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為什么未來(lái)單憑云計(jì)算不行?邊緣智能強(qiáng)勢(shì)入局

2018-10-17 10:59 物聯(lián)網(wǎng)智庫(kù)

導(dǎo)讀:越多的數(shù)據(jù)需要上傳到云端進(jìn)行處理,給云計(jì)算帶來(lái)了更多的工作負(fù)載。同時(shí),由于越來(lái)越多的應(yīng)用需要更快的反應(yīng)速度,邊緣智能應(yīng)運(yùn)而生。雖然各公司對(duì)邊緣計(jì)算的定義也有著不同的表述,但都大同小異。

越多的數(shù)據(jù)需要上傳到云端進(jìn)行處理,給云計(jì)算帶來(lái)了更多的工作負(fù)載。同時(shí),由于越來(lái)越多的應(yīng)用需要更快的反應(yīng)速度,邊緣智能應(yīng)運(yùn)而生。雖然各公司對(duì)邊緣計(jì)算的定義也有著不同的表述,但都大同小異。

歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ETSI)對(duì)邊緣計(jì)算的定義是:多接入邊緣計(jì)算是在靠近人、物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè),通過(guò)融合了網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用等核心能力的開(kāi)放平臺(tái),就近提供邊緣智能服務(wù),來(lái)滿足行業(yè)數(shù)字化在敏捷聯(lián)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。電信領(lǐng)域也提出了移動(dòng)邊緣計(jì)算(MEC)的概念,這里的邊緣指的是骨干網(wǎng)絡(luò)的邊緣,如基站等。

我們可以把邊緣計(jì)算的特點(diǎn)歸納為以下幾個(gè)方面:

(1) 數(shù)據(jù)處理實(shí)時(shí)性

邊緣計(jì)算整合了數(shù)據(jù)采集、處理、執(zhí)行三大能力,避免了數(shù)據(jù)上傳下達(dá)所產(chǎn)生的時(shí)延弊端,提升了本地物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的處理能力和響應(yīng)速度。

(2) 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)可靠性

基于安全的數(shù)據(jù)才會(huì)有可靠的業(yè)務(wù),邊緣計(jì)算本身不把數(shù)據(jù)傳向云端,在廣域網(wǎng)發(fā)生故障的情況下,也能夠?qū)崿F(xiàn)局域范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)服務(wù),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)本地業(yè)務(wù)的可靠運(yùn)行。

(3) 應(yīng)用開(kāi)發(fā)多樣化

我們知道,未來(lái)會(huì)有一半以上的數(shù)據(jù)在其源頭進(jìn)行處理,也會(huì)有諸如工業(yè)制造、智能汽車、智能家居等多樣的應(yīng)用場(chǎng)景。用戶可以根據(jù)自己的業(yè)務(wù)需求自定義物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,這就好比我們?cè)诎惭boffice過(guò)程中會(huì)有多種的安裝選項(xiàng)。

應(yīng)用特征產(chǎn)生的場(chǎng)景

萬(wàn)物互聯(lián)會(huì)產(chǎn)生多樣化、差異化的應(yīng)用,不少應(yīng)用本身具備的特征直接決定了需要采用邊緣智能的方式。而邊緣計(jì)算非常擅長(zhǎng)解決易構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)資源受限、端到端低時(shí)延等問(wèn)題。

(1) 專網(wǎng)類業(yè)務(wù)場(chǎng)景

大量行業(yè)、企業(yè)因?yàn)闃I(yè)務(wù)特殊性、數(shù)據(jù)保密等原因,采用專網(wǎng)方案,主要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在其專用網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行計(jì)算處理,不使用公共網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。如政務(wù)、公安、民航、鐵路、交通、工業(yè)和家庭視頻設(shè)備等大量行業(yè)都采用物理隔離來(lái)保證數(shù)據(jù)安全。

