技術(shù)
導(dǎo)讀:大數(shù)據(jù)時(shí)代,越來越多的數(shù)據(jù)被傳至云端進(jìn)行存儲(chǔ)計(jì)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(huì)造成干路數(shù)據(jù)堵塞,影響數(shù)據(jù)處理和反饋的時(shí)間。
在各種“計(jì)算”層出不窮的時(shí)代,又一“網(wǎng)紅計(jì)算”橫空出世。在剛剛過去的第四屆世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)上,它備受關(guān)注,被捧為“技術(shù)明珠”。它,就是邊緣計(jì)算。
邊緣計(jì)算是什么
“邊緣計(jì)算是指在數(shù)據(jù)源的邊緣地帶完成的運(yùn)算程序?!?017年12月29日,天津大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院教授王曉飛接受了科技日?qǐng)?bào)記者的采訪,他的研究領(lǐng)域正是邊緣計(jì)算和存儲(chǔ)。他介紹說,邊緣計(jì)算是一種分散式運(yùn)算架構(gòu),將應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)資料與服務(wù)的運(yùn)算,由網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點(diǎn)移送到網(wǎng)絡(luò)邏輯上的“邊緣節(jié)點(diǎn)”進(jìn)行處理。
大數(shù)據(jù)時(shí)代,越來越多的數(shù)據(jù)被傳至云端進(jìn)行存儲(chǔ)計(jì)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(huì)造成干路數(shù)據(jù)堵塞,影響數(shù)據(jù)處理和反饋的時(shí)間。
為解決上述問題,霧計(jì)算應(yīng)運(yùn)而生。霧計(jì)算的原理與云計(jì)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(chǔ)和處理。但相比云計(jì)算要把所有數(shù)據(jù)集中運(yùn)輸?shù)酵粋€(gè)中心,霧計(jì)算的模式是設(shè)置多個(gè)中心節(jié)點(diǎn),即所謂“霧節(jié)點(diǎn)”處理數(shù)據(jù)。
霧計(jì)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(chǔ)和計(jì)算?于是就有了邊緣計(jì)算。
王曉飛給科技日?qǐng)?bào)記者打了個(gè)比方:“云計(jì)算是把所有東西都往‘云’里送,霧計(jì)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(jì)算’,而邊緣計(jì)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(qiáng)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(bào)告預(yù)測(cè),到2020年,一個(gè)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(shí)代,數(shù)據(jù)將更多來自邊緣側(cè)不計(jì)其數(shù)的傳感器和終端設(shè)備,傳統(tǒng)的計(jì)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(jì)算被推到了舞臺(tái)中央。
而邊緣計(jì)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(jì)算和霧計(jì)算,邊緣計(jì)算更聚焦于實(shí)時(shí)、短周期數(shù)據(jù)分析。由于靠近數(shù)據(jù)源,邊緣計(jì)算能在本地網(wǎng)絡(luò)中完成運(yùn)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(yùn)行。
“雖然邊緣計(jì)算日漸受到重視,但它不會(huì)從根本上代替云計(jì)算,二者互為補(bǔ)充。因?yàn)椋吘売?jì)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(jì)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(jì)算常見的應(yīng)用場(chǎng)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(shí)現(xiàn)可視化管理以及預(yù)測(cè)性維護(hù)。在深夜車流較少時(shí),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(shí)調(diào)節(jié)亮度……
邊緣計(jì)算也悄然來到我們身邊?!案邫n社區(qū)和辦公場(chǎng)所的刷臉門禁,也是生活中邊緣計(jì)算最常見應(yīng)用?!蓖鯐燥w介紹說,門禁系統(tǒng)需要快速識(shí)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(jì)算,最簡(jiǎn)單的方式是前端攝像機(jī)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(yùn)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(chǔ)的壓力,也耗費(fèi)了大量時(shí)間。
不過,倘若如此,恐怕客人早就等不急了。這時(shí)邊緣計(jì)算就派上了用場(chǎng)。它能快速識(shí)別人像、給出指令,最后只需把計(jì)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(jí)的,而且操作方便?!蓖鯐燥w說。
邊緣計(jì)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(jì)算難以呈現(xiàn)爆發(fā)式發(fā)展,還有很長(zhǎng)的路要走?!蓖鯐燥w說,邊緣計(jì)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(jì)算難以兼容異構(gòu)。這導(dǎo)致真正具備邊緣計(jì)算能力的家居設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)非常少。另一個(gè)是芯片技術(shù)?!拔磥恚壳霸贫说臄?shù)據(jù)運(yùn)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(qiáng)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(jì)算的應(yīng)用?!彼f。