2020年，5G和邊緣計算將如何發(fā)展？

作者：物聯(lián)網(wǎng)智庫翻譯君 2020-01-18 09:16:25

5G的到來，為邊緣計算之前不可能實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用鋪平了道路。2020年新年伊始，圍繞著邊緣計算和5G肯定會有一波新的炒作。

2020年新年伊始，圍繞著邊緣計算和5G肯定會有一波新的炒作。現(xiàn)在是鞏固和更新我們對這兩個概念的理解以及探索這兩種技術(shù)如何相互補(bǔ)充和相互增強(qiáng)的理想時機(jī)。特別是在金融支付、在線訂單、欺詐監(jiān)測、機(jī)器學(xué)習(xí)等領(lǐng)域，這兩項(xiàng)技術(shù)將助力你在未來保持持續(xù)地競爭力。

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邊緣計算主要是處理來自更接近其創(chuàng)建位置的設(shè)備信息，而不是在云平臺中來回調(diào)取信息。5G的到來，為邊緣計算之前不可能實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用鋪平了道路。比如增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)，5G的超低延遲特性使你看到的東西與你正在做的事情保持同步;還有自動駕駛汽車，需要在瞬間對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并做出決策。

IDC預(yù)測，到2025年，全球?qū)⒂?500億臺聯(lián)網(wǎng)設(shè)備(包括RFID)，其中大部分都會實(shí)時輸出數(shù)據(jù)。2017年，實(shí)時數(shù)據(jù)僅占所有創(chuàng)建、捕獲或復(fù)制信息的15%;到2025年，這一比例有望達(dá)到30%。從百分比上看，邊緣計算似乎不會帶來翻天覆地的變化，但是從數(shù)據(jù)的原始容量來看，這是一個數(shù)量級的增長(從~5 zb到~ 50zb)。邊緣計算基于海量實(shí)時數(shù)據(jù)，具有同步智能分析的能力，同時最小化帶寬開銷。

新的定義

即使已經(jīng)到了2020年，關(guān)于“邊緣”的定義仍會仁者見仁智者見智。從NIST(美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所)到IEEE，模型仍在不斷發(fā)展。它可以是樹莓派選擇性地將傳感器信息發(fā)送到云上，也可以是谷歌在線流媒體平臺上處理數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)。雖然這兩種模型之間有很大的差距，但它們都使計算資源更接近用戶終端。

一份相對中立的邊緣計算報告中給出了一個更明確的定義，得到了一些行業(yè)的共識：

邊緣是一個位置，而不是一個新事物。
邊緣計算有很多，但我們關(guān)心的是網(wǎng)絡(luò)“最后一公里”的邊緣計算。
邊緣計算有兩種形式：基礎(chǔ)設(shè)施邊緣和設(shè)備邊緣。
計算將同時存在于邊緣和云平臺，他們之間的界線越來越難以劃分

通俗地來講，設(shè)備邊緣包含終端，如電話、無人機(jī)、AR耳機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)傳感器和聯(lián)網(wǎng)汽車;還包含網(wǎng)關(guān)設(shè)備，如交換機(jī)和路由器;以及本地服務(wù)器。它們都在網(wǎng)絡(luò)最后一公里的下游。基礎(chǔ)設(shè)施邊緣存在于上游，是通過網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備和數(shù)據(jù)中心獲取計算資源。

上圖：從設(shè)備邊緣到基礎(chǔ)設(shè)施邊緣的上下游鏈條

圖片來源:英特爾

例如在大鉆機(jī)案例中，樹莓派是在設(shè)備邊緣，它不需要實(shí)時傳輸環(huán)境數(shù)據(jù)來占用帶寬，而是在本地進(jìn)行處理，除非緊急任務(wù)下才向后臺上報。相反，當(dāng)本地數(shù)據(jù)中心需要提供每秒60幀的流媒體速度來播放4K高清視頻時，雖然設(shè)備邊緣能提供了一個明顯的低延遲優(yōu)勢，但是用戶更希望向上游獲得一個具有更強(qiáng)大的處理能力的硬件。

除了分布式基礎(chǔ)設(shè)施靠近核心網(wǎng)絡(luò)之外，對云的要求也變得更集中化和可擴(kuò)展性。但是，當(dāng)您使用云計算時，延遲要高得多(而且一致性也差得多)。

低時延邊緣計算的優(yōu)勢

人們很容易將低延遲視為邊緣計算的殺手锏，尤其是在云計算受到物理限制的情況下。

數(shù)據(jù)的傳輸速度不可能超過光速，因此向數(shù)百或數(shù)千英里外的服務(wù)器發(fā)出請求必然要花費(fèi)數(shù)十或數(shù)百毫秒才能完成。當(dāng)你滾動網(wǎng)頁時，這種區(qū)別是看不出來的。但對于遠(yuǎn)程操作的外科醫(yī)生或虛擬現(xiàn)實(shí)中的游戲玩家來說，這些延遲是無法接受的。

