ハードウェアのイノベーション定理
私は最近、『フェルマーの最終定理』（サイモン・シン）を読み終えたのですが、驚かれるかもしれませんが、この本はドラマ、陰謀、殺人、愛人でいっぱいでした。 本当に。 数学の歴史には、私たち凡人が本当に理解できない概念を驚くほど深く理解しているにもかかわらず、結局はただの人間である人々がたくさんいます。
しかし、今日の重要な点はそれではありません。 重要なのは、350年以上もの間、数学者たちはフェルマーの最終定理として知られるものを証明（あるいは反証）しようと努めてきたということです。 むしろ推測であるが、この優秀な（アマチュア）数学者は、ピタゴラスの定理はほぼ公理であるものの、正方形にしか当てはまらないと指摘した。 つまり、「n」が「2」以外の数値の場合、 an + bn = cnの答えは見つかりません。 どうやら、数学者たちを本当に熱狂させたのは、フェルマーが、これについて実に素晴らしい証明を持っているが、彼がコメントしている本の余白が小さすぎると指摘したことだったようだ。
そして彼らはどこにもその証拠を見つけることができませんでした。
そこで数学者たちはそれを証明したり反証したりしようと試みました。 長い話は短くして、ついに誰かがそれをやった。 しかし、それを実現するには、まったく異なる 2 つの数学の分野を組み合わせる必要がありました。 フェルマーが主張した当時は存在しなかった分野。 その一部は、フェルマーの最終定理やその他の難しい数学の問題を解こうとする試みにまで遡ることができます。 フェルマーの最終定理を解くために使用された分野の 1 つに、楕円曲線の研究が含まれていました。 聞き覚えがあるように思えるなら、それは楕円曲線が ECC (楕円曲線暗号) の基礎となっているからです。ECC は、今日では、より脆弱な古い暗号化方式の代わりとしてますます好まれています。
基本的に、ある数学の分野で問題を解決することの利点の 1 つは、関連性はあるものの明確に別の他の数学の分野で革新が促進されることが多いことです。
さて、タイトルに「ハードウェア」という言葉が含まれているのはなぜかと疑問に思うかもしれません。 ハードウェアはハードウェアですよね？ つまり、今日のアプリ配信のためにソフトウェアがあらゆるものを飲み込む世界において、ハードウェアはどのような革新を促進できるのでしょうか?
もちろんソフトウェアです。
南北データセンターの滑走路に展開されるサービスに必要な容量と速度を確保するために独自のハードウェアを構築する場合、それに伴うソフトウェアも構築する必要があることが判明しました。 ハードウェア自体は、ほとんどの場合、単なるリソースにすぎません。 これも変化していますが、それはまた別の日のブログでお話しします。 現実には、ほとんどの場合、ハードウェアがリソースを提供します。 ソフトウェアは、それらのリソースを、インターネット上で毎日毎秒ごとにアプリを保護および配信するサービスに最終的に使用される消耗品に変える魔法です。 したがって、ネットワークの世界で新しいハードウェアの登場を告げる人は、新しいソフトウェアの発表も告げていることになります。 ソフトウェアがなければ、カスタム ハードウェアはあまり役に立ちません。
ここで、イノベーションがハードウェアとソフトウェアの境界を越えます。 そのソフトウェアは、元のハードウェアからコモディティ ハードウェア (COTS) に移行できます。 これは汎用サーバーです。すべてをサポートする必要があるため、実際には何に対しても最適化されていないため、このように名付けられています。 しかし、以前は専用ハードウェア上で実行されていたソフトウェアは最適化されており、エンジニアが時間をかけて学び、調整してきたコツやヒントもソフトウェア バージョンに転送されます。
そして、それらの多くは、実際にはあなたが思っている以上に応用可能です。 ご存知のように、Intel などのメーカーのチップは、カスタムビルドのハードウェアで使用され、市販のシステムにも搭載されています。 しかし、ほとんどの場合、これらのチップのパフォーマンスや容量を強化する特性は、ほとんどのソフトウェアでは使用されません。なぜなら、そのハードウェアを念頭に置いて作成されていないからです。 しかし、一部のシステムはそうではありませんでした。つまり、そのソフトウェアを一般的なハードウェアに移行しても、特別なハードウェアを使用せずに同じことを実行するように構築された他のソフトウェアに比べて、パフォーマンスと容量の面で多くの利点が維持されるということです。
ソフトウェアに関連するパフォーマンスと容量の課題を解決しようとする試み (1990 年代に遡る) により、ネットワーク内でのデータの受け渡し方法に関連する新しい内部アーキテクチャを含む、ハードウェアが広範に使用されるようになりました。 現在、これらのトリックやテクニックは、パフォーマンスと容量を向上させるためにソフトウェアに再変換されています。 開発対象のハードウェア用のプラットフォームが存在しないために、高速で大容量のソフトウェアの設計を任された人は、新しい方法を考え出します。 彼らは古い仮定に挑戦し、システムが通過するデータを操作、検査、変更するより良い方法を発見します。 彼らは、メモリ管理とプロトコル解析を改善する新しいアルゴリズムとより優れたデータ構造を見つけ出します。
ほとんどの人はハードウェアをイノベーションと結び付けませんが、現実には数学と同じように、ある分野の問題を解決すると他の分野のイノベーションにつながります。 これは、当社のカスタム ハードウェア プラットフォーム上の BIG-IP ソフトウェアを、プライベート、オンプレミス、パブリック クラウド環境で使用されるコモディティ ハードウェアのソフトウェアにリフト アンド シフトする際に常に見られる現象です。 リフト アンド シフトには作業が必要であり、ソフトウェアを仮想化、コンテナ化、クラウド化されたフォーム ファクターに適合させる必要があります。 しかし、新しいハードウェアから生まれたイノベーションはそのまま残り、コモディティ化されたプラットフォームでもより高速で、よりスケーラブルで、より効率的な運用が可能になります。
新しいハードウェアを開発し、その新しい機能にソフトウェアを適応させることは、そのソフトウェアがカスタム ハードウェアで実行されているか、コモディティ ハードウェアで実行されているかに関係なく、最終的にはソフトウェアのイノベーションを意味します。 だからこそ、新しいハードウェアが導入されるとワクワクするのです。 それはイノベーションの前兆だからです。
それがハードウェアのイノベーション定理です。 フェルマーの定理を解くことで数学の分野でさらなるイノベーションが生まれ、その進歩が暗号技術やセキュリティの分野に波及するのと同様に、ソフトウェアを新しいカスタム ハードウェアに適応させるという課題を解決することで、そのソフトウェアのさらなるイノベーションが生まれ、今後何年にもわたってオンプレミスおよびクラウド データ センターの分野で波及することになります。