載される当社のWi-Fiチップでは、消費電力の大幅な低減を目指し、毎世代、無線の最適化とアーキテクチャの改良に着実に取り組んでいます。

上記は当社が取り組んでいるイノベーションのほんの一例にすぎません。このブログシリーズの続きの記事では、AIの急速な普及に伴い、Broadcomが何を提供するべきか、さらに掘り下げていきたいと考えています。  AIがソフトウェア市場および半導体ハードウェア市場をどのように形成するか、また、AIアプリケーションの需要に対応するために当社のイノベーションがどのように準備されているか、随時更新していきます。

Broadcomのイノベーションの詳細については、こちらをご覧ください。