実際にサーバーを必要とするサーバーレス コンピューティングは、従量課金モデルを通じてコンピューティング コストを削減し、開発者を運用上の懸念から解放する方法として宣伝されてきました。
しかし、カリフォルニア大学バークレー校の研究者たちは、いくつかの単純な用途を除けば、これは高価すぎて期待はずれだと主張している。
プレプリントサービス ArXiv を通じて配布された論文の中で、UCB の研究者 7 名（Joseph M. Hellerstein、Jose Faleiro、Joseph E. Gonzalez、Johann Schleier-Smith、Vikram Sreekanti、Alexey Tumanov、Chenggang Wu）は、現在のサーバーレス製品は「クラウド イノベーションには適合せず、特にデータ システム イノベーションには適合しない」と主張している。
「サーバーレスコンピューティング：一歩前進、二歩後退」と題された論文では、サーバーレスコンピューティングによって、開発者はAWS Lambda、Azure Functions、Google Cloud Functionsなどのクラウドプラットフォームにコードをアップロードし、必要に応じて動的にスケーリングできるようになると解説されています。オペレーティングシステムやウェブサービスから高レベルアプリまで、ホストごとにフルスタックをセットアップして展開するのではなく、顧客はトップレベルのアプリケーションソフトウェアを提供し、プラットフォームのAPIと連携させるだけで済みます。
サーバーや仮想マシンのプロビジョニング、オペレーティング システムの更新などの運用上の懸念事項は、自動的に目に見えない形で処理され、顧客は使用したリソースに対してのみ請求されます。
サーバーレスコンピューティング、あるいはFaaS（Functions as a Service）は、非常に魅力的に聞こえる。しかし、研究者たちは、話がうますぎると指摘する。サーバーレスパラダイムには、データベース上でビジネスロジックを実行するなど、いくつかの正当なユースケースがあり、オートスケーリングの価値も認めている。しかし、そのメリットはデメリットを上回っていると研究者たちは指摘する。
すごい！サーバーレス化が実現しましたね。あとは古い関数のことだけ考えればいいんです
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米国を拠点とするコンピュータ科学者たちは、「今日のFaaSサービスは業界を前進させる一方で、2つの大きな後退も引き起こしている」と指摘する。「第一に、効率的なデータ処理の重要性を痛ましいほど無視している。第二に、分散システムの開発を阻害している。データ駆動型の分散コンピューティングこそが、現代のコンピューティングにおけるほとんどのイノベーションの中核を成しているにもかかわらず、これは奇妙なことだ。」
論文によると、AWS Lambdaのようなサービスは、「驚異的な並列処理」、例えば様々なクライアントデバイス向けに画像のサイズを変更したり、写真上の物体認識を実行したりするコードには適している。イベントストリームを分析サービスにルーティングする前の前処理にも適している。また、ユーザーがオンラインアカウントを作成した際にメール通知をトリガーするといったアカウント作成ロジックにも適している。
しかし、現在の FaaS サービスでは、データと分散コンピューティング リソースを効率的に処理する能力が制限されています。
「その結果、今日のサーバーレスコンピューティングは、せいぜい、非常に並列な計算を実行したり、プロプライエタリなサービスを活用したりするための、シンプルで強力な手段に過ぎない」と彼らは述べている。「最悪の場合、ユーザーをそれらのサービスに閉じ込め、イノベーションを締め出そうとする冷笑的な試みと見なされる可能性もある。」
論文によると、AWS Lambdaは15分後に電源が切れます。サービスは関数の状態をキャッシュして次回コードが呼び出された際にウォームスタートを容易にしますが、同じ仮想マシンに戻る方法はありません。つまり、関数は関数の状態が回復不可能であることを前提に記述する必要があります。
帯域幅 vs ブランド幅
FaaSサービスもI/Oボトルネックに悩まされています。論文によると、最近の調査ではLambdaのネットワーク帯域幅は平均538Mbpsで、GoogleやMicrosoftのサービスとほぼ同等でした。また、Lambdaはユーザーの関数を単一のVMに配置するため、これらの関数は帯域幅を共有する必要があります。
「20 個の Lambda 関数を使用した場合、平均ネットワーク帯域幅は 28.7Mbps となり、単一の SSD よりも 2.5 桁も遅くなりました」と論文には記されている。
研究者らは、Amazon が 11 月に開催された re:Invent イベントで 100Gbps のネットワークを発表したことはある程度は役立つが、制約は残ると指摘している。「100Gbps/64 コアでも、負荷がかかった状態ではコアあたり約 200MBps しか得られず、それでも単一の SSD より 1 桁遅い。」
さらに、Lambda にはネットワークアドレス指定能力がないため、状態を維持するために S3 のような中間サービスが必要になります。これにより、アプリケーションの速度はポイントツーポイントネットワークよりも大幅に低下します。
また、現在の形式の FaaS では、アプリケーション固有のワークロードの需要のおかげで普及しつつある特殊なハードウェア用の API をサポートしていません。
「Lambdaとサーバーレスは、人類史上最悪の独占的ロックインの一つだ」
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カリフォルニア大学バークレー校のチームは、FaaSはレイテンシ、帯域幅、コストといった現実を無視したアーキテクチャ上のアンチパターンであると主張しています。そして、分散コンピューティングや、ハードウェアアクセラレーションによるソフトウェアイノベーション、そしてオープンソースにおけるイノベーションを阻害していると主張しています。
研究者たちは、その主張を裏付けるために、複数のテストを実施しました。1つは、機械学習モデルをLambdaでトレーニングし、もう1つはAWS EC2でトレーニングするというものでした。その結果、LambdaはEC2に比べて21倍遅く、7.3倍のコストがかかりました。もう1つは、トレーニング済みの機械学習モデルからリアルタイム予測を行うというものでした。このタスクでは、EC2の方がLambdaよりも57倍もコストが低く、レイテンシーもEC2の方がはるかに優れていました。
サーバーレス セキュリティ ビジネス PureSec の CTO、Ory Segal 氏はThe Registerへの電子メールで、この論文で言及されているすべての制限があるにもかかわらず、開発者がこれらの初期のサーバーレス プラットフォームの用途をまだ見つけていることに驚きを感じていると述べています。
研究者たちはこの分野で起こっている革新を十分に認識していないと彼は主張する。
「もし私たちが目にしているものがサーバーレスの第一世代に過ぎないのであれば、これがコンピューティングの未来となるのは明らかです。これらのプラットフォームがさらに進化したら、どれほどの革新が起こるか想像してみてください」と氏は語った。
研究者たちはクラウド コンピューティングの将来の可能性についても同様に楽観的な見方を示していますが、彼らが特定した問題が解決された後も、クラウド コンピューティングが依然として「サーバーレス」と呼ばれるかどうかは確信が持てません。®