(2)營(yíng)銷提升業(yè)務(wù)場(chǎng)景

邊緣智能可以更為快速地對(duì)終端側(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行用戶畫(huà)像刻畫(huà),提升營(yíng)銷效果。一些專門(mén)業(yè)務(wù)的體驗(yàn)廳、營(yíng)業(yè)廳等場(chǎng)所,在邊緣智能助力下給潛在用戶帶來(lái)耳目一新的體驗(yàn)。

(3) 體驗(yàn)提升的場(chǎng)景

體驗(yàn)提升場(chǎng)景是用戶采用邊緣智能方案最主要的考慮之一。在大量場(chǎng)合中,邊緣智能的采用會(huì)讓整體業(yè)務(wù)體驗(yàn)提升到新的高度。物聯(lián)網(wǎng)各類碎片化場(chǎng)景中,新業(yè)務(wù)的層出不窮也讓基于互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的邊緣智能系統(tǒng)無(wú)法完全承載起來(lái),如VR/AR,將相應(yīng)服務(wù)器部署在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè),能有效分擔(dān)VR/AR圖像識(shí)別運(yùn)算壓力,及時(shí)給終端反饋,增強(qiáng)用戶體驗(yàn)。

邊緣智能產(chǎn)業(yè)生態(tài)主要組成部分

從傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈角度看,邊緣智能產(chǎn)品、技術(shù)、平臺(tái)和方案部署在終端和網(wǎng)絡(luò)回傳設(shè)備之間,與邊緣智能相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈只是位于這之間各種軟硬件企業(yè);不過(guò),從物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)視角看,邊緣智能作為物聯(lián)網(wǎng)的匯聚和控制節(jié)點(diǎn),其涉及到的產(chǎn)業(yè)生態(tài)不僅僅只是產(chǎn)業(yè)鏈這一小段,而應(yīng)擴(kuò)展到對(duì)物聯(lián)網(wǎng)端到端解決方案形成影響的部分,涵蓋了硬件、軟件、設(shè)備、運(yùn)營(yíng)商、內(nèi)容提供者、應(yīng)用開(kāi)發(fā)者等各個(gè)環(huán)節(jié)。以物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的視角,從這些參與者的角色分布來(lái)看,抽象出邊緣智能產(chǎn)業(yè)生態(tài)框架。

(1)邊緣載體供應(yīng)商

包括相關(guān)硬件和軟件供應(yīng)商,這一環(huán)節(jié)所有參與企業(yè)的成果是形成邊緣智能軟硬件平臺(tái),這一平臺(tái)級(jí)的產(chǎn)品成為中下游邊緣智能業(yè)務(wù)開(kāi)展的承載載體,因此成為邊緣載體供應(yīng)商。包括但不限于邊緣智能硬件基礎(chǔ)設(shè)施、邊緣數(shù)據(jù)中心、計(jì)算能力、電信級(jí)能力等方面的供應(yīng)商,大致可以分為硬件設(shè)備商和軟件供應(yīng)商兩類。

(2)業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商

將邊緣智能基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)作為其核心產(chǎn)品,為各類集成商、內(nèi)容供應(yīng)商、服務(wù)開(kāi)發(fā)商提供快速部署應(yīng)用和服務(wù)的支撐,收取相應(yīng)的功能和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。

(3)服務(wù)提供商

服務(wù)提供商主要直接為最終用戶提供基于邊緣智能的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。這一群體借助邊緣智能基礎(chǔ)設(shè)施載體,以及運(yùn)營(yíng)商提供的各類開(kāi)發(fā)接口,開(kāi)發(fā)用戶直接可采用的個(gè)性化應(yīng)用方案。服務(wù)供應(yīng)商包括業(yè)務(wù)集成商和應(yīng)用開(kāi)發(fā)商兩類。

(4)最終用戶

邊緣智能載體、運(yùn)營(yíng)商、服務(wù)商面對(duì)的最終用戶就是各類物聯(lián)網(wǎng)用戶,既有個(gè)人、家庭的消費(fèi)物聯(lián)網(wǎng)用戶,也有國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)有轉(zhuǎn)型升級(jí)需求的產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)用戶,這些用戶分布非常廣泛,需求碎片化普遍,正好適合基于分布式架構(gòu)的邊緣智能為其提供服務(wù)。

