算力邊緣化,催生了現時代的更多商業(yè)機會。
相比完全基于云的傳統(tǒng)模型,新的場景需要更為去中心化的計算和組網方式,這推動了邊緣計算從概念階段向早期部署過渡。
隨著市場和行業(yè)客戶對邊緣計算的關注度逐漸增加,越來越多ICT綜合解決方案提供商開始構建覆蓋邊緣計算、核心數據中心和云計算的整體架構,同時圍繞邊緣計算也產生了一批新的創(chuàng)業(yè)企業(yè)。哪里有應用痛點和需求,哪里就有創(chuàng)新和新的市場。
邊緣計算正帶來一場新的計算風暴和商業(yè)機會。
從云計算到邊緣計算
數據時代,最不缺的就是數據。IDC早前發(fā)布的《數據時代2025》報告指出,全球每年產生的數據將從2018年的33ZB增長到2025年的175ZB。
但在海量的數據中,既包括一次性的數據,又包括有價值的數據,數據種類雜亂無章。想要對數據進行梳理和篩選,離不開計算機運算。
在本地計算機算力成本等限制下,越來越多的應用依賴著云計算,因而對于云計算算力的需求也在逐步加大。當然,云計算提供服務的同時,算力系統(tǒng)的優(yōu)化也在同步進行中。
然而,云計算雖強大,卻也存在其局限性。一般而言,當對數據進行處理時,若只通過云計算來進行數據處理,則不可避免導致數據處理的拖沓情況。
從整個流程來看,所有數據先通過網絡全部傳輸到中心機房,隨后,通過云計算進行處理,待處理完成后,再將結果傳輸到相應位置。而對于這樣數據處理會有兩個較為突出的問題。
一是算力的時效性。數據反饋會出現延遲,海量數據傳輸是這個問題形成的主要原因。數據在有限的帶寬資源中傳輸會出現阻塞的情況,進而使得響應時間加長。二是算力的有效性。所有數據都會傳輸到中心機房,但其中部分數據是沒有使用價值的。正是因為缺少預處理的過程,這些數據會導致云計算算力的浪費。
“中心-邊緣-端”的運作模式適時解救了云計算的困窘,并在電信網時代的到了充分的應用,也在一定程度上保證整個網絡有序且有效的運作。其中,中心指的是程控交換中心,邊緣是程控交換機,而電話則是終端。
互聯網時代,“中心-邊緣-端”模式得以延續(xù)?!皵祿行?CDN-移動電話/PC”是這種其在互聯網時代的應用。其中 CDN(Content Delivery Network,內容分發(fā)網絡)的設計是為了盡量避免網絡擁擠的情況,為客戶就近提供所需內容,達到提高用戶訪問網站的響應速度的目的。這種邊緣化的設計能使得在線內容的分發(fā)或傳輸的到優(yōu)化,進而提高網絡效率和用戶體驗。
然而,傳統(tǒng) CDN存在局限性,傳統(tǒng) CDN注重緩存,這顯然不能滿足云計算+物聯網時代。在云計算+物聯網時代,數據大量爆發(fā),所需要傳輸的數據將會以幾何形式增加,這對于整個網絡的承載將會是一個極大的考驗。
從傳統(tǒng) CDN的運作模式來看,終端所產生的數據將需要回溯到中心云進行處理,在海量數據傳輸的情況下,將會出現使用成本和技術實現這兩個較為突出的問題。
從使用成本來看,傳統(tǒng)CDN使用費率上一直居高不下,其中最主要的原因是資費收取不夠靈活,無法實現按需收取。技術問題則表現在帶寬上,以移動網為例,傳統(tǒng) CDN 系統(tǒng)一般部署在省級IDC 機房,而非移動網絡內部。因而,數據需要通過較長的傳輸路徑才能到達數據中心。
顯然,傳統(tǒng)CDN已不能滿足云計算+物聯網時代日益增加海量數據的存儲、計算及交互需求的需求。為提升數據處理的時效性與有效性,邊緣計算應運而生。
這個“邊”就代表了邊緣的節(jié)點,邊緣計算顧名思義,指在靠近端或數據源頭的,為中心平臺就近提供端的計算服務。邊緣計算的理念和章魚有些類似,這里的“節(jié)點”可以理解為章魚的觸角,屬于分布式計算的一種。
