邊緣計(jì)算技術(shù)發(fā)展分析

1、 邊緣計(jì)算技術(shù)發(fā)展分析是流行詞還是未來(lái)？ 導(dǎo)語(yǔ)隨著5G商用化進(jìn)程的推進(jìn)，邊緣計(jì)算正式站上了市場(chǎng)的風(fēng)口，成為一股不可阻擋的技術(shù)趨勢(shì)。那么，在風(fēng)口之下，邊緣計(jì)算的未來(lái)清晰了嗎？市場(chǎng)研究&咨詢(xún)公司Grand View Research預(yù)測(cè)，即使在冠狀病毒在全球肆虐的背景下，邊緣計(jì)算以及5G網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)最終也將出現(xiàn)顯著增長(zhǎng)。到2027年，邊緣計(jì)算解決方案的市場(chǎng)規(guī)模將從35億美元增長(zhǎng)到434億美元。隨著5G商用化進(jìn)程的推進(jìn)，邊緣計(jì)算正式站上了市場(chǎng)的風(fēng)口，成為一股不可阻擋的技術(shù)趨勢(shì)。也有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，邊緣計(jì)算的高增長(zhǎng)，有可能會(huì)在計(jì)算領(lǐng)域上演“中心走向邊緣，邊緣走向中心”的一幕。誠(chéng)然，這樣的論斷并非“空穴來(lái)風(fēng)”

2、。日前，全球邊緣計(jì)算大會(huì)在北京成功召開(kāi)，在該領(lǐng)域率先展開(kāi)布局的阿里云、百度智能云、華為等互聯(lián)網(wǎng)科技廠(chǎng)商的專(zhuān)家接連出場(chǎng)，大談自家的邊緣計(jì)算布局和發(fā)展。市場(chǎng)的追捧似乎正如此前聯(lián)想集團(tuán)CTO芮勇博士所介紹的，“在行業(yè)智能化新需求的拉動(dòng)下，邊緣正在變得越來(lái)越主流?！蹦敲?，在風(fēng)口之下，邊緣計(jì)算的未來(lái)清晰了嗎？1起源施巍松教授是邊緣計(jì)算的早期提出者之一和主要倡導(dǎo)者，也是國(guó)際邊緣計(jì)算研討會(huì)的創(chuàng)始人。在評(píng)上美國(guó)終身教授之前，施巍松一直主攻功耗（energy efficiency）方向的研究。2008年，他開(kāi)始思考，彼時(shí)的數(shù)據(jù)中心已經(jīng)受到非常高的重視，但是耗電很大，如何才能進(jìn)一步的解決數(shù)據(jù)中心的節(jié)能問(wèn)題。于是，

3、他和他的團(tuán)隊(duì)開(kāi)始了有關(guān)數(shù)據(jù)中心的節(jié)能研究，并在隨后幾年內(nèi)取得了不錯(cuò)的研究成果和行業(yè)影響力。這在當(dāng)時(shí)，Google等國(guó)際頂尖科技企業(yè)也同步開(kāi)了這方面的研究。那么，這與邊緣計(jì)算有什么關(guān)系呢？隨著施巍松與其團(tuán)隊(duì)在數(shù)據(jù)中心層面，也就是后面常說(shuō)的云端領(lǐng)域做了諸多的研究，積累了經(jīng)驗(yàn)，他開(kāi)始順著這個(gè)思路，去思考下一步去哪里執(zhí)行數(shù)據(jù)計(jì)算。2014年左右，施巍松開(kāi)始關(guān)注邊緣計(jì)算。也是從這個(gè)時(shí)候，他和他的團(tuán)隊(duì)嘗試著想要把計(jì)算推行到邊緣。而此時(shí)正是邊緣計(jì)算從技術(shù)儲(chǔ)備期向快速增長(zhǎng)期過(guò)渡的階段，自此，邊緣計(jì)算進(jìn)入行業(yè)視野，相關(guān)論文增長(zhǎng)10余倍，得到了前所未有的快速發(fā)展。同時(shí)，這樣的研究轉(zhuǎn)變，在施巍松看來(lái)，是相當(dāng)于之前的

