邊緣計(jì)算或成AI之后的下一個(gè)風(fēng)口

邊緣計(jì)算，這個(gè)概念在國(guó)內(nèi)最早于2016年4月被提出。2016年年底，隨著邊緣計(jì)算聯(lián)盟的正式成立，邊緣計(jì)算這個(gè)概念開始在產(chǎn)業(yè)鏈里的土壤里慢慢生根發(fā)芽。經(jīng)過(guò)2017年AI的蓬勃發(fā)展，邊緣計(jì)算被帶動(dòng)起來(lái)，開始伸展枝椏；再加上5G的即將商用，又為邊緣計(jì)算的茁壯成長(zhǎng)增添更多的肥料。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2025年，AI衍生的商業(yè)價(jià)值將達(dá)到5.1萬(wàn)億美元；到2035年，5G相關(guān)產(chǎn)品和服務(wù)將達(dá)到12.3萬(wàn)億美元。而AI與5G的落地，則與邊緣計(jì)算的落地密切相關(guān)。

業(yè)內(nèi)人士預(yù)判，邊緣計(jì)算有可能是繼AI之后的下一個(gè)風(fēng)口。

云計(jì)算并不是萬(wàn)能，邊緣計(jì)算應(yīng)運(yùn)而生

云計(jì)算在產(chǎn)業(yè)落地應(yīng)用已有十余年的時(shí)間，不過(guò)，云計(jì)算并不是萬(wàn)能的，近幾年開始暴露出一些弊端。邊緣計(jì)算應(yīng)與云計(jì)算形成協(xié)同，更好地滿足產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求。

從概念層面來(lái)講，“云是更協(xié)同的定義，跑在天上的是云。邊緣計(jì)算是從一個(gè)端到端的架構(gòu)來(lái)描述計(jì)算在哪里發(fā)生。”英特爾副總裁兼物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部中國(guó)區(qū)總經(jīng)理陳偉說(shuō)到。

隨著物聯(lián)網(wǎng)更多的智能終端出現(xiàn)，需要采集和運(yùn)算的數(shù)據(jù)越來(lái)越大，對(duì)運(yùn)算速度、網(wǎng)絡(luò)帶寬都提出了更高的要求。同時(shí)，隨著個(gè)人隱私等信息的不斷增多，人們對(duì)安全的需求也更為迫切，這些單靠云計(jì)算是無(wú)法滿足的。

在這樣的產(chǎn)業(yè)背景下，邊緣計(jì)算應(yīng)運(yùn)而生。

“邊緣計(jì)算與云計(jì)算，是一種互補(bǔ)協(xié)同的關(guān)系，而不是替代關(guān)系。” 華為網(wǎng)絡(luò)研發(fā)總裁劉少偉指出，邊緣計(jì)算與云計(jì)算需要通過(guò)緊密協(xié)同，才能更好的滿足各種場(chǎng)景的匹配，從而放大邊緣計(jì)算和云計(jì)算的應(yīng)用價(jià)值。

在互補(bǔ)協(xié)同上，邊緣計(jì)算則是將部分?jǐn)?shù)據(jù)在智能終端的本地端進(jìn)行處理和存儲(chǔ)，一是可以減輕云端服務(wù)器的壓力；二是可以將涉及個(gè)人隱私的數(shù)據(jù)放置在本地端，大大降低了個(gè)人信息的泄露，提升了安全性。

此外，“我們對(duì)智能終端上的傳感器機(jī)制做一個(gè)研究，發(fā)現(xiàn)傳感數(shù)據(jù)在1秒之內(nèi)可以過(guò)時(shí)，變成舊數(shù)據(jù)，傳感器采集到的信息幾百毫秒之后就變成過(guò)時(shí)的數(shù)據(jù)。把數(shù)據(jù)傳到云端服務(wù)器，分析處理完以后再回到智能終端，對(duì)于有些應(yīng)用來(lái)說(shuō)，沒法容忍這個(gè)等待，需要在本地端進(jìn)行邊緣計(jì)算。同時(shí)，在很多應(yīng)用中，邊緣計(jì)算的成本更低。因?yàn)樵谶吘売?jì)算中，不需要存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)，只需要存儲(chǔ)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果或數(shù)據(jù)的含義，而不是數(shù)據(jù)本身。從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在所說(shuō)的大數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)本身并沒有意義，數(shù)據(jù)的含義或者分析之后的結(jié)果才有意義?！?/p>

提到邊緣計(jì)算，順便提一下霧計(jì)算。邊緣計(jì)算概念出現(xiàn)之前，已有霧計(jì)算的概念。對(duì)于邊緣計(jì)算和霧計(jì)算的區(qū)別，“霧和云是更協(xié)同的定義，都是本性，跑在天上的是云，跑在地面的是霧。此外，邊緣計(jì)算的范圍更廣，延伸到通訊網(wǎng)絡(luò)邊緣、基站等等都是邊緣的范疇。

