技術(shù)
導(dǎo)讀:邊緣計(jì)算是數(shù)字世界的計(jì)算架構(gòu)不斷演變過程中的必然
隨著5G大規(guī)模商用,云計(jì)算與人工智能技術(shù)突飛猛進(jìn),邊緣計(jì)算也迎來快速發(fā)展的新機(jī)遇。從歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(ETSI)成立移動(dòng)邊緣計(jì)算規(guī)范工作組算起,邊緣計(jì)算已走過6年發(fā)展歷程,從概念出現(xiàn)到形成產(chǎn)業(yè)共識(shí),再到落地應(yīng)用,邊緣計(jì)算經(jīng)歷了飛速發(fā)展的6年。在產(chǎn)業(yè)界的共同推動(dòng)下,邊緣計(jì)算不再“邊緣”,開始快步邁向IT產(chǎn)業(yè)發(fā)展的舞臺(tái)中心。市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)IDC數(shù)據(jù)顯示,未來超過50%的數(shù)據(jù)需要在邊緣側(cè)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析、計(jì)算,到2024年全球邊緣計(jì)算市場(chǎng)將達(dá)到2506億美元。
中國(guó)科學(xué)院院士姚建銓表示,邊緣計(jì)算是數(shù)字世界的計(jì)算架構(gòu)不斷演變過程中的必然,這和生物進(jìn)化過程中的單細(xì)胞生命體到多細(xì)胞聯(lián)合體,再到復(fù)雜生命體的演化過程如出一轍。云邊端協(xié)同的計(jì)算架構(gòu)仿佛人的大腦、脊髓,以及周圍神經(jīng)系統(tǒng)的架構(gòu)一樣,有著相似的規(guī)律。
邊云協(xié)同進(jìn)入2.0時(shí)代
作為新興技術(shù)趨勢(shì)的佼佼者,邊緣計(jì)算正在成為促進(jìn)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要抓手。當(dāng)前,邊緣計(jì)算已經(jīng)從1.0進(jìn)入2.0階段,邊緣智能尤其是“邊云協(xié)同”成為邊緣計(jì)算未來創(chuàng)新能力構(gòu)建的主要方向。
所謂邊緣計(jì)算2.0,ECC將其定義為:包括云邊緣、邊緣云和云化網(wǎng)關(guān)三類落地形態(tài);以“邊云協(xié)同”和“邊緣智能”為核心能力發(fā)展方向;軟件平臺(tái)需要考慮導(dǎo)入云理念、云架構(gòu)、云技術(shù),提供端到端實(shí)時(shí)、協(xié)同式智能、可信賴、可動(dòng)態(tài)重置等能力;硬件平臺(tái)需要考慮異構(gòu)計(jì)算能力,如ARM、X86、GPU、NPU、FPGA等。
據(jù)IDC預(yù)測(cè),未來超過50%的數(shù)據(jù)需要在邊緣側(cè)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析、計(jì)算;Forrester則預(yù)測(cè),未來公有云市場(chǎng)的增長(zhǎng)率會(huì)放緩,從2018年42%的高點(diǎn)逐漸下降到2022年的24%,取而代之的將是邊緣計(jì)算的爆炸式增長(zhǎng),至2021年,邊緣計(jì)算將成為真正的價(jià)值創(chuàng)造者。
聚焦國(guó)內(nèi),2020年中國(guó)邊緣計(jì)算市場(chǎng)規(guī)模達(dá)185億,最近幾年的年YOY都在55%以上。TO B和TO C都是邊緣計(jì)算可以顯著賦能的領(lǐng)域。其中既有能源互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)端應(yīng)用,也有AR/VR/高清視頻、無人駕駛、智慧門店、醫(yī)療保健等與日常生活更近的場(chǎng)景。
伴隨邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展逐步從產(chǎn)業(yè)共識(shí)走向落地實(shí)踐,邊緣計(jì)算的主要落地形態(tài)、技術(shù)能力發(fā)展方向、軟硬件平臺(tái)的關(guān)鍵能力等問題逐漸成為產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注焦點(diǎn),邊緣計(jì)算2.0應(yīng)運(yùn)而生。邊緣計(jì)算2.0時(shí)代,邊緣計(jì)算主要包括云邊緣、邊緣云和邊緣網(wǎng)關(guān)三類落地形態(tài),以“邊云協(xié)同”和“邊緣智能”為核心能力發(fā)展方向。
