2025年8月08日·1 分
ジェフ・ディーン：GoogleでAIをスケールさせたエンジニア
ジェフ・ディーンのキャリアとGoogleでAIをスケールさせたシステム（MapReduce、Bigtable、近代的なMLインフラ）から得られる実践的教訓を解説します。
ジェフ・ディーンのキャリアとGoogleでAIをスケールさせたシステム（MapReduce、Bigtable、近代的なMLインフラ）から得られる実践的教訓を解説します。
ジェフ・ディーンがAIにとって重要なのは単純な理由です：多くの人が現代機械学習の「ブレイクスルー」と結びつける技術は、膨大なデータ上で信頼性を持って繰り返し、安価に動かせて初めて実用になります。彼の最も影響力のある仕事の多くは、有望なアイデアと何百万ものユーザーに提供できるシステムとの間のギャップにあります。
チームが「AIをスケールしたい」と言うとき、通常はいくつかの制約を同時に調整しています：
大規模AIは単一モデルの問題よりも、むしろ組み立てラインです：パイプライン、ストレージ、分散実行、監視、そして多くのチームが互いに干渉せずに構築できる明確なインターフェースの集合です。
これはセレブリティプロフィールでも「一人がGoogleのAIを発明した」という主張でもありません。Googleの成功は多くのエンジニアと研究者の成果であり、多数のプロジェクトが共同で作られました。
代わりに、本ポストはジェフ・ディーンが関わった、あるいは形作るのに寄与したと広く報じられているシステム（MapReduce、Bigtable、後のMLインフラ）に共通するエンジニアリングパターンに焦点を当てます。目的は適用可能なアイデアを抽出すること：障害に備えた設計、ワークフローの標準化、実験をヒーロー頼みではなく日常にする方法などです。
実トラフィックと現実の制約に耐える機械学習の出荷に関心があるなら、システム視点が本筋であり、ジェフ・ディーンのキャリアはたどる価値のある糸です。
ジェフ・ディーンは、まだ「プロダクション」の意味が開かれたインターネット上で定義されつつあった時期のGoogleに参加しました：限られた数のサービス、急成長するユーザーベース、そして検索結果が毎回瞬時に表示されることへの期待です。
検索時代のGoogleは、スケールチームにとって馴染みのある制約に直面していました：
これが実用的な心構えを生みました：故障は起きると想定し、回復を設計し、性能はシステムレベルで動くようにする—一台を手作業でチューニングするのではなく。
検索は1件のクエリで多くのマシンに触れるため、小さな非効率でも急速に増幅しました。そのプレッシャーは次のようなパターンを好みました：
Googleが大規模データ処理や機械学習に拡大しても、これらの優先事項は一貫していました：予測可能な性能、運用の安全性、部分的な障害を許容する設計です。
ディーンの影響に結びつく反復的なテーマはレバレッジです。毎回新しいスケーリングの課題をゼロから解く代わりに、Googleは内部のビルディングブロック—多くのチームが使える共有システム—に投資しました。
このプラットフォーム志向は、チーム数が数十、数百に増えると特に重要になります。重要なのは1つのシステムを速くすることだけでなく、組織全体が基本を再発明せずに高速なシステムを作れるようにすることです。
ワークロードが単一マシンを超えるとき、最初のボトルネックは「CPUを増やすこと」ではありません。求める計算とシステムが安全に協調できる量のギャップが拡大することです。AIの訓練と提供は一度にすべてに負荷をかけます：計算（GPU/TPU時間）、データ（スループットと保存）、信頼性（何かが起きたときの挙動）です。
単一サーバの故障は面倒にすぎません。フリートではそれが普通になります。ジョブが数百〜数千台に広がると、予測可能な痛点に当たります：ストラグラー（遅いワーカーが全体を止める）、ネットワーク競合、一貫性のないデータ読み取り、そして元の問題を増幅するカスケード的な再試行。
シャーディングはデータと仕事を扱いやすい断片に分け、一台がボトルネックにならないようにします。
レプリケーションは複数のコピーを保ち、故障がダウンタイムやデータ損失につながらないようにします。
フォールトトレランスは部分的な故障を前提とし、タスクの再起動、シャードの再割当、結果の検証などを設計します。
バックプレッシャーは消費者が追いつかないとき生産を遅らせることでオーバーロードを防ぎます—キュー、パイプライン、学習入力で特に重要です。