相比之下，霧計(jì)算關(guān)注的范疇是在傳感Sense以上的邊緣側(cè)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)，比如傳感器等等這些并不在它范疇里面，相對(duì)來(lái)說(shuō)在網(wǎng)絡(luò)基站以下、Sense之上，這之間的一些系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)，計(jì)算的一些節(jié)點(diǎn)的需求等等做這樣的事情?！?英特爾中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部首席技術(shù)官?gòu)堄钪赋觥?/p>

AI推動(dòng)邊緣計(jì)算崛起，邊緣計(jì)算將是下一個(gè)風(fēng)口

據(jù)MarketsandMarkets稱，到2022年，邊緣計(jì)算市場(chǎng)將從2017年的14.7億美元增長(zhǎng)到67.2億美元。華為預(yù)測(cè)，未來(lái)超過(guò)50%的數(shù)據(jù)需要在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)分析、處理與儲(chǔ)存。

“AI是當(dāng)下的風(fēng)口，邊緣計(jì)算是下一個(gè)風(fēng)口?！?a href="http://wenjunhu.com/tags/高通/" target="_blank">高通產(chǎn)品市場(chǎng)副總裁孫剛指出，“5G和AI相輔相成，5G會(huì)使得通訊的速度更快，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生更多的數(shù)據(jù)。反過(guò)來(lái)，數(shù)據(jù)是AI的基礎(chǔ)，更多的數(shù)據(jù)會(huì)使AI更有效。AI的技術(shù)會(huì)發(fā)展，對(duì)數(shù)據(jù)會(huì)有更多的需求，進(jìn)而會(huì)促進(jìn)5G的發(fā)展。AI與5G的發(fā)展，推動(dòng)更多數(shù)據(jù)的計(jì)算在本地端進(jìn)行，進(jìn)而推動(dòng)邊緣計(jì)算的發(fā)展。這些趨勢(shì)加在一起就給今后幾十年很多新的機(jī)會(huì)，這些機(jī)會(huì)足以驅(qū)動(dòng)下一輪的工業(yè)革命?！?/p>

北極光創(chuàng)投創(chuàng)始人董事總經(jīng)理鄧鋒指出：“人工智能正在去中心化，云與邊緣逐步分裂，針對(duì)AI的新的計(jì)算架構(gòu)將會(huì)應(yīng)運(yùn)而生；近年來(lái)，端的數(shù)據(jù)以幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，AI從云端遷移在許多應(yīng)用場(chǎng)景下不可避免，端側(cè)智能將崛起；未來(lái)10年，端的數(shù)量的模式將是‘基于存儲(chǔ)的計(jì)算，存儲(chǔ)與計(jì)算合二為一’。”

鄧峰強(qiáng)調(diào)，AI對(duì)計(jì)算架構(gòu)的影響將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于云計(jì)算對(duì)計(jì)算架構(gòu)的影響，針對(duì)AI的新的計(jì)算架構(gòu)會(huì)應(yīng)動(dòng)而生。中國(guó)在這次變革中，會(huì)盡其所能建立自己的生態(tài)體系，從而降低對(duì)國(guó)外產(chǎn)品的依賴。

在邊緣計(jì)算的布局上，中國(guó)可謂及時(shí)切入。最為標(biāo)志性的節(jié)點(diǎn)是推進(jìn)邊緣計(jì)算聯(lián)盟的成立和發(fā)展。邊緣計(jì)算聯(lián)盟于2016年12月30日在北京成立，由華為、中科院沈陽(yáng)自動(dòng)研究所、中國(guó)信息通信研究院等企業(yè)聯(lián)合發(fā)起。搭建邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)合作平臺(tái)，推動(dòng)邊緣計(jì)算相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建立，進(jìn)而促進(jìn)邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)健康與可持續(xù)發(fā)展。

邊緣計(jì)算聯(lián)盟副理事長(zhǎng)劉少偉指出，邊緣計(jì)算聯(lián)盟成立一年，會(huì)員單位達(dá)到150多家，主要覆蓋工業(yè)領(lǐng)域的企業(yè)；今年12月份，聯(lián)盟的單位已達(dá)200多家，中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)動(dòng)、中國(guó)電信三大運(yùn)營(yíng)商也加入進(jìn)來(lái)，還有很多科研機(jī)構(gòu)，比如中國(guó)電信北京研究院、江蘇未來(lái)網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新研究院、山東大學(xué)、西安交大等等，還有更多IoT領(lǐng)域的企業(yè)?！?/p>

據(jù)悉，今年邊緣計(jì)算的參考架構(gòu)3.0已經(jīng)推進(jìn)，對(duì)邊緣計(jì)算的技術(shù)體系進(jìn)行更加系統(tǒng)的歸納總結(jié)和梳理。此外，邊緣計(jì)算聯(lián)盟與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織IEEE建立合作，雙方將在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)落地等方面深入合作。

當(dāng)前，邊緣計(jì)算已從概念到實(shí)踐，從星星之火到燎原之勢(shì)。

從芯片、硬件、系統(tǒng)等相關(guān)解決方案相繼推出

為了抓住邊緣計(jì)算這一重大機(jī)遇，從芯片、硬件、系統(tǒng)、解決方案等產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)開始布局和發(fā)力。