在邊緣計(jì)算2.0時(shí)代,邊緣計(jì)算與云計(jì)算的關(guān)系引發(fā)爭(zhēng)議,兩者究竟是替代關(guān)系還是互補(bǔ)呢?事實(shí)上,邊緣計(jì)算與云計(jì)算各有所長(zhǎng),云計(jì)算擅長(zhǎng)全局性、非實(shí)時(shí)、長(zhǎng)周期的大數(shù)據(jù)處理與分析,能夠在長(zhǎng)周期維護(hù)、業(yè)務(wù)決策支撐等領(lǐng)域發(fā)揮優(yōu)勢(shì);邊緣計(jì)算更適用局部性、實(shí)時(shí)、短周期數(shù)據(jù)的處理與分析,能更好地支撐本地業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)智能化決策與執(zhí)行。因此邊緣計(jì)算與云計(jì)算之間不是替代關(guān)系,而是互補(bǔ)協(xié)同關(guān)系。
邊緣計(jì)算互補(bǔ)云計(jì)算
邊緣計(jì)算是算力和服務(wù)下沉的重要手段,是距離用戶終端最近的信息技術(shù)服務(wù)環(huán)境和計(jì)算能力,它用以減少時(shí)延、提升網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)效率、提高業(yè)務(wù)分發(fā)傳送能力、優(yōu)化用戶體驗(yàn)。在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè),融合網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用核心能力的分布式開放平臺(tái),就近提供邊緣智能服務(wù),滿足行業(yè)數(shù)字化在敏捷連接、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能、安全與隱私保護(hù)等方面的關(guān)鍵需求。由于邊緣計(jì)算是云計(jì)算的延伸,所以很多用于云計(jì)算的技術(shù),也可以適用于邊緣計(jì)算,邊緣計(jì)算可以彌補(bǔ)云計(jì)算在架構(gòu)上的諸多不足,主要體現(xiàn)在四個(gè)方面。
第一,算力。線性增長(zhǎng)的集中式云計(jì)算能力無法匹配爆炸式增長(zhǎng)的海量邊緣數(shù)據(jù)。第二,帶寬。傳輸帶寬負(fù)載急劇增加造成較長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)延遲,難以滿足控制類數(shù)據(jù)及實(shí)時(shí)/準(zhǔn)實(shí)時(shí)流式數(shù)據(jù)傳輸需求。第三,安全。云計(jì)算的安全與應(yīng)用軟件、平臺(tái)、操作系統(tǒng)、多段網(wǎng)絡(luò)、權(quán)限管理等多方面因素有關(guān),邊緣數(shù)據(jù)的安全隱私受到極大關(guān)注。邊緣計(jì)算的產(chǎn)生有助于隔離邊緣應(yīng)用和云端的系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)。第四,能耗。邊緣設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)到云平臺(tái)消耗較大電能,從云平臺(tái)獲取數(shù)據(jù)到設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)也需要二次消耗遠(yuǎn)程傳輸電能。邊緣計(jì)算有利于降低傳輸帶來的能耗損失。
邊緣計(jì)算與云計(jì)算并非替代關(guān)系,而是協(xié)作配合,形成云計(jì)算、邊緣計(jì)算協(xié)同作戰(zhàn)的云邊一體解決方案,最終實(shí)現(xiàn)以云計(jì)算中心、邊緣設(shè)備節(jié)點(diǎn)、傳感器網(wǎng)關(guān)、傳感器為核心組件的“云-邊-端”云邊一體應(yīng)用部署體系。
邊緣計(jì)算也有不同于云計(jì)算的特點(diǎn),就是邊緣智能,通過邊緣側(cè)的專用芯片、硬件、操作系統(tǒng),以及邊緣智能技術(shù),充分利用邊緣側(cè)資源異構(gòu)、實(shí)時(shí)響應(yīng)等特點(diǎn),滿足各類應(yīng)用場(chǎng)景敏捷聯(lián)接、實(shí)時(shí)可靠、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能等方面的需求。
邊緣計(jì)算或?qū)⒃杏?dú)角獸企業(yè)
目前,邊緣計(jì)算已成功應(yīng)用在運(yùn)營(yíng)商、工業(yè)制造、電力能源、智能交通、智慧城市、數(shù)字文娛6大價(jià)值行業(yè)。隨著邊緣計(jì)算2.0階段的到來,無論是運(yùn)營(yíng)商還是科技企業(yè)、機(jī)構(gòu),都在萬億邊緣市場(chǎng)覓得了相應(yīng)的機(jī)會(huì)。
目前云計(jì)算市場(chǎng)已經(jīng)高度壟斷,少數(shù)幾家大型云計(jì)算企業(yè)成為了頭部企業(yè),占領(lǐng)了絕大多數(shù)市場(chǎng)份額,小的云企業(yè)生存空間會(huì)越來越小。在邊云協(xié)同趨勢(shì)下,未來的邊緣計(jì)算,是不是也將如此,成為巨頭的饕餮之宴?是否還有新興企業(yè)的成長(zhǎng)空間?