(5)產(chǎn)業(yè)服務(wù)機(jī)構(gòu)

為支撐邊緣智能生產(chǎn)流程的有效進(jìn)行,各類科研機(jī)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)化組織和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等第三方機(jī)構(gòu)紛紛針對(duì)邊緣智能設(shè)立研究課題、推動(dòng)業(yè)界合作。

邊緣智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模

據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)IDC預(yù)測(cè),到2021年,全球云計(jì)算市場(chǎng)的規(guī)模將達(dá)到5650億美元,這其中約有20%為邊緣云,市場(chǎng)規(guī)??蛇_(dá)到1130億美元。

邊緣智能的產(chǎn)業(yè)規(guī)模隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不斷壯大。由于邊緣智能更多是物聯(lián)網(wǎng)整體解決方案的一部分,直接抽取專門(mén)針對(duì)邊緣智能的市場(chǎng)總量和收入并不容易,不過(guò)可以采取對(duì)比不同模式成本的方式,預(yù)計(jì)邊緣智能給產(chǎn)業(yè)帶來(lái)的較高的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)效應(yīng)。與云計(jì)算、邊緣計(jì)算相比,邊緣智能可以更進(jìn)一步的縮減數(shù)據(jù)處理的成本。大部分邊緣設(shè)備與云端相距很遠(yuǎn),當(dāng)邊緣與云端的距離減少到322公里的時(shí)候,數(shù)據(jù)處理成本將縮減30%,當(dāng)兩者的距離縮減到161公里的時(shí)候,數(shù)據(jù)處理成本將縮減60%,而當(dāng)邊緣具備人工智能分析能力的時(shí)候,這一數(shù)字還有進(jìn)一步縮減的空間。

邊緣智能主要商業(yè)模式

(1)最終用戶收入分成模式

向最終用戶直接收費(fèi)的商業(yè)模式適合于能為用戶提供標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品的方式,由于邊緣智能作為整體解決方案中的嵌入式模塊,很難提煉成標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品,不過(guò)在很多情況下由于能夠使能業(yè)務(wù)提供方一些具體場(chǎng)景,業(yè)務(wù)提供方對(duì)最終用戶收費(fèi),邊緣智能運(yùn)營(yíng)方對(duì)該收費(fèi)進(jìn)行分成。

以賽事直播為例,運(yùn)營(yíng)商為VR直播服務(wù)商提供邊緣智能平臺(tái)支持,用戶通過(guò)向服務(wù)商購(gòu)買VR直播門(mén)票獲得直播服務(wù),運(yùn)營(yíng)商由于提供直播所需網(wǎng)絡(luò)接入和邊緣智能平臺(tái),可以與服務(wù)商進(jìn)行共享收入分成。

(2)業(yè)務(wù)平臺(tái)功能費(fèi)模式

此類模式主要適合為集成商、應(yīng)用開(kāi)發(fā)商直接提供邊緣智能能力的情況,邊緣智能運(yùn)營(yíng)商不參與端到端解決方案的設(shè)計(jì),只是提供使能作用。作為邊緣智能運(yùn)營(yíng)商,包括電信運(yùn)營(yíng)商和云服務(wù)廠商,會(huì)面對(duì)大量toB類客戶,提供邊緣智能平臺(tái)的開(kāi)發(fā)接口,根據(jù)調(diào)用情況和使用量收費(fèi)。

(3)業(yè)務(wù)優(yōu)化提升模式

此類模式著眼于整體端到端解決方案中邊緣智能發(fā)揮的價(jià)值,適用于邊緣智能運(yùn)營(yíng)商也參與到物聯(lián)網(wǎng)方案設(shè)計(jì)的情景中。電信運(yùn)營(yíng)商、云服務(wù)廠商等邊緣智能運(yùn)營(yíng)商有時(shí)也承擔(dān)著物聯(lián)網(wǎng)集成商、解決方案商的角色,或者是和集成商深度合作,此時(shí)邊緣智能就是整體方案中有機(jī)組成部分,對(duì)物聯(lián)網(wǎng)解決方案的優(yōu)化帶來(lái)直接效果。

