邊緣計算興起的主要原因是什么?

日前，Gartner將邊緣計算列為了2020年十大戰(zhàn)略技術(shù)。邊緣計算的信息處理以及內(nèi)容收集和傳遞被放置在離信息源更近的位置，其核心邏輯是保持流量本地化和分布式以減少延遲，使關(guān)鍵應(yīng)用和服務(wù)更加接近使用它們的人員和設(shè)備。到2023年，網(wǎng)絡(luò)邊緣的智能設(shè)備數(shù)量可能是傳統(tǒng)IT領(lǐng)域的20倍以上。

簡單概括，邊緣計算興起的主要原因包括以下三點： 一，它能夠降低總體擁有成本，不用總是進行云接入，從而降低本地成本；二，它可以保護數(shù)字隱私，提高安全性；三，它能夠減少應(yīng)用延遲，更加支持實時應(yīng)用，增強本地體驗質(zhì)量。

基于此，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心中很多算力都在向邊緣側(cè)轉(zhuǎn)移，傳統(tǒng)的MPU是否能夠滿足新興的生態(tài)應(yīng)用特點？在優(yōu)化提升和改善性能方面是否有一些新的要求呢？

對此，恩智浦高級副總裁兼邊緣處理事業(yè)部總經(jīng)理Ron Martino先生認(rèn)為，邊緣計算有非常廣泛的可能性，無論是其性能還是能力，其能力來自工業(yè)互聯(lián)、TSN或者是擴展計算以滿足標(biāo)準(zhǔn)的工作負(fù)載?？蓴U展的解決方案具有更高的價值，因為它能夠充分地挖掘邊緣計算的能力，從終端一直到高度集成端，比如把數(shù)據(jù)和接口都上傳至云，如果需要更多本地的能力，例如在本地進行AI學(xué)習(xí)，即在邊緣側(cè)完成學(xué)習(xí)動作且不需要用到云，這個容量就需要得到提升和非常廣泛的器件，在滿足軟件方面容量要求的同時又能夠兼顧平臺的效率，通過這樣的方式來提供解決方案，這也是為什么很多客戶希望能跟恩智浦合作的原因。

另外，安全是一個非常重要的考量因素，盡管此前安全在很多應(yīng)用當(dāng)中都相當(dāng)重要，但從來都不是產(chǎn)生購買行為的決定性因素?，F(xiàn)在隨著邊緣側(cè)接入點的增多，產(chǎn)生了非常多的關(guān)鍵數(shù)據(jù)且其價值也越來越高，安全性和不斷集成的功能已經(jīng)成為大家考慮的極為重要的因素，而這也是嵌入式計算不斷演進的關(guān)鍵性原因。所以，越來越多的業(yè)務(wù)模式在評估長期可靠性時，將如何提高安全性列為非常重要的考慮因素。

許多行業(yè)的數(shù)據(jù)泄露事件會影響到客戶的品牌聲譽，包括隱私的入侵、關(guān)鍵數(shù)據(jù)的竊取及非法入侵和訪問情況。因此，政府監(jiān)管部門以及行業(yè)安全認(rèn)證發(fā)揮著非常重要的作用。

Ron Martino表示：“恩智浦在安全方面擁有非常悠久的歷史，在銀行業(yè)、電子政務(wù)以及金融交易方面擁有出色的安全性。此外，我們充分利用自身能力提供邊緣可擴展的各種安全產(chǎn)品，同時提供分立式和集成的產(chǎn)品。此外，我們現(xiàn)在推出了認(rèn)證的EDGELOCK ASSURNACE，為安全標(biāo)準(zhǔn)非常高的器件及恩智浦的合作伙伴進行高水平的安全認(rèn)證和服務(wù)。恩智浦的安全性能現(xiàn)已達到PSA Level2、CC等高水準(zhǔn)。