邊緣計算則消除了延遲以保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性。

上圖：未來設(shè)備和應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)寬帶和網(wǎng)絡(luò)延遲的要求變化

圖片來源:State of the Edge 2020

邊緣計算還避免了在連接的設(shè)備和云之間來回傳輸數(shù)據(jù)。如果您可以確定數(shù)據(jù)的價值更接近它被創(chuàng)建的地方，那么就可以優(yōu)化數(shù)據(jù)流動的方式。將流量只用于云上的數(shù)據(jù)，可以減少帶寬和存儲成本，對延時性不敏感的應(yīng)用也是如此。

邊緣計算還會帶來可靠性。在惡劣的環(huán)境中，設(shè)備邊緣和集中式云之間數(shù)據(jù)傳輸可能會出現(xiàn)很多問題。如海上平臺、煉油廠或太陽能農(nóng)場，設(shè)備邊緣和基礎(chǔ)設(shè)施邊緣可以在連接不到云的情況下半自主地運(yùn)行。

分布式體系結(jié)構(gòu)甚至是安全的福音。將更少的信息轉(zhuǎn)移到云中意味著攔截的信息更少。邊緣的數(shù)據(jù)分析在地理上分散了風(fēng)險，端點(diǎn)信息本身并不容易保護(hù)，因此，邊緣處的防火墻有助于限制攻擊的范圍。而且，出于遵從性原因，將數(shù)據(jù)保存在本地可能很有用。邊緣基礎(chǔ)設(shè)施提供了基于地理位置或版本權(quán)限訪問的靈活性。

5G和邊緣計算相互促進(jìn)

邊緣計算并不新鮮。早在2000年，內(nèi)容傳播網(wǎng)絡(luò)就被稱為邊緣網(wǎng)絡(luò)。但人們普遍認(rèn)為，隨著5G覆蓋范圍的擴(kuò)大，邊緣計算將有助于利用本地(而非區(qū)域)計算資源解決現(xiàn)代應(yīng)用程序的高帶寬、低延遲需求。

5G技術(shù)將使計算資源更接近數(shù)據(jù)生成的地方，從而提高企業(yè)應(yīng)用程序的速度、可靠性和靈活性。更多的信息將在5G網(wǎng)絡(luò)之間高效傳輸，而不需要往返于中央云上。因此，我們將會看到以前不存在的應(yīng)用案例。

根據(jù)《邊緣計算狀態(tài)報告2020》，對邊緣計算的最大需求來自于通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商，他們要不斷的更新基礎(chǔ)設(shè)施和升級5G網(wǎng)絡(luò)。在這些網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的移動消費(fèi)者服務(wù)將依賴于邊緣計算，來支持在線游戲平臺、增強(qiáng)/虛擬現(xiàn)實(shí)和人工智能等應(yīng)用。

智能家庭、智能電網(wǎng)和智能城市都傾向于使用設(shè)備邊緣平臺。但是，隨著這些用例的發(fā)展和變得更加復(fù)雜，也會出現(xiàn)對基礎(chǔ)設(shè)施邊緣功能的需求。5G對超可靠低延遲通信(URLLC)和大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)通信(mMTC)的規(guī)定意味著設(shè)備和邊緣計算可以更緊密地連接在一起，使它們的短連接更高效。

如圖所示:交通信號燈聯(lián)網(wǎng)并連接到邊緣網(wǎng)關(guān)，數(shù)據(jù)可以在那里被收集和分析。作為邊緣網(wǎng)絡(luò)的一部分，它們可以向地圖工具提供數(shù)據(jù)，并圍繞擁塞問題重新設(shè)置路線。

值得一提的還有自動駕駛汽車。它是5G增強(qiáng)的邊緣計算的典范。現(xiàn)在最新的汽車已經(jīng)利用設(shè)備邊緣上的計算資源進(jìn)行避碰、車道保持和自適應(yīng)巡航控制。但隨著輔助駕駛和自動駕駛功能變得越來越復(fù)雜，將需要添加來自周圍環(huán)境的基礎(chǔ)設(shè)施的邊緣資源。例如:根據(jù)前方的交通狀況來調(diào)整行程，與其他自動駕駛車輛相互協(xié)調(diào)在紅燈前通過，或者在瞬間做出決定以避免不安全情況。

邊緣計算還需成長

邊緣計算被列為Gartner 2020年十大戰(zhàn)略技術(shù)趨勢之一。同時列表中的其他幾個概念也植根于邊緣計算。超自動化致力于應(yīng)用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，它將依賴于低延遲和持續(xù)可靠的通信基礎(chǔ)。多維體驗(yàn)也是一大趨勢，它依賴于高帶寬和實(shí)時處理的多維傳感器和多功能界面。當(dāng)然，智能的事物都與AI、5G和邊緣計算有關(guān)。