邊緣智能現(xiàn)有挑戰(zhàn)

邊緣計(jì)算雖然已提出多年,但還沒(méi)有形成大規(guī)模落地實(shí)施的態(tài)勢(shì),邊緣智能作為進(jìn)一步演進(jìn),還處于發(fā)展初級(jí)階段,需要突破多項(xiàng)挑戰(zhàn),并與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的規(guī)?;l(fā)展相伴而行。

(1)邊緣計(jì)算向邊緣智能演進(jìn)中的挑戰(zhàn)

邊緣智能更著眼于如何使能物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)場(chǎng)景的落地,并將人工智能應(yīng)用于邊緣計(jì)算中,在這一過(guò)程中需要克服多方面挑戰(zhàn)。

(2)碎片化向規(guī)?;l(fā)展的挑戰(zhàn)

物聯(lián)網(wǎng)的終端、傳感器處于海量的碎片化場(chǎng)景中,邊緣智能部署在這些設(shè)備數(shù)據(jù)源頭附近,同樣具有多樣化和分布式的特點(diǎn),面對(duì)的也是碎片化場(chǎng)景。解決產(chǎn)業(yè)碎片化向規(guī)模化發(fā)展就是產(chǎn)業(yè)面臨的一大挑戰(zhàn),如何利用邊緣設(shè)備的軟硬件解耦實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的通用性,而且邊緣設(shè)備需要增加哪些標(biāo)準(zhǔn)化功能也需要考慮,從而解決行業(yè)碎?片化問(wèn)題是業(yè)界重要研究方向。

(3)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同的挑戰(zhàn)

與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)類似,邊緣智能相關(guān)參與者需要開(kāi)放、合作來(lái)實(shí)現(xiàn)落地。由于邊緣智能平臺(tái)作為物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)源頭的首個(gè)入口和中樞,承上啟下的作用更加明顯,用戶和產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴對(duì)其技術(shù)、產(chǎn)品、安全性等方面的要求較高,給邊緣智能產(chǎn)業(yè)與產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)協(xié)同提出挑戰(zhàn)。產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同的挑戰(zhàn)中,安全和隱私保護(hù)的挑戰(zhàn)最為明顯。作為數(shù)據(jù)中樞,接觸的一手?jǐn)?shù)據(jù)量很大,數(shù)據(jù)泄露、隱私保護(hù)等工作需要和合作伙伴、客戶共同來(lái)實(shí)現(xiàn);另外,存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用等各環(huán)節(jié)需要端到端的安全防御。

(4)供給和需求匹配的挑戰(zhàn)

物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)典型的挑戰(zhàn)就是供需雙方之間存在一定斷層,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、產(chǎn)品、方案供應(yīng)商對(duì)下游用戶的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)流程理解不夠,下游用戶對(duì)智能化場(chǎng)景理解不足,使物聯(lián)網(wǎng)規(guī)模化落地推進(jìn)較慢。邊緣智能也具有類似的挑戰(zhàn),相關(guān)的各類技術(shù)不斷推陳出新,邊緣智能產(chǎn)業(yè)鏈上游企業(yè)作為供給方積極投入大量資源來(lái)布局,但相對(duì)來(lái)說(shuō),對(duì)用戶需求的理解并不深入。

邊緣智能未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前階段,邊緣智能主要是供給方推動(dòng)為主,不斷推出典型案例和示范應(yīng)用來(lái)教育下游各行業(yè);在技術(shù)進(jìn)步和市場(chǎng)教育充分的情況下,未來(lái)更多是需求方為主來(lái)推動(dòng)。下游各行業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)分流、實(shí)時(shí)可靠、用戶體驗(yàn)等方面的需求,直接驅(qū)動(dòng)邊緣智能上游企業(yè)的產(chǎn)出。