4、項(xiàng)目延伸。盡管當(dāng)前對(duì)于邊緣計(jì)算還有沒(méi)有完全確定的概念定義，但是基于云計(jì)算與邊緣計(jì)算的協(xié)同關(guān)系，也存在部分業(yè)內(nèi)人士將邊緣計(jì)算看作是云計(jì)算的補(bǔ)充和延伸。誠(chéng)然，這樣的觀點(diǎn)存在爭(zhēng)議。但是，在此，我們依舊可以將其用以理解邊緣計(jì)算。在目前的互聯(lián)網(wǎng)科技企業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)解決方案中，云邊端一體化的思路往往是主流。從市場(chǎng)的角度來(lái)看，將云計(jì)算與邊緣計(jì)算結(jié)合理解，更有助于我們?nèi)フJ(rèn)知。實(shí)際上，不管如何看待云計(jì)算與邊緣計(jì)算兩者的關(guān)系，后者的發(fā)展也或多或少可以歸結(jié)于前者的推動(dòng)。在數(shù)字時(shí)代，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的快速發(fā)展和云服務(wù)的推動(dòng)，日常的生活往往會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)需要收集、處理和分析，以支持智能設(shè)備的工作和智慧服務(wù)的開(kāi)展。當(dāng)云計(jì)算

5、無(wú)法很好的解決現(xiàn)有的數(shù)據(jù)計(jì)算問(wèn)題，邊緣計(jì)算也就順勢(shì)推出，成為技術(shù)的另一個(gè)選擇。在云端與終端之間，這是一個(gè)居中取優(yōu)的概念。施巍松在他的論文Edge Computing: Vision and Challenges對(duì)“邊緣計(jì)算”如此定義邊緣計(jì)算是指允許計(jì)算在網(wǎng)絡(luò)邊緣，代表云服務(wù)的下游數(shù)據(jù)和代表物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的上游數(shù)據(jù)上執(zhí)行的使能技術(shù)。在這里，我們將“邊緣”定義為沿著數(shù)據(jù)源和云數(shù)據(jù)中心之間的路徑的任何計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)資源。簡(jiǎn)單理解，“邊緣”是相對(duì)的，位于靠近智能終端（也就是數(shù)據(jù)的源頭）的網(wǎng)絡(luò)一側(cè)就是邊緣。智能終端產(chǎn)生的部分?jǐn)?shù)據(jù)不再經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)到達(dá)云端處理，直接在本土邊緣進(jìn)行計(jì)算和存儲(chǔ)，從而降低了時(shí)間延遲和網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷

6、，并保障了數(shù)據(jù)的安全隱私。這是邊緣計(jì)算相對(duì)于云計(jì)算的優(yōu)越性。也正是基于這些優(yōu)勢(shì)，邊緣計(jì)算在今天受到越來(lái)越多的科技企業(yè)關(guān)注和重視，逐步投入邊緣計(jì)算領(lǐng)域研究。2流行在施巍松教授看來(lái)，目前邊緣計(jì)算領(lǐng)域取得最大的突破在于應(yīng)用場(chǎng)景逐漸清晰化。所謂有的放矢，不管是我們理解邊緣計(jì)算的概念，或是認(rèn)知邊緣計(jì)算的優(yōu)勢(shì)，實(shí)際上都是基于場(chǎng)景應(yīng)用來(lái)判斷的。而推動(dòng)邊緣計(jì)算發(fā)展的，是在5G、AI、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新技術(shù)的支持下，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）應(yīng)用的成熟，隨之而來(lái)是智能家居、智慧城市、智慧交通、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等場(chǎng)景的建設(shè)大步開(kāi)展，實(shí)時(shí)計(jì)算需求的爆發(fā)，直接大幅提升了邊緣計(jì)算的應(yīng)用需求。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2019年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)數(shù)達(dá)

7、107億個(gè)，同增17.58%，預(yù)計(jì)2020年有望同比增長(zhǎng)19%達(dá)127億個(gè)，2025年物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)數(shù)有望達(dá)到252億個(gè)。不難發(fā)展，邊緣計(jì)算的發(fā)展有著足夠扎實(shí)的基礎(chǔ)場(chǎng)景支持。而這些場(chǎng)景，正是當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)科技公司競(jìng)相角逐的領(lǐng)域。隨著場(chǎng)景建設(shè)起步，邊緣計(jì)算的關(guān)注與重視也就“水到渠成”，進(jìn)而發(fā)生了從過(guò)去的云端一體化到現(xiàn)在的云邊端一體化的思路轉(zhuǎn)變。這樣思路也決定了互聯(lián)網(wǎng)科技廠(chǎng)商們習(xí)慣于將邊緣計(jì)算定義為云能力在邊緣端的拓展。譬如，阿里的物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算（Link IoT Edge），實(shí)際上便是阿里云功能向邊緣端的下沉，基本繼承了阿里云在安全、存儲(chǔ)、計(jì)算、人工智能等方面的能力。云能力像這樣下沉到邊緣，進(jìn)而又可