在芯片層面，已有半導(dǎo)體企業(yè)推出嵌入式FPGA—eFPGA 加速器，來(lái)助力智能終端的邊緣計(jì)算。美國(guó)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)公司Achronix在Speedcore Gen4架構(gòu)中，將機(jī)器學(xué)習(xí)處理器（MLP）添加到Speedcore可提供的資源邏輯庫(kù)單元模塊中。MLP模塊是一種高度靈活的計(jì)算引擎，它與存儲(chǔ)器緊密耦合，從而為人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)（AI / ML）應(yīng)用提供了性能更高、功耗更低的解決方案。

“傳統(tǒng)云和企業(yè)數(shù)據(jù)中心計(jì)算資源和通信基礎(chǔ)設(shè)施無(wú)法跟上數(shù)據(jù)速率的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)、快速變化的安全協(xié)議、以及許多新的網(wǎng)絡(luò)和連接要求。傳統(tǒng)的多核CPU和SoC無(wú)法在沒有輔助的情況下獨(dú)立滿足這些要求，因而它們需要硬件加速器，通常是可重新編程的硬件加速器，用來(lái)預(yù)處理和卸載計(jì)算，以便提高系統(tǒng)的整體計(jì)算性能?！盇chronix市場(chǎng)營(yíng)銷副總裁Steve Mentor指出。

為實(shí)現(xiàn)高帶寬和低延遲，英特爾的解決方案則是FPGA可編程加速卡（PAC），運(yùn)營(yíng)商能夠在單個(gè)服務(wù)器上以較少的CPU和RAM資源消耗來(lái)滿足5G IPSec安全需求，并實(shí)現(xiàn)5G核心網(wǎng)絡(luò)和邊緣計(jì)算應(yīng)用。

此外，在邊緣計(jì)算發(fā)展中功能與處理能力的平衡關(guān)系需要把握。賽普拉斯CEO Hassane EI-Khoury指出：“一方面是邊緣計(jì)算的計(jì)算能力、處理能力，另一方面是邊緣計(jì)算的功耗。如果增加邊緣計(jì)算的能力，意味著處理器性能更強(qiáng)、功耗更大。為了提升處理能力，就不得不把電池更大?！?/p>

為了解決這樣一個(gè)難題，半導(dǎo)體企業(yè)賽普拉斯推出超低功耗可編程系統(tǒng)PSoC 6 MCU解決方案，通過(guò)PSoC 6可以支持性能達(dá)到M4性能的微控制器，功耗水平相當(dāng)于M0級(jí)別的微控制器，一個(gè)M4級(jí)別的微控制器的性能和處理能力，用一個(gè)150MHz主頻M4的微控制器，用電池支持連續(xù)工作半年一年乃至一年半，進(jìn)而消除了邊緣計(jì)算發(fā)展中面臨的很大障礙。Hassane EI-Khoury 表示，他們還將把這個(gè)邊界繼續(xù)向前推進(jìn)，在降低功耗的同時(shí)在邊緣計(jì)算中實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜的應(yīng)用，部署更強(qiáng)大的處理能力。”

邊緣計(jì)算和嵌入式人工智能，需要在有限的資源下完成越來(lái)越多的計(jì)算，如何更高效的利用邊緣側(cè)和終端側(cè)的資源，這需要對(duì)芯片、硬件和操作系統(tǒng)層面全面理解。“從整個(gè)系統(tǒng)層面進(jìn)行深入的定制和優(yōu)化才能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化。這需要產(chǎn)業(yè)鏈各方共同協(xié)作，才能推動(dòng)邊緣計(jì)算的發(fā)展和實(shí)現(xiàn)商業(yè)化落地?！敝悄芙K端平臺(tái)技術(shù)提供商中科創(chuàng)達(dá)董事長(zhǎng)兼CEO趙鴻飛指出。

對(duì)此，中科創(chuàng)達(dá)推出 TurboX AI Kit，為開發(fā)者和制造商降低開發(fā)成本、快速驗(yàn)證端側(cè)AI算法和開發(fā)場(chǎng)景化應(yīng)用，進(jìn)而快速實(shí)現(xiàn)原型產(chǎn)品設(shè)計(jì)。TurboX AI Kit凝聚端側(cè)AI商用技術(shù)，融合了硬件、軟件與云功能。為不同級(jí)別的AI開發(fā)者提供終端側(cè)人工智能高性能的計(jì)算平臺(tái)和豐富的開發(fā)工具，支持他們將日益盛行的AI技術(shù)融入邊緣及端側(cè)設(shè)備，以滿足物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、機(jī)器人、工業(yè)控制、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域各種不同應(yīng)用的需要。

此外，作為邊緣計(jì)算聯(lián)盟早起的發(fā)起單位，華為也在kubedge、LerOS、邊緣協(xié)同開發(fā)等方面進(jìn)行了布局。前幾天，華為還成立了智能計(jì)算事業(yè)部，華為的AI芯片、云服務(wù)、邊緣計(jì)算平臺(tái)等業(yè)務(wù)之間相互協(xié)同支撐，進(jìn)而更好地在5G時(shí)代發(fā)力。