在更靠近終端的網絡邊緣上提供服務是邊緣計算最大的特點。對于這樣的設計,能滿足各行業(yè)在數字化上敏捷聯接、實時業(yè)務、數據優(yōu)化、應用智能、安全與隱私保護等方面的關鍵需求。其所具備的優(yōu)勢對智能化具有促進作用,串聯起物理和數字兩個世界。
生活在邊緣
作為繼分布式計算、網格計算、 云計算之后的又一新型計算模型,邊緣計算是以云計算為核心,以現代通信網絡為途徑,以海量智能終端為前沿,集云、網、端、智四位一體的新型計算模型??梢哉f,邊緣計算是解決未來數字化難題的重要路徑。
當然,對邊緣計算的接納與開發(fā)也需要經歷一個漫長的過程。美國容錯技術有限公司首席技術官John Vicente將邊緣計算的成熟度分為四個等級,從1.0的孤立的靜態(tài)系統(tǒng)到4.0的無形的自適應、自管理系統(tǒng)。
邊緣計算 1.0是關于如何安全、管理和連接機器和設備以啟用數字邊緣。這一階段只具備在數字世界中成功實現業(yè)務運營所需要的基本能力。
在2.0階段,邊緣計算將開始采用開放的、軟件定義的技術。軟件定義技術是指從底層計算機硬件中提取出各項功能,并使這些功能能夠在軟件中執(zhí)行。
比如,借助軟件定義網絡(SDN)技術,企業(yè)從集中控制平臺上修改包括路由表、配置和策略在內的各種屬性,而不必逐一修改各交換機的屬性,從而更輕松地管理網絡。同樣,軟件定義的技術也促成了基于云技術的安全服務的實現,使企業(yè)無需自己擁有運行防火墻和入侵檢測/防護系統(tǒng)等。
邊緣計算 3.0階段,IT和OT將實現真正的融合,具備了一系列彈性和實時能力。如今,仍然有很多IT未觸達的工業(yè)領域。例如,工廠需要機械控制系統(tǒng)來執(zhí)行確定性行為,并保障安全性。這些控制系統(tǒng)誕生于操作技術領域,而不是信息技術產業(yè)。
落實邊緣計算 3.0的功能是成功邁向邊緣計算 4.0轉變的必要條件。在邊緣計算 4.0階段,IT和OT基礎設施和運營將與人工智能(AI)相融合,一個自管理、自愈和自動化的工業(yè)領域即將誕生。一旦機器出現問題,AI系統(tǒng)就能進行診斷并進行修復——無需人工干預。
就目前來看,邊緣計算仍處于起步階段,但卻已經展現出了生生力量。根據中國移動發(fā)布的《中國移動邊緣計算白皮書》,目前智能制造、智慧城市、直播游戲和車聯網4個垂直領域對邊緣計算的需求最為明確。
在智能制造領域,工廠利用邊緣計算智能網關進行本地數據采集,并進行數據過濾、清洗等實時處理。同時,邊緣計算還可以提供跨層協議轉換的能力,實現碎片化工業(yè)網絡的統(tǒng)一接入。
在智慧城市領域,應用主要集中在智慧樓宇、物流和視頻監(jiān)控幾個場景。邊緣計算可以實現對樓宇各項運行參數的現場采集分析,并提供預測性維護的能力;對冷鏈運輸的車輛和貨物進行監(jiān)控和預警;利用本地部署的 GPU服務器,實現毫秒級的人臉識別、物體識別等智能圖像分析。
在直播游戲領域,邊緣計算可以為 CDN 提供豐富的存儲資源,并在更加靠近用戶的位置提供音視頻的渲染能力,讓云桌面,云游戲等新型業(yè)務模式成為可能。特別在AR/VR場景中,邊緣計算的引入可以大幅降低 AR/VR終端設備的復雜度,從而降低成本,促進整體產業(yè)的高速發(fā)展。
在車聯網領域,業(yè)務對時延的需求非??量獭_吘売嬎憧梢詾榉琅鲎?、編隊等自動輔助駕駛業(yè)務提供毫秒級的時延保證,同時可以在基站本地提供算力,支撐高精度地圖的相關數據處理和分析,更好地支持視線盲區(qū)的預警業(yè)務。
邊緣計算的應用場景,已逐漸覆蓋到制造、運輸、公共事業(yè)、醫(yī)療保健、零售等諸多領域。盡管目前多是項目試驗及小規(guī)模部署的階段,但放眼至不久的未來,因邊緣計算而帶起的新興產業(yè)收入無疑非常可觀。
誰在做邊緣計算的生意?