スケールでは、多くのチームが正しく使えるプラットフォームが、作者しか運用できないカスタム高性能システムより価値があります。明確なデフォルト、一貫したAPI、予測可能な故障モードは偶発的な複雑さを減らします—特にユーザーが実験を素早く回したい研究者である場合に重要です。
これらをすべて最大化することは稀です。積極的なキャッシュや非同期処理は性能を上げますが正確性を複雑にする可能性があります。厳密な一貫性や検証は正確性を高めますがスループットを下げるかもしれません。運用性（デバッグ、メトリクス、安全なロールアウト）はシステムが実運用で生き残るかどうかを決めることが多いです。
この緊張関係は、ジェフ・ディーンが普及に寄与したインフラに現れています：計算だけでなく信頼性と人間の利用を同時にスケールさせるための設計です。
MapReduceは単純なアイデアで大きな影響を与えました：大きなデータジョブを多数の小さなタスク（“map”）に分けクラスタ上で並列に実行し、部分結果を（“reduce”で）結合する。百万単位の文書の単語数を数えたり、ログをユーザー別にグループ化したり、検索インデックスを作るというメンタルモデルはすでにMapReduceの考え方です—ただしGoogle規模で動かす場合は別物です。
MapReduce以前は、インターネット規模データの処理はカスタムの分散コードに頼ることが多く、そのコードは書くのが難しく運用は脆く、間違いやすかった。
MapReduceは重要な前提を置きました：マシンは故障する、ディスクは壊れる、ネットワークは不調になる。失敗を稀な例外として扱うのではなく日常として扱ったのです。タスクは自動で再実行され、中間結果は再生成可能で、全体のジョブは人が逐一監視しなくても完了できます。
この故障先行の心構えは後の大規模訓練パイプラインにも重要でした。大規模データセット、多数のマシン、長時間にわたるジョブは同じ要素を必要とします。
MapReduceは単に計算を速めただけでなく、それを標準化しました。
チームはデータ処理を再現可能なジョブとして表現し、共有インフラ上で実行し、一貫した挙動を期待できるようになりました。各グループが独自にクラスタスクリプトや監視、再試行ロジックを発明する代わりに、共通のプラットフォームに頼ることで実験が速くなり（フィルタを変えてジョブを再実行するだけ）、結果の再現性が高まり、“ヒーローエンジニア”の依存度が下がりました。
またデータがプロダクトになることを助けました：パイプラインが信頼できればジョブをスケジュールしバージョン管理し、下流システムへ出力を自信を持って引き渡せます。
多くの組織は今Spark、Flink、BeamやクラウドネイティブなETLツールを使っています。これらはストリーミングや対話的クエリなど柔軟性がありますが、MapReduceのコアな教訓は今も有効です：並列化をデフォルトにし、再試行を設計し、チームがクラスタの生存に時間を使うのではなくデータ品質とモデリングに集中できるよう共有パイプラインツールに投資すること。
機械学習の進展はより良いモデルだけで起きるわけではありません—正しいデータを正しい仕事に適切なスケールで確実に渡すことも重要です。Googleでは、ディーンが強調したシステム思考がストレージを“バックエンド配管”からMLと分析の第一級要素へと押し上げました。Bigtableは大量スループット、予測可能な遅延、運用制御を目指した主要な構成要素の一つになりました。
Bigtableはワイドカラムストアです：行と固定列のセットで考える代わりに、スパースで進化するデータを扱い、異なる行が異なる“形”を取れます。データはテーブルット（tablets）（行範囲）に分割され、負荷を均衡させるためサーバ間で移動できます。
この構造は次のような大規模アクセスパターンに適合します：
ストレージ設計は静かに、チームが生成する特徴や訓練の信頼性を左右します。
格納がレンジ走査やバージョン管理を効率的にサポートするなら、特定の時間窓の訓練セットを再構築したり先月の実験を再現したりできます。読み取りが遅かったり一貫性がなければ特徴生成は脆弱になり、チームは“回避策”を取りがちで、その結果としてデータバイアスやデバッグ困難なモデル挙動が生じます。
Bigtableスタイルのアクセスはまた実用的なアプローチを促します：生の信号を一度書いておき、複数の特徴ビューを派生させることで、あちこちにデータを複製する必要を減らします。
スケールではストレージの故障は大規模な大停電には見えず、小さな恒常的摩擦として現れます。Bigtableの古典的教訓はそのままMLインフラにも当てはまります：
