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云霧之后,邊緣計算已來

2018-01-03 19:13 科技日報

導(dǎo)讀:大數(shù)據(jù)時代,越來越多的數(shù)據(jù)被傳至云端進(jìn)行存儲計算,再返回到終端顯示結(jié)果。這一過程不僅增加了云端壓力,還會造成干路數(shù)據(jù)堵塞,影響數(shù)據(jù)處理和反饋的時間。

  在各種“計算”層出不窮的時代,又一“網(wǎng)紅計算”橫空出世。在剛剛過去的第四屆世界互聯(lián)網(wǎng)大會上,它備受關(guān)注,被捧為“技術(shù)明珠”。它,就是邊緣計算。

邊緣計算

  邊緣計算是什么

  “邊緣計算是指在數(shù)據(jù)源的邊緣地帶完成的運算程序?!?017年12月29日,天津大學(xué)計算機學(xué)院教授王曉飛接受了科技日報記者的采訪,他的研究領(lǐng)域正是邊緣計算和存儲。他介紹說,邊緣計算是一種分散式運算架構(gòu),將應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)資料與服務(wù)的運算,由網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點移送到網(wǎng)絡(luò)邏輯上的“邊緣節(jié)點”進(jìn)行處理。

  大數(shù)據(jù)時代,越來越多的數(shù)據(jù)被傳至云端進(jìn)行存儲計算,再返回到終端顯示結(jié)果。這一過程不僅增加了云端壓力,還會造成干路數(shù)據(jù)堵塞,影響數(shù)據(jù)處理和反饋的時間。

  為解決上述問題,霧計算應(yīng)運而生。霧計算的原理與云計算一樣,都是把數(shù)據(jù)上傳到遠(yuǎn)程中心進(jìn)行分析、存儲和處理。但相比云計算要把所有數(shù)據(jù)集中運輸?shù)酵粋€中心,霧計算的模式是設(shè)置多個中心節(jié)點,即所謂“霧節(jié)點”處理數(shù)據(jù)。

  霧計算出現(xiàn)后,一種更激進(jìn)的想法隨之產(chǎn)生:既然數(shù)據(jù)送到云端是送,送到分散的數(shù)據(jù)中心也是送,那為何不干脆在距離終端最近的地方完成數(shù)據(jù)存儲和計算?于是就有了邊緣計算。

  王曉飛給科技日報記者打了個比方:“云計算是把所有東西都往‘云’里送,霧計算則是把數(shù)據(jù)往身邊‘霧氣’里送,這種邏輯被稱為‘分散式云計算’,而邊緣計算干脆把數(shù)據(jù)直接送到手心里。”

  搭上物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的快車

  數(shù)據(jù)是人工智能發(fā)展的基礎(chǔ),即使強大如“阿爾法狗”,沒有大量的數(shù)據(jù)訓(xùn)練做加持,它也不可能成功。如今,互聯(lián)網(wǎng)每天所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量已超出想象。據(jù)思科VNI報告預(yù)測,到2020年,一個互聯(lián)網(wǎng)用戶平均每天約產(chǎn)生1.5GB數(shù)據(jù)量。在萬物互聯(lián)時代,數(shù)據(jù)將更多來自邊緣側(cè)不計其數(shù)的傳感器和終端設(shè)備,傳統(tǒng)的計算系統(tǒng)并不能有效利用這些數(shù)據(jù)。為滿足新的數(shù)據(jù)處理需求,邊緣計算被推到了舞臺中央。

  而邊緣計算的“躥紅”,離不來其幕后推手——物聯(lián)網(wǎng)。

  在王曉飛等業(yè)內(nèi)專家看來,相較云計算和霧計算,邊緣計算更聚焦于實時、短周期數(shù)據(jù)分析。由于靠近數(shù)據(jù)源,邊緣計算能在本地網(wǎng)絡(luò)中完成運算,操作數(shù)據(jù)不用上傳至云端,大幅提升了數(shù)據(jù)處理速度并降低帶寬成本,因此可以很好地支撐物聯(lián)網(wǎng)運行。

  “雖然邊緣計算日漸受到重視,但它不會從根本上代替云計算,二者互為補充。因為,邊緣計算所處理的數(shù)據(jù)只是局部數(shù)據(jù),要想全面了解數(shù)據(jù)還需要云計算在后端進(jìn)行綜合處理?!蓖鯐燥w說。

  短期內(nèi)難現(xiàn)爆發(fā)式發(fā)展

  目前,智慧城市照明系統(tǒng)是邊緣計算常見的應(yīng)用場景。例如,將城市照明路燈統(tǒng)一接入物聯(lián)網(wǎng)絡(luò),管理者可實現(xiàn)可視化管理以及預(yù)測性維護(hù)。在深夜車流較少時,可調(diào)低路燈亮度、間隔開燈;在光照條件不好的陰雨天,可根據(jù)外界情況及時調(diào)節(jié)亮度……

  邊緣計算也悄然來到我們身邊。“高檔社區(qū)和辦公場所的刷臉門禁,也是生活中邊緣計算最常見應(yīng)用。”王曉飛介紹說,門禁系統(tǒng)需要快速識別攝像頭前的人像,以便迅速給出開門與否的指令。如不使用邊緣計算,最簡單的方式是前端攝像機捕捉到視頻信息,然后把數(shù)據(jù)以流媒體方式壓縮后傳輸?shù)胶蠖?,獲得運算結(jié)果后再返回前端。這種信息傳輸方式不僅加大了網(wǎng)絡(luò)帶寬和后端存儲的壓力,也耗費了大量時間。

  不過,倘若如此,恐怕客人早就等不急了。這時邊緣計算就派上了用場。它能快速識別人像、給出指令,最后只需把計算結(jié)果傳送到遠(yuǎn)程服務(wù)器即可?!八捻憫?yīng)速度是毫秒級的,而且操作方便?!蓖鯐燥w說。

  邊緣計算的前景似乎一片大好,但許多技術(shù)問題還有待解決?!岸唐趦?nèi)邊緣計算難以呈現(xiàn)爆發(fā)式發(fā)展,還有很長的路要走。”王曉飛說,邊緣計算作為一種顆粒式的數(shù)據(jù)處理服務(wù),目前面臨兩大技術(shù)瓶頸。一方面,邊緣計算難以兼容異構(gòu)。這導(dǎo)致真正具備邊緣計算能力的家居設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)非常少。另一個是芯片技術(shù)?!拔磥?,目前云端的數(shù)據(jù)運算工作將轉(zhuǎn)移至前端,由前端直接進(jìn)行處理。這就需要前端具備強大的數(shù)據(jù)處理能力,需要相應(yīng)的芯片技術(shù)作為支撐。因此,芯片技術(shù)的發(fā)展將直接影響著邊緣計算的應(yīng)用?!彼f。