シミュレーションインフラストラクチャマネージャーとは何ですか?
シミュレーションインフラストラクチャマネージャーとは、シミュレーションの実行に必要なコンピューティング、メモリ、および他のリソースを管理するソフトウェアコンポーネントまたはサービスを指します。現代の組織は、現実世界の場所やプロセスをデジタルでシュミレーションする、または再現するアプリケーションを持っています。このようなシミュレーションシステムは、没入感のあるシーンを作成するなかで膨大な量の視覚および音声データを分析する必要があります。また、リアルタイムのデータ変更を処理してシミュレーションの精度を維持するために、追加のコンピューティング性能が必要になる場合もあります。シミュレーションインフラストラクチャマネージャーがリソース割り当てタスクを処理することで、シミュレーションアプリケーションを最も効率的に実行できるようにします。
空間シミュレーションとは何ですか？
シミュレーションインフラストラクチャマネージャーは、詳細な空間シミュレーションの作成をサポートするテクノロジーです。
空間シミュレーションは、空間的または地理的な要素を持つ複雑なシステムをデジタル的に再現する計算モデリング手法です。これには、現実世界の動作を模倣し、ユーザーがさまざまなシナリオを発見できるようにする仮想環境の作成が含まれます。
シミュレーションでは、次のようなさまざまな要素が考慮されます。
- 環境条件
- 人口統計学的特徴
- 物理的および化学的変化
空間という用語は、シミュレーションモデルが他のモデルや仮想世界と相互作用する際に時間と空間の属性に依存することを意味します。たとえば、金属製の缶は、仮想環境では時間が経つと錆び、ハンマーで叩くとへこんでしまう可能性があります。
シミュレーションインフラストラクチャマネージャーにはどのようなメリットがありますか?
次に示すものは、シミュレーションインフラストラクチャマネージャーを使用する利点の一部です。
複雑なモデルのシミュレーション
シミュレーションが複雑になるにつれて、必要な計算リソースも大幅に増加します。たとえば、主要都市や全国のサプライチェーンの交通の流れをシミュレートするには、何十万ものエンティティ間のリアルタイムのやり取りが必要です。
シミュレーションインフラストラクチャマネージャーを使用すると、開発者は基盤となるインフラストラクチャを管理することで複雑なシステムをシミュレートできます。ワークロードをサーバー全体に効率的に分散するため、開発者は実際のシミュレーションに集中できます。
シミュレーションをスケーリング
シミュレーションインフラストラクチャマネージャーは、スケーリングの問題を解決します。仮想世界を空間的に分割し、その断片をクラウドで実行されるコンピュートインスタンスのクラスター全体に分散させることでこれに対応します。
コンピューティングインスタンスは連携して、シミュレーションの世界全体を並行して処理します。シミュレーションの世界は、接続しているすべてのクライアントにとって、単一の統合された空間のように見えます。
ハードウェアのパフォーマンス制限のためにシミュレーションを単純化する必要はもうありません。代わりに、クラウドの計算能力を増やすことができます。
シミュレーションコストを削減
従来、組織は開発者がシミュレーションを作成および実行するためには、高価なハードウェアとソフトウェアのインフラストラクチャを提供する必要がありました。これは多額の設備投資と継続的なメンテナンスコストが伴うものです。
対照的に、シミュレーションインフラストラクチャマネージャーはクラウドで実行され、リソースを効率的に管理します。実際に使用した分だけ支払いが発生することから、必要に応じて自動的にスケールアップまたはスケールダウンできます。
開発時間を削減する
従来、開発者はビジュアルシミュレーションを開始する前に、モデリングエンジン、メモリモジュール、データ分析、およびその他のセットアップをプロビジョニングする必要がありました。また、テクノロジーに遅れずについていくために、構成を更新したり、環境を変更したりする必要がありました。これは開発時間と労力の両方の増加を招くものです。
マネージド型のシミュレーションインフラストラクチャを使用することで、メンテナンスタスクの代わりにシミュレーションコンテンツとコードの開発に集中することができます。
シミュレーションインフラストラクチャマネージャーを必要とするユースケースにはどのようなものがありますか?
シミュレーションインフラストラクチャマネージャーを使用すると、複雑なシナリオを手頃な価格で簡単にシミュレートできます。次に、ユースケースの例をいくつか以下に示します。
イベント計画
イベントを成功させるには、複数の関係者間の緊密な調整と不確実性の予測が不可欠です。適切な計画は、イベントの数か月または数週間前に始まります。
イベントプランナーは、交通状況、ゲストの出席、遅延など、さまざまな現実のシナリオをシミュレートして、起こりうる結果に備え、問題のトラブルシューティングを行います。
緊急事態への対応
自然災害、事故、火災などの緊急事態は危険であり、重大な経済的損害をもたらすものです。
シミュレーションインフラストラクチャマネージャーを使用すると、救急隊員が緊急事態を再現し、適切な対応策を策定できます。また、市の管理者は既存の対応システムをテストして、起こり得る現実のシナリオに備えていることを確認できます。
都市開発
都市計画には、人口統計、公共施設、不動産、交通、教育、環境など、さまざまな要素を考慮する必要があります。
都市開発者は、さまざまな変数が将来の人口の増加と持続可能性に及ぼす影響を予測する必要があります。シミュレーションインフラストラクチャマネージャーを使用して、現実世界の環境を大規模な数学モデルでシミュレートし、現実的な予測を行います。
トレーニング
シミュレーションインフラストラクチャマネージャーは、フライトシミュレーションなどのトレーニングシミュレーションプログラムの実行を支援します。スケーラブルな計算能力により、トレーニングソフトウェアには、実際の航空機を運用する際の現実的な条件を反映するパラメーターをさらに多く含めることができます。
同様に、研修中の医師は、シミュレーションインフラストラクチャマネージャーを使用することで、まったく同じ状況で外科手術をシュミレーションすることができます。
ゲーム開発
ゲーム開発者は、シミュレーションインフラストラクチャマネージャーを使用して、現実的なゲームプレイシナリオで作品をテストします。仮想現実ゲームに多数のゲームオブジェクトを導入し、それらをゲームロジックに接続することができます。
シミュレーションインフラストラクチャーマネージャーはどのように機能しますか?