データアクセスが予測可能であれば訓練も予測可能になり、MLが研究から信頼できるプロダクト能力に変わります。
1台のマシンでモデルを訓練するのは「この箱がどれだけ速く計算できるか」の問題です。多台で訓練するとなるとより難しい問いが出ます：「何十台何千台のワーカーを一つの整合した訓練ランとしてどう振る舞わせるか？」このギャップが、分散訓練を分散データ処理より厄介にする理由です。
MapReduceのようなシステムでは、タスクは決定論的で再実行可能です。同じ入力を再実行すれば同じ結果になります。ニューラルネットの訓練は反復的で状態を持ちます。各ステップが共有パラメータを更新し、タイミングの僅かな違いが学習経路を変える可能性があります。単に仕事を分割するだけではなく、動く標的を協調する必要があるのです。
スケールするとすぐに現れる問題はいくつかあります：
Googleでは、ジェフ・ディーンに関連する仕事がDistBeliefのような研究アイデアを繰り返し実行できるものに押し上げ、本番フリートで予測可能な結果を出せるようにしました。重要な変化は訓練をプロダクションワークロードとして扱うことです：明示的なフォールトトレランス、明確な性能指標、ジョブスケジューリングや監視の自動化。
多くの組織に移せるのは正確なアーキテクチャではなく規律です：
Google Brainが機械学習を少数の研究プロジェクトから多数のプロダクトチームが求めるものへと移すにつれ、ボトルネックは良いモデルだけでなく調整でした。共有MLプラットフォームは煩雑さを減らし、ワンオフのヒーローワークフローを何百人ものエンジニアが安全に使える舗装道路に変えます。
共通ツールがないと、各チームがデータ抽出、訓練スクリプト、評価コード、デプロイの接着を再構築します。その重複は品質のばらつきを生み、チーム間で結果を比較するのを難しくします。中央プラットフォームはつまらない部分を標準化し、チームが分散訓練やデータバリデーション、プロダクションロールアウトを再学習する代わりに問題解決に時間を使えるようにします。
実用的な共有MLプラットフォームは通常次をカバーします：
プラットフォームは実験を再現可能にします：設定駆動の実行、コード・データ・設定のバージョン管理、何が変わってなぜ改善したかを記録する実験トラッキング。これは新しいアーキテクチャを考案するより地味ですが、「先週の勝ちを再現できない」が常態化するのを防ぎます。
良いインフラが勝手に賢いモデルを生むわけではありませんが、最低ラインを引き上げます。よりクリーンなデータ、一貫した特徴、信頼できる評価、安全な展開は隠れたエラーを減らします。結果として、偽の勝利が減り反復が速くなり、実運用で振る舞いがより予測可能なモデルが増えます。
小さな組織でこの種の舗装された道を作るには方針は同じです：調整コストを減らすこと。実務的にはアプリやサービス、データを使うワークフローの作成方法を標準化するのが有効です。例えば、Koder.aiはチャット経由でウェブ、バックエンド、モバイルアプリを構築できるvibe-codingプラットフォームです（ウェブはReact、バックエンドはGo＋PostgreSQL、モバイルはFlutter）。適切に使えば、管理コンソール、データレビュアプリ、実験ダッシュボード、サービスラッパーなどの周辺ツールを加速し、ソースコードのエクスポートやデプロイ、ロールバック機能を維持したままプラットフォーム工学を進められます。
TensorFlowは、機械学習コードを一連のワンオフ研究で扱うのではなくインフラとしてパッケージ化したときに何が起こるかの有用な例です。各チームがデータパイプライン、訓練ループ、デプロイの接着を再発明する代わりに、共有フレームワークが「標準的なやり方」を速く、安全に、保守しやすくします。
Google内部では課題は単に大きなモデルを訓練することだけでなく、多くのチームが一貫して訓練・出荷できるようにすることでした。TensorFlowは一連の内部的慣行を再現可能なワークフローに変えました：モデルを定義し、異なるハードウェア上で実行し、必要に応じて分散訓練を行い、本番システムへエクスポートする。
この種のパッケージ化は調整コストを下げます。同じプリミティブを共有すれば、工具が減り、暗黙の仮定が減り、メトリクスや入力処理、モデル提供形式の再利用が進みます。
初期のTensorFlowは計算グラフに依存していました：何を計算するかを記述し、システムが効率的にどう実行するかを決めます。この分離によりCPU、GPU、後の専用アクセラレータをターゲットにする際にモデルを書き直す必要が減りました。