Gartner認為,到2025年,大約超過75%的數據將在邊緣側處理,為邊緣計算產業(yè)帶來巨大的發(fā)展機遇。
同時,IBM商業(yè)價值研究院2019年發(fā)布的邊緣計算調研報告《為何邊緣計算成為企業(yè)的重投領域》顯示,僅需三年,邊緣投資的平均回報率可達到6%。能源和公共事業(yè)的高管對邊緣計算的投資回報尤其樂觀,預計平均投資回報率將接近10%;汽車行業(yè)高管緊隨其后,預計為8%。
邊緣計算將帶來更多的商業(yè)機會成為不爭的事實和未來的趨勢。僅2020全年,根據IT桔子的收錄,有22家邊緣計算相關的企業(yè)獲得融資。
目前,國內各從業(yè)者積極投身尚在起步階段的邊緣計算,其中包括三大運營商、主要網絡設備提供商(Ericsson、華為、Nokia和中興)以及中國大型云服務企業(yè)(阿里巴巴、騰訊和百度)。眾多小型ICT公司、云和邊緣技術專業(yè)公司、垂直行業(yè)也紛紛加入,尋求邊緣新業(yè)務和解決方案的機會。
從上游的芯片、模組到中游的運營商、通信設備商以及云平臺廠商,再到下游的終端設備廠商和行業(yè)應用商,整個產業(yè)鏈充斥著邊緣計算的商業(yè)價值分析與投資。
此外,中國企業(yè)對邊緣計算的認知日益提高。GSMA智庫全球企業(yè)物聯網調查顯示,76%的中國企業(yè)計劃在未來部署物聯網時采用5G技術。雖然在許多國家,5G的速度增益似乎是其最引人注目的能力,但中國企業(yè)(相對于其他區(qū)域)對5G能夠提供的其他網絡能力(包括網絡切片、邊緣計算、低時延)有更強的認知。
中國運營商早期的合作和試點促進了這種認知的提高,企業(yè)廣泛使用邊緣計算能力的意愿就證明了這一點。將近一半的中國企業(yè)認為其未來物聯網部署需要具備邊緣能力,而在美國和歐洲,這一比例不到40%。制造業(yè)和運輸業(yè)尤為突出,與平均水平相比,這些行業(yè)的公司更期望通過探索邊緣計算技術助力業(yè)務發(fā)展。
而在美國,為了在邊緣計算市場中分一杯羹,美國五大科技巨頭Facebook、Amazon、Microsoft、Google 和 Apple也正在投資邊緣計算,包括云計算基礎設施、設備和應用等。
比如,亞馬遜正試圖通過擴展 AWS(Amazon Web Services)的功能,以及投資智能家居和自動駕駛等新興應用,在邊緣計算領域站穩(wěn)腳跟。
2018 年,微軟宣布計劃在 4 年內向邊緣計算和物聯網(IoT)投資 50 億美元。從那時起,微軟就將其公有云功能(在其 Azure 業(yè)務下)擴展到邊緣,并投資了一些服務型企業(yè),它們能在企業(yè)運行大型設備時,滿足一些管理和安全需求。另外,微軟持續(xù)加注可能從邊緣計算中受益的 AR 和游戲。
當然,挑戰(zhàn)也無處不在。雖然從整體上看,邊緣計算正處于上升階段,市場前景廣闊。但是,邊緣計算的技術和應用仍然存在一些問題。
由于現在處于發(fā)展前期,越來越多的試點和項目仍聚焦于開發(fā)邊緣計算的潛力。而實際商業(yè)模式和實際的 應用場景在很多情況下則仍不明確。邊緣的完整定義依然不明確,特別是關于計算資源的部署位置和邊緣基礎設施的規(guī)模沒有統(tǒng)一觀點。
毫無疑問,邊緣計算的發(fā)展必然要經受時間的考驗,一如過去的云計算。但目前,邊緣計算受到的關注都與過去不同,邊緣計算的賽道已經開啟。
責任編輯:xj
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