シミュレーションインフラストラクチャマネージャーは、全世界をシミュレートするのではなく、クラウド上で複数のシミュレーションを並行して実行するものです。
次に、シミュレーションインフラストラクチャマネージャーの主な特徴とコンポーネントについて説明します。
シミュレーショングリッド
シミュレートされた環境は、広範囲に広がる車や木などの動いているエンティティまたは静的なエンティティで構成されます。シミュレーションインフラストラクチャマネージャーは、シミュレートされた世界を複数の正方形のセクションに分割します。シミュレーショングリッドと呼ばれる各セクションは、境界内のエンティティを制御します。
空間アプリケーション
個々の空間アプリケーションがシミュレーショングリッドを制御し、エンティティにシミュレーションロジックを提供します。各空間アプリケーションは、所有エリアと呼ばれるグリッド内のエリアを完全に制御します。
シミュレーションインフラストラクチャマネージャーは、画像を個別にレンダリングしたり、データを処理したり、その他の仮想シミュレーションタスクを実行したりするのに十分なコンピューティングリソースを、各空間アプリケーションに提供します。複数の空間アプリケーションが、Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) インスタンスなど、同じ基本的なクラウドコンピューティングユニットから実行される場合があります。
サブスクリプションエリア
空間アプリケーションでは、所有エリア内のエンティティとシミュレートされた環境の全体像を把握できます。ただし、シミュレートされた世界の他の場所でのエンティティイベントを認識する必要がある場合があります。このような場合、空間アプリケーションはサブスクリプションエリアを作成します。
サブスクリプションエリアを使用すると、空間アプリケーションで、他の空間アプリケーションが所有する隣接するシミュレートエリアからイベントを受信できます。たとえば、自律型ロボットはサブスクリプションエリアを利用することで、100 フィート先の地形情報を受け取ることができます。
エンティティの動き
シミュレートされた世界では、エンティティはあるシミュレーショングリッドから別のシミュレーショングリッドに移動することがあります。エンティティが異なる所有エリア間を移動すると、新しい空間アプリケーションがエンティティを制御します。
同様に、エンティティは、異なる従業員が使用する空間アプリケーションによって制御される、所有エリア間を移動することもできます。このような場合、シミュレーションインフラストラクチャマネージャーがネットワーク通信を処理して、制御を新しい空間アプリケーションに転送します。
シミュレーションインフラストラクチャーマネージャーに求めるべき主な機能は何ですか?
適切なシミュレーションインフラストラクチャーマネージャーを使用することで、組織は複雑なシナリオを容易にシミュレートできます。以下の重要な機能の一部が、こうしたシュミレーションインフラストラクチャーマネージャーには組み込まれています。
マネージド型インフラストラクチャ
必要なコンピューティング、ネットワーク、データリソースを自動的にプロビジョニングするシミュレーションインフラストラクチャマネージャーを選択します。これにより、現実世界のシナリオをシミュレーションの世界で再現する際の準備時間を短縮できます。
カスタマイズされたアプリケーション統合
一部のシミュレーションプロジェクトでは、空間ロジックと並行して実行するカスタムアプリケーションが必要です。このような場合は、独自のシミュレーションソフトウェアをアップロードし、シミュレーションコードとデータを交換できるシミュレーションインフラストラクチャマネージャーを選択してください。
自動パーティション分割
パーティション分割は、シミュレーションワールドを複数の均一なセグメントに分割します。堅牢なシミュレーションインフラストラクチャマネージャーは、事前定義された構成に基づいてこれを自動的に実行します。
エンティティ認識サポート
インテリジェントなシミュレーションインフラストラクチャマネージャーは、シミュレートされたグリッドが異なる場合でも、エンティティが空間認識を維持できるようにします。すべての空間アプリケーションインスタンスにグローバルデータを格納します。これにより、エンティティはコンテキストや空間認識を失うことなく、さまざまなシミュレーション領域をまたぐことができます。
AWS はシミュレーション要件をどのようにサポートできますか?
AWS SimSpace Weaver は、複雑なコンピューターシミュレーションを大規模に作成できるシミュレーションインフラストラクチャマネージャーです。
SimSpace Weaver は Amazon Web Services (AWS) のクラウドインフラストラクチャ上で動作する、フルマネージドソリューションです。組織は、高価なオンプレミスソリューションに投資することなく、SimSpace Weaver を使用して現実世界のシステムのシミュレーションを作成できます。
AWS SimSpace Weaver を利用することで、次のようなメリットが得られます。
- 複数の Amazon EC2 インスタンスを使用して、コンピューティング、メモリ、ネットワークリソースを提供する
- Unreal Engine 5 と Unity LTS リリースと統合して、臨場感あふれるシミュレーション結果を実現する
- シミュレーションのニーズに合わせて高周波シミュレーション (10 Hz または 15 Hz など) を実行する
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