移植性はここでの静かな強みです。研究ノートブック、巨大な訓練クラスタ、本番サービスの間でモデルを動かせることは、「ここでは動くがあそこでは壊れる」というコストを減らします。
たとえ会社が何もオープンソースにしなくても、「オープンツーリング」的な考え方は有益です：明確なAPI、共有慣例、互換性保証、初心者を想定したドキュメント。標準化はオンボーディングを改善し、デバッグを予測可能にするため速度を上げます。
誰が何を“発明した”かを大袈裟に主張するのは簡単です。移転可能な教訓は斬新さではなく影響です：いくつかのコア抽象を選び、広く使えるようにし、標準経路を使いやすくすることに投資すること。
深層学習は単に「サーバを増やす」ことを要求したわけではありません。異なる種類の計算機を求めました。モデルサイズとデータセットが大きくなるにつれて、汎用CPUはボトルネックになりました—柔軟性は高いものの、ニューラルネットに必要な密な線形代数には非効率です。
GPUは多数並列チップがモデル訓練をCPUより低コストで大幅に速くできることを示しました。より大きな変化は文化的なもので、訓練が「実験して待つもの」から「エンジニアリング対象」になったことです（メモリ帯域、バッチサイズ、並列戦略を考えるようになった）。
TPUは共通のML演算に最適化した専用ハードをさらに進めたものです。結果は速度だけでなく予測可能性でした。訓練時間が数週間から数日（あるいは数時間）に短縮されると反復ループが締まり、研究が本番に近い形になります。
専用ハードはソフトウェアスタックがそれを使い切れないと意味がありません。だからコンパイラやカーネル、スケジューリングが重要になります：
要するに：モデル、ランタイム、チップは単一の性能物語です。
大規模では問題は「ワット当たりのスループット」と「アクセラレータ時間当たりの利用率」になります。チームはジョブを適切にサイズし、ワークロードを詰め、品質要件を満たす精度や並列設定を選ぶようになります。
アクセラレータフリートの運用は容量計画や信頼性工学も要求します：希少デバイスの管理、プリエンプション処理、故障監視、そして訓練を単に最初からやり直すのではなく優雅に回復させる設計が必要です。
ジェフ・ディーンの影響は速いコードを書くことだけではなく、システムが一人の人間では完全に理解できないほど大きくなったときにチームがどう意思決定するかを形作ることにもありました。
大規模ではアーキテクチャは単一の図で決まるのではなく、設計レビューや日常の選択に現れる原則に導かれます。リーダーがある種のトレードオフ（機知に富んだ工夫より単純さを、皆が所有するより明確な責任を、短期の速度より信頼性を）を一貫して評価すれば、組織全体のデフォルトアーキテクチャが静かに決まります。
強いレビュー文化もその一部です。罰するためのレビューではなく、予測可能な問いを投げかけるレビューです：
これらの問いが日常化すれば、運用しやすく進化しやすいシステムが作られます。
リーダーシップの繰り返し現れる動きは「他人の時間を最も貴重な資源と扱う」ことです。「他人を楽にする」というマントラは個人の生産性を組織のスループットに変えます：良いデフォルト、安全なAPI、明確なエラーメッセージ、隠れた依存を減らす設計。
これが社内でプラットフォームが勝つ理由です。本当にスムーズな舗装路があれば、強制しなくても採用されます。
設計ドキュメントと明確なインターフェースは官僚主義ではありません。チームや時間を超えて意図を伝える手段です。良いドキュメントは建設的な議論を促し（「どの仮定が間違っているか？」）、手戻りを減らします。良いインターフェースは複数チームが平行して出荷できる境界を描きます。
始める簡単な方法が欲しければ、軽量なテンプレートを標準化してプロジェクト間で一貫させてください（参照 /blog/design-doc-template）。
人をスケールするとは、技術的トリビアではなく判断力を採ることであり、運用成熟度を育てることです：プレッシャー下でのデバッグ、システムを安全に簡素化する方法、リスクを伝える方法。目標は重要インフラを穏やかに運用できるチームを作ることです—穏やかなチームは取り返しのつかないミスを減らします。
ジェフ・ディーンの話はしばしば「10倍エンジニア」というヒーローナラティブに簡略化されます：一人が皆より速くタイピングして単独でスケールを作った、という像です。それは有益な部分ではありません。
移転可能な教訓は生産量そのものではなくレバレッジです。最も価値がある仕事は他のエンジニアを速くし、システムを安全にするような仕事です：明確なインターフェース、共有ツール、落とし穴の少ないデザイン、長く保守できる設計。