(1)標(biāo)準(zhǔn)化被業(yè)界認(rèn)可

邊緣智能參與者眾多,且異構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量龐雜,最終趨勢(shì)是在多個(gè)層面形成一些標(biāo)準(zhǔn),包括信息模型、設(shè)備管理、協(xié)議轉(zhuǎn)換、通信管理、安全防護(hù)等各方面。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化組織以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向,以企業(yè)為主體,強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的研究制定與應(yīng)用結(jié)合,對(duì)邊緣智能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行市場(chǎng)化推廣,形成市場(chǎng)上的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn),最終被產(chǎn)業(yè)鏈大部分企業(yè)所認(rèn)可。

(2)產(chǎn)學(xué)研用生態(tài)組織作用凸顯

目前,國(guó)內(nèi)外已有多個(gè)邊緣智能相關(guān)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟組織成立,且有效地開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)等工作,給聯(lián)盟參與企業(yè)帶來(lái)不少機(jī)遇。未來(lái)產(chǎn)、學(xué)、研、用各方參與的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟組織的作用更加凸顯,通過(guò)構(gòu)建這些組織,解決產(chǎn)業(yè)界共同關(guān)心的問(wèn)題,推廣示范應(yīng)用案例,提供開(kāi)放試驗(yàn)環(huán)境,加速邊緣智能的商業(yè)化落地進(jìn)程。

(3)邊緣智能與終端-通信-云端深度協(xié)同

作為物聯(lián)網(wǎng)方案中的組成部分,邊緣智能一定需要與終端、通信、云計(jì)算形成協(xié)同效應(yīng),做到各環(huán)節(jié)不存在短板,才能給下游用戶直接交付端到端的解決方邊緣智能白皮書(shū)60案。對(duì)于邊緣智能平臺(tái)提供者和運(yùn)營(yíng)者來(lái)說(shuō),對(duì)在“端-管-云”方面有廣泛的布局、有大量深度的合作伙伴,則是提升其邊緣智能的競(jìng)爭(zhēng)力的重要砝碼。

(4)端到端安全成為剛需

面對(duì)邊緣智能平臺(tái),攻擊路徑可以通過(guò)本地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)或者物理篡改進(jìn)行,由于邊緣智能平臺(tái)面對(duì)大量碎片化場(chǎng)景,安全保護(hù)的壓力巨大。根據(jù)360相關(guān)研究,邊緣智能需要進(jìn)行分層的安全應(yīng)對(duì),包括設(shè)備域、網(wǎng)絡(luò)域、數(shù)據(jù)域和應(yīng)用域提供針對(duì)性的應(yīng)對(duì)方案。在未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中,這種端到端的安全應(yīng)對(duì)方案成為邊緣智能落地中的剛需。

邊緣智能是邊緣計(jì)算發(fā)展的下一個(gè)階段,邊緣計(jì)算是打破云計(jì)算不足的一種手段,而邊緣智能則更注重與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的結(jié)合,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的落地與實(shí)現(xiàn)。與邊緣計(jì)算相比,邊緣智能除了擁有更高的安全性、更低的功耗、更短的時(shí)延、更高的可靠性、更低的帶寬需求以外,邊緣智能可以更大限度的利用數(shù)據(jù),讓數(shù)據(jù)變得更有價(jià)值。

我們可以看到從云計(jì)算、分布式計(jì)算,到邊緣計(jì)算,再到邊緣智能,計(jì)算方式正在從云計(jì)算落實(shí)到貼地計(jì)算,邊緣計(jì)算將輕量化的云計(jì)算與設(shè)備端結(jié)合,而邊緣智能則是將邊緣計(jì)算與用戶、業(yè)務(wù)結(jié)合,邊緣智能不是簡(jiǎn)單的把邊緣計(jì)算搭建起來(lái),更是對(duì)管道能力的整體提升,是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的使能者。