IDC中國(guó)服務(wù)器市場(chǎng)研究經(jīng)理索引認(rèn)為:“邊緣計(jì)算市場(chǎng)最終仍需落地于企業(yè)的業(yè)務(wù)需求和邊緣生態(tài)的商業(yè)模式。目前,越來越多的企業(yè)正向混合型業(yè)務(wù)模式轉(zhuǎn)變,這種轉(zhuǎn)變將增加企業(yè)對(duì)于靈活、地理分散的基礎(chǔ)架構(gòu)的需求。隨著物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備數(shù)量的激增,以及日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性和安全性需求,在很多行業(yè)的應(yīng)用場(chǎng)景,邊緣計(jì)算將成為剛需,例如,智慧交通的道路管理和自動(dòng)駕駛、智能制造的質(zhì)量檢測(cè)和設(shè)備監(jiān)控、智慧醫(yī)療的疾病監(jiān)控和輔助診斷等。
“在邊緣計(jì)算領(lǐng)域,一定會(huì)產(chǎn)生獨(dú)角獸企業(yè),這是毫無疑問的。”ECC需求與總體組主席黃還青認(rèn)為,“之所以這么說,一方面我們看到邊緣計(jì)算的市場(chǎng)空間足夠大,有咨詢公司認(rèn)為未來5年邊緣計(jì)算市場(chǎng)空間將高達(dá)5000億美元;另一方面,我們可以參照云服務(wù)的發(fā)展歷程,從云概念的產(chǎn)生到真正產(chǎn)業(yè)化,再到最后出現(xiàn)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生巨大影響的服務(wù)模式、商業(yè)模式,整個(gè)經(jīng)歷了15年左右的時(shí)間??陀^來說,圍繞云產(chǎn)生的大獨(dú)角獸公司,或者說是取得商業(yè)成功的公司也就是過去5年的事情。而邊緣計(jì)算真正興起,是從2015年、2016年開始的,放在邊緣計(jì)算的發(fā)展周期看,現(xiàn)在還處于部分行業(yè)、部分場(chǎng)景產(chǎn)業(yè)實(shí)踐的階段,但有了云計(jì)算的規(guī)模應(yīng)用一定程度也為邊緣計(jì)算的發(fā)展奠定了良好的技術(shù)、生態(tài)、模式基礎(chǔ),從而邊緣計(jì)算走向規(guī)模化的速度要比云計(jì)算走向規(guī)?;乃俣瓤臁nA(yù)計(jì)未來2~3年,圍繞邊緣計(jì)算的技術(shù)體系將越來越完善,并支撐邊緣計(jì)算規(guī)?;瘧?yīng)用?!?/p>
ECC邊云協(xié)同2.0產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目經(jīng)理阮斌鋒說,從邊緣計(jì)算的幾個(gè)層面來看,新興企業(yè)要想做大到平臺(tái)層是比較困難的,但邊緣計(jì)算的應(yīng)用層,覆蓋的場(chǎng)景非常多,其中會(huì)有大量的機(jī)會(huì)涌現(xiàn)。
為什么邊緣計(jì)算很重要?對(duì)于許多公司而言,僅節(jié)省成本就可以成為部署邊緣計(jì)算架構(gòu)的推動(dòng)力。在其許多應(yīng)用程序中都采用云技術(shù)的公司可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn),帶寬成本比預(yù)期的要高。
三大陣營(yíng)正在推動(dòng)邊緣計(jì)算發(fā)展,包括IT互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)(云計(jì)算服務(wù)商、CDN廠商等)、OT工業(yè)企業(yè)、CT基礎(chǔ)電信企業(yè)(通信運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備商),“5G+MEC”和“云衍生的邊緣計(jì)算”這兩種技術(shù)路線正在加速競(jìng)合。運(yùn)營(yíng)商居于MEC產(chǎn)業(yè)鏈上最核心的位置,針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景部署MEC網(wǎng)絡(luò),提供MEC基礎(chǔ)服務(wù),并在整合合作伙伴或創(chuàng)業(yè)公司產(chǎn)品的過程中扮演集成商的角色。
可以預(yù)計(jì),2021年是邊緣計(jì)算發(fā)展的拐點(diǎn),在2021—2023年開始大規(guī)模進(jìn)行商用化部署,2023年以后邊緣計(jì)算或真正進(jìn)入規(guī)模商用階段。邊緣計(jì)算發(fā)展所面臨網(wǎng)強(qiáng)云弱、路徑選擇、平臺(tái)聚合、運(yùn)營(yíng)打通、服務(wù)轉(zhuǎn)型等挑戰(zhàn)亦會(huì)逐步待解。