近些年，恩智浦一直在大力推廣EdgeVerse，主要用于邊緣計算，特別是面向中國市場。據(jù)Ron Martino介紹，該產(chǎn)品能夠滿足中國提出的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的七個重點領(lǐng)域中的六個：一是人工智能，可提供易用的機器學(xué)習(xí)部署AI解決方案；二是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，能夠提供非常低時延的工業(yè)化協(xié)議支持；三是城際交通，能夠在此領(lǐng)域提供全新的人機交互功能；四是5G網(wǎng)絡(luò)，能夠提供Layerscape軟件定義的基帶以及可擴展的處理器和控制器；五是數(shù)據(jù)中心，針對數(shù)據(jù)中心中的IoT工作提供功耗表現(xiàn)卓越的數(shù)據(jù)分流；六是新能源汽車充電，這個領(lǐng)域使用的是恩智浦的i.MX人機交互能力和跨界MCU。

另外，恩智浦擁有全套軟件支持邊緣計算，包括網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算的垂直優(yōu)化，支持多系統(tǒng)處理，包括工具和分布式BSP，該公司還開發(fā)了許多中間件，以幫助客戶迅速將產(chǎn)品推向市場。

2019年底，恩智浦完成了對Marvell Wi-Fi業(yè)務(wù)的并購，使得該公司在無線連接領(lǐng)域擁有了更好的產(chǎn)品組合，如可以支持窄帶的BLE、Zigbee及Thread，這樣就可以提供更好的邊緣計算方案。此外，該公司的MCU Xpresso SDK與平臺有更好的連接，很多固件和驅(qū)動更加易于使用。

從應(yīng)用領(lǐng)域角度看，恩智浦的邊緣處理應(yīng)用主要分為三類：一是支持5G本地網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)集成；二是工業(yè)邊緣，包括工廠自動化、基礎(chǔ)設(shè)施、交通運輸、醫(yī)療等；三是物聯(lián)網(wǎng)邊緣，包括智能家居、消費及可穿戴領(lǐng)域。

物聯(lián)網(wǎng)和智能家居

最早的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備是1990年展出的一臺烤面包機，當(dāng)時這臺面包機與計算機相連，可以通過計算機對它進行遠程控制，但物聯(lián)網(wǎng)這個概念是在1999年時才被提出的。

盡管不同的IoT設(shè)備會存在一些共同點，比如，IoT設(shè)備都是通過一些技術(shù)實現(xiàn)電子和電氣元器件的監(jiān)測和控制，但不同的IoT應(yīng)用有不同的要求，所以需要不同數(shù)量的、多樣化的MCU和MPU進行控制和支持，不存在統(tǒng)一的解決方案。恩智浦邊緣處理事業(yè)部副總裁兼IoT業(yè)務(wù)線總經(jīng)理于修杰先生表示：“無論是GPU，還是FPGA，基于這些技術(shù)都能找到自己適用和擅長的領(lǐng)域，同時也取決于市場對于應(yīng)用功耗的容忍度。有時候需要優(yōu)化的內(nèi)容也是不同的，具體要看是語音還是視頻，是要在邊緣還是云上做學(xué)習(xí)或做推斷。因此，有很多的考慮因素，而且也不僅僅是從TOPS的角度來考慮，因為市場對成本的容忍度不同?！?/p>

“現(xiàn)在，已經(jīng)有客戶在問有沒有可能做免費的AI和機器學(xué)習(xí)，其實指的就是使用CPU來做機器學(xué)習(xí)。現(xiàn)在我們的eIQ工具可以部署類似這種模式，例如在家居場景中，由于人是交互對象，因此在推測方面需求不高，在機器學(xué)習(xí)方面就無需購買加速產(chǎn)品，以求降低成本。我們正在與合作伙伴和客戶不斷地做這種微調(diào)，特別是在發(fā)展早期，會有很多迭代和戰(zhàn)略微調(diào)。我相信市場還是會繼續(xù)存在很多創(chuàng)新的空間“，于修杰說。