8、以在本地范圍搭建自閉環(huán)的管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)本地自治。騰訊云的邊緣智能數(shù)據(jù)處理（IoT EIDP）便支持客戶(hù)將AI算法容器部署在邊緣硬件平臺(tái)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)離線(xiàn)AI計(jì)算，在確保數(shù)據(jù)反饋迅速、降低運(yùn)營(yíng)成本的同時(shí)，也保障了智慧運(yùn)算的隱私安全?？偟膩?lái)說(shuō)，邊緣計(jì)算在場(chǎng)景應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)非常顯著，承接云計(jì)算能力，它甚至可以解決云計(jì)算深受詬病的問(wèn)題，譬如客戶(hù)最忌憚的數(shù)據(jù)安全、隱私等等?？梢哉f(shuō)，邊緣計(jì)算的流行并非無(wú)端起風(fēng)，在云邊協(xié)同的理念，云計(jì)算有多么火熱，邊緣計(jì)算便能追隨跟上，成為下一個(gè)技術(shù)布局的重點(diǎn)。當(dāng)然，伴隨著兩個(gè)技術(shù)的差異化，即云計(jì)算的集中化與邊緣計(jì)算的分布式，未來(lái)后者的熱度甚至可以超越前者，成為更加廣泛的選擇。但

9、是，這也是僅是面向未來(lái)的預(yù)想。在當(dāng)下，邊緣計(jì)算發(fā)展的桎梏還須解決云邊協(xié)同的技術(shù)問(wèn)題和部署問(wèn)題。譬如，邊緣節(jié)點(diǎn)需要與其他節(jié)點(diǎn)整合，與云中心聯(lián)動(dòng)，數(shù)據(jù)資源如何進(jìn)行篩選、遷移，都是需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。而邊緣節(jié)點(diǎn)之間、邊緣與中心之間也都需要一個(gè)統(tǒng)一的底層傳輸網(wǎng)絡(luò)支持，涉及到的協(xié)議棧優(yōu)化、私有協(xié)議以及動(dòng)態(tài)選路和組網(wǎng)技術(shù)都需要面對(duì)。那么，解決這一系列問(wèn)題的前提都在于對(duì)云計(jì)算的深入理解，阿里云與百度智能云都傾向于擁抱云原生的理念。其中，阿里云主要利用云原生實(shí)現(xiàn)資源的抽象和納管，以容器作為主要的服務(wù)載體，來(lái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)外部業(yè)務(wù)的交付。3未來(lái)百度智能云對(duì)于云計(jì)算與邊緣計(jì)算的理解很是有趣，也好理解。其認(rèn)為，云計(jì)算是數(shù)據(jù)

10、跟著計(jì)算走，而邊緣計(jì)算是計(jì)算跟著數(shù)據(jù)走。這種理解也直接推動(dòng)了百度智能云基于CDN節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)來(lái)打造自家的邊緣計(jì)算產(chǎn)品BEC(Baidu Edge Computing)，以此搭建云+邊+端一體的分布式計(jì)算架構(gòu)。誠(chéng)然，跟著數(shù)據(jù)走的另一面，本身也就意味著分布式的計(jì)算布局。而在現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用中，如果所有的終端設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)都“一股腦兒”的經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)到達(dá)云端處理，很難實(shí)時(shí)滿(mǎn)足越來(lái)越嚴(yán)苛的數(shù)據(jù)處理需求。在萬(wàn)物互聯(lián)的數(shù)據(jù)時(shí)代，快速處理數(shù)據(jù)是一項(xiàng)至關(guān)重要的能力。以場(chǎng)景來(lái)看，在智慧交通方面，華為云的IoT邊緣（IoT Edge）需要實(shí)時(shí)提供碰撞告警、紅綠燈相位推送、車(chē)流量感知及控制等智能服務(wù)，皆是需要場(chǎng)景之下快速的數(shù)據(jù)處理和反饋能力。以體驗(yàn)來(lái)看，在視頻觀看方面，愛(ài)奇藝應(yīng)用百度智能云邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)BEC后，分發(fā)到用戶(hù)側(cè)觀看速度提升了20%，用戶(hù)體驗(yàn)有了25%的優(yōu)質(zhì)提升?？梢?jiàn)，邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)支持的分發(fā)能力往往就是影響你下飯觀影體驗(yàn)的一個(gè)重要因素。事實(shí)上，計(jì)算發(fā)展至今，在社會(huì)運(yùn)作過(guò)程的影響越來(lái)越大。在2016年，浪潮王恩東院士便提出，“融合是未來(lái)趨勢(shì)，融合的結(jié)果是一切皆計(jì)算。”多年以來(lái)，在邊緣計(jì)算的流行風(fēng)口上，我們看到的恰恰是這樣一個(gè)技術(shù)融合（5G、AI、云計(jì)算、物聯(lián)