計算架構演進的必然,邊緣計算引發的產業變革正在開啓

(原標題:計算架構演進的必然,邊緣計算引發的產業變革正在開啓)

從歐洲電信標準化協會(ETSI)成立移動邊緣計算規範工作組算起,邊緣計算已走過6年發展歷程,從概念出現到形成產業共識,再到落地應用,邊緣計算經歷了飛速發展的6年。

產業界的共同推動下,邊緣計算不再“邊緣”,開始快步邁向IT產業發展的舞臺中心

在國內,特別是邊緣計算產業聯盟(ECC)在2016年的成立,進一步加速了邊緣計算的產業繁榮和落地、實踐。ECC成員單位從初創時期的6家發展到如今的301家,使得產業合作交流進一步深入、產業活躍度進一步增加。

技術角度來說,技術體系發展的脈絡逐漸清晰化,包括邊緣智能邊雲協同算力網絡等技術框架漸漸形成,而不再是早期的混沌狀態;從商業層面來看,今天的邊緣計算在運營商、電力能源、工業製造、智能交通智慧城市數字文娛領域已經有較多成功實踐,並且發揮出了顯著的商業價值

站在當下,回顧10年間雲計算爲整個IT產業甚至社會帶來的改變,以此去審視邊緣計算的發展,我們絲毫不會懷疑它的未來。

因爲邊緣計算的潛力與價值正在快速釋放!

2020邊緣計算產業峰會(ECIS2020)

邊緣計算,計算架構演進的必然

按照中國科學院姚建銓院士的話說,邊緣計算是數字世界的計算架構不斷演變過程中的必然,這和生物進化過程中的單細胞生命體到多細胞聯合體,再到複雜生命體的演化過程如出一轍。雲邊端協同的計算架構彷彿人的大腦、脊髓以及周圍神經系統的架構一樣,有着相似的規律。

集中式單體計算到分佈式網聯計算,再到異構、協同、全面泛在的智能計算,邊緣計算是必不可少的關鍵組成部分和演進的必然趨勢。

“下一代計算平臺,一定會從現在的大集中走向集中跟分佈相結合的遞階式的控制系統。”在日前召開的2020邊緣計算產業峰會(ECIS2020)上,國家信息中心信息化和產業發展部主任單志廣表達了同樣的觀點,邊緣計算將促使整個社會的信息系統,走向集中和邊緣相折中的、科學的、最優化的匹配,而它所釋放的能力空間是無限的。

說到這,必然繞不過一個關鍵點——邊雲協同,它也將是未來兩者形成協同關係的長期狀態。

如同CCF分佈式計算與系統專委會副主任郭得科所說,邊緣計算的出現,讓我們有一個新的機會把過去過於集中的計算模式重新否定,站在需求側,用分佈式的角度去思考新的計算模式的選擇,這個選擇顯然是邊雲協同。

邊雲協同放大邊、雲價值

“邊緣計算與雲計算之間不是替代關係,而是互補協同關係”。這是ECC多次強調的觀點,在ECIS2020峰會上,ECC與工業互聯網產業聯盟 (AII) 聯合發佈了《邊緣計算與雲計算協同白皮書2.0》,白皮書認爲,邊緣計算與雲計算需要通過緊密協同才能更好地滿足各種需求場景的匹配,從而放大邊緣計算和雲計算的應用價值。

白皮書同時指出了邊雲應具備的三大協同特點,從而在技術落地和產業實踐方面明晰了方向,這包括:應用協同、服務協同和資源協同。

ECC邊雲協同2.0產業項目經理阮斌鋒解釋說,應用協同實現邊緣應用的統一註冊接入,體驗一致的分佈式部署集中化的全生命週期管理;服務協同爲邊緣應用的構建,提供了所需的關鍵能力組件以及快速靈活的對接機制,從而有效提升邊緣應用的構建速度;資源協同提供了底層硬件的抽象,簡化上層應用的開發難度,這是從單節點的角度,從全局的角度,資源協同還提供了全局視角的資源調度和全域的Overlay網絡動態加速能力,滿足效率和實時性要求。