恩智浦的產(chǎn)品組合非常豐富，既有基于Arm架構(gòu)的MCU，也有具備連接性、高集成且高性能低功耗的MCU，甚至還有非常大型的、高性能的MPU。

在家居環(huán)境中，恩智浦的產(chǎn)品可以支持很多部件更好的結(jié)合，讓設(shè)備的使用變得更加簡單。以洗衣機為例，它集合了恩智浦的多種技術(shù)，包括MCU、MPU、NFC、Wi-Fi等。該公司能夠提供參考平臺，幫助客戶推出新的產(chǎn)品。以i.MX RT106跨界MCU為例，恩智浦進一步加強了本地語音控制、人臉識別以及Alexa語音服務(wù)。該公司可以分享更多的軟件和數(shù)據(jù)，幫助IoT客戶快速啟動產(chǎn)品研發(fā)。

5G和數(shù)據(jù)中心

如果要滿足從云端到邊緣的多應(yīng)用需求，就需要高帶寬、低延遲和大范圍覆蓋的能力。恩智浦從天線到處理器都有相應(yīng)產(chǎn)品提供給客戶。

該公司的Layerscape Access可以支持4種應(yīng)用，有固定無線接入平臺、分布式單元、無線電單元和一體化的小基站，這四個平臺可以滿足客戶對覆蓋的需求。恩智浦產(chǎn)品管理高級總監(jiān)Nikolay Guenov先生表示：“在這些應(yīng)用上，我們在軟硬件方面都非常注重與伙伴的合作。恩智浦的產(chǎn)品線可以滿足從單核到4核再到16核的處理器需求，Layerscape Access滿足可編程基帶的需求，結(jié)合合作伙伴的射頻芯片，我們能夠全面支持客戶所需。此外，我們的產(chǎn)品線同時支持sub-6G和毫米波天線標(biāo)準(zhǔn)?！?/p>

從滿足市場需求的角度來看，該公司支持5G開放式生態(tài)系統(tǒng)。在射頻方面，為了滿足小基站或CPE的需求，恩智浦提供給合作伙伴基帶的接口。

工業(yè)

在工業(yè)邊緣領(lǐng)域，對安全性和可靠性要求很高，特別是低延時。恩智浦已經(jīng)把TSN技術(shù)融入到三款產(chǎn)品當(dāng)中，包括i.MX RT1170跨界MCU，i.MX 8M Plus，以及LS1028A處理器。

在電動汽車充電領(lǐng)域，恩智浦用于計量的Kinetis MCU可以獲得非常高精度的結(jié)果。另外，還有應(yīng)用于主機處理器的i.MX RT。在安全性方面，提供SE050安全元件以及在MPU和MCU中的篡改檢測功能，而且其Wi-Fi、藍牙以及NFC可以支持包括無線充電、支付等無線連接。

生態(tài)建設(shè)

目前，機器學(xué)習(xí)在邊緣計算領(lǐng)域已非常普遍。恩智浦在這方面已經(jīng)有許多合作伙伴，如與加拿大的Au-zone一起開發(fā)機器學(xué)習(xí)的工具包，并與Arm進行合作，使Arm Ethos-U65 microNPU提供可擴展、高性能的機器學(xué)習(xí)用例。

此外，恩智浦還在推進開放標(biāo)準(zhǔn)，如很多器件和無線的交互、可操作性、以及CHIP計劃（用于開發(fā)和實施新的統(tǒng)一連接協(xié)議的開源方法），與很多伙伴一起合作來支持多樣性器件之間更好地交互。

恩智浦不斷在中國投資，建立更多的本地合作伙伴關(guān)系，并在中國生產(chǎn)為中國服務(wù)的產(chǎn)品。該公司與天津大學(xué)、蘇州大學(xué)、上海交通大學(xué)等建立了良好的合作伙伴關(guān)系。此外，還與中國政府進行合作，包括在天津建立AIoT實驗室。
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