伝説的生産性の裏には、システムに対する深い習熟、優先順位付けの規律、将来の作業を減らす変更へのバイアスといった隠れた乗数効果があることを人は見落としがちです。
スケールするチームに繰り返し現れる習慣がいくつかあります：
これらの習慣はGoogle規模のインフラを要しませんが、一貫性を要求します。
ヒーロー話は物事がうまく行った本当の理由を隠すことがあります：綿密な実験、強いレビュー文化、故障を前提にした設計などです。「誰が作ったか？」と問う代わりに次を問ってください：
カスタムハードや惑星規模データは必要ありません。高いレバレッジの制約を一つ選び、そこに投資して下さい：遅い訓練、もろいパイプライン、面倒なデプロイなど。小さなプラットフォーム改善（標準ジョブテンプレート、共有メトリクスパネル、軽量な“ゴールデンパス”）が大きな効果を生みます。
内部ツール構築が遅いとチームは作業を避け手運用が定着するので、周辺の製品・プラットフォーム面を迅速に出せるツール（Koder.aiなど）で運用コンソールやデータレビューワークフローを短時間で実装できると強力です。
ジェフ・ディーンの仕事は思い出させてくれます：「AIをスケールする」とは主に再現可能な工学を作ることです：ワンオフのモデル勝利を、データ、訓練、評価、デプロイの信頼できる工場に変えること。
将来のすべてのプロジェクトを掛け算的に伸ばす退屈な部分から始めてください：
大抵のスケール失敗は「もっとGPUが必要だ」という話ではありません。一般的な障害は：
データ品質負債：ラベルが変化し定義がズレ、欠損が増える。直すには所有権とSLAが必要でヒーロー頼みではない
評価の穴：オフラインの単一指標に頼って本番で驚く。地域、デバイス、顧客セグメントごとのスライス評価と閾値を導入する
デプロイのずれ：訓練と提供で異なる特徴計算を使う。共有特徴コード、エンドツーエンドテスト、再現ビルドで解決
調整コストを減らすインフラとワークフロースタンダードを選んでください：ワンオフのパイプラインを減らし、データに対する隠れた仮定を減らし、昇格ルールを明確にする。これらの選択は複利的に効き、次々と作るモデルはより安く、安全に、速く出荷できるようになります。
「スケールするAI」は、現実の制約下で機械学習を再現可能かつ信頼できる形にすることを意味します：
単一モデルのチューニングよりも、むしろ組み立てラインを作る作業に近いです。
多くのMLアイデアは、巨大なデータとトラフィック上で信頼して繰り返し動かせて、コストが合うようになって初めて価値を発揮します。
中間層（ミドルレイヤー）での影響が大きい点：
フリート規模では失敗は例外ではなく常態です。典型的に最初に破綻するのは：
再試行、チェックポイント、バックプレッシャーなど回復を設計することが、単一マシンのピーク性能より重要なことが多いです。
MapReduceは大規模バッチ処理を標準化して生き残るものにしました：
Spark/Flink/BeamやクラウドETLは機能面で進化していますが、並列化と再試行をデフォルトにするという教訓は今でも有効です。
Bigtableは高スループットと予測可能な遅延を目的としたワイドカラム型ストアです。主な点：
MLでは、予測可能なデータアクセスがあって初めて訓練や実験の再現性とスケジュールが成り立ちます。
ストレージ設計はチームが生成する特徴や再現性に深く影響します：
要するに、安定したストレージがあるかどうかでMLがプロダクトになるか恒常的な火消しになるかが決まります。
分散トレーニングはデータ並列処理より難しいことが多いです。理由は訓練が状態を持ち逐次的だからです：
実務的にはエンドツーエンドの時間を計測し、まずトポロジを単純化してから本当のボトルネックに合わせて最適化するのが良いアプローチです。
共有MLプラットフォームは“ヒーローワークフロー”を舗装された道に変えます：
これにより重複開発が減り、チーム間で結果を比較できるようになり、単一のモデル改善よりも反復速度を高める効果が大きくなります。
TensorFlowからの主な教訓は「標準化が協調コストを下げる」ということです：
外部へ公開するかどうかにかかわらず、小さく安定した抽象を選び、よく文書化して標準経路を使いやすくすることが重要です。
小さなチームでも以下のようにスケール原則を適用できます：
インフラのUIが遅いと誰も作らないまま手運用が恒常化するので、Koder.aiのようなツールで管理コンソールやレビュー用アプリを迅速に作れると助けになることがあります。