當然,這每一項,白皮書從總體架構和關鍵技術等層面均給出了詳細的剖析和論述。

邊緣智能,智能化服務下沉

如果邊雲協同重新釐清了邊緣計算與雲計算的協同和互補關係,那麼,作爲邊緣計算本身又該如何變化與演進?答案是邊緣智能。

引入AI能力的智能邊緣能夠更好地提供高級數據分析、場景感知、實時決策、自組織與協同等智能化服務。

天津大學教授王曉飛看來,邊緣計算爲人工智能提供了一個高質量的計算架構,對一些時延敏感、計算複雜的人工智能應用提供了切實可行的運行方案。邊緣智能依託於邊緣計算的低時延、分佈式的特性,實現了將人工智能的自主學習、智能決策能力進行下放。進而使得AI在邊緣計算的許多環節中扮演着決策者的角色,對節點資源起到了優化作用,成爲邊緣計算的重要技術支柱。

舉例來說,華爲Atlas智能計算平臺就將AI能力帶出數據中心延伸到邊緣,例如將普通的攝像頭變成智能攝像頭,將邊緣服務器打造成邊緣智能服務器,從而爲邊智能邊緣提供保障。

至此,邊雲協同和邊緣智能也成爲邊緣計算2.0的重要內涵

邊緣計算2.0,引發產業變革

ECC於2017年發佈的《邊緣計算參考架構1.0》中給出了邊緣計算1.0的定義,而隨着技術能力的不斷髮展和產業的不斷演進,邊緣計算也有了新的內涵,ECC稱之爲邊緣計算2.0。

ECC需求與總體組主席黃還青指出了其三大特點:

首先,邊雲協同和邊緣智能是邊緣計算未來發展的兩大核心能力和發展方向。

其次,邊緣計算軟硬件平臺需要匹配新場景和新能力,例如軟件平臺需要考慮導入雲理念、雲架構、雲技術,提供端到端實時、協同式智能、可信賴、可動態重置等能力;硬件平臺需要考慮異構計算能力,如鯤鵬、ARM、X86、GPU、NPU、FPGA等。

第三,在落地形態上,邊緣計算形成了雲邊緣、邊緣雲和邊緣網關三類主要形態。雲邊緣形態的邊緣計算,是中心雲服務在邊緣側的延伸,邏輯上仍是中心雲服務的一部分,如華爲雲提供的IEF解決方案、AWS提供的Greengrass解決方案等;邊緣雲形態的邊緣計算,是在邊緣側構建中小規模雲服務或類雲服務能力,如多接入邊緣計算(MEC)等;邊緣網關形態的邊緣計算,以雲化技術與能力重構原有嵌入式網關係統,並在邊緣側提供協議/接口轉換、邊緣計算等能力。

目前,這三落地形態都已經有了較多的商業實踐,以海爾基於邊雲協同AI的質檢案例舉例,其在工業園區落地MEC(UPF+MEP),構建了行業內首個“5G+MEC”虛擬專網。通過“雲邊協同”的質檢方案,實現質檢應用部署中的資源、業務管理、應用管理、以及檢測服務的雲邊協同。目前邊緣雲平臺已經對接入企業雲平臺,用戶可以定製化選擇自己所需功能下單部署,實現隨時瞭解各應用場景的網絡指標和狀態,並能根據業務場景隨時調整網絡參數。

在ECIS2020峰會現場,中科院沈自所、華爲、中國移動、中國電信、新鬆機器人、霍尼韋爾TRIDIUM、NI、神州數碼上實龍創、九州雲等展示了行業領先的邊緣計算創新應用和解決方案,涵蓋智慧城市、智能交通、工業製造、OPC UA over TSN等多個領域,可以說邊緣計算的方案應用正呈現蓄勢爆發之勢。

而隨着邊雲協同、邊緣智能、算力網絡、Edge Native等技術框架和模型的清晰和逐漸成熟,技術爲商業賦能,一場邊緣計算引發的產業變革正在到來!