從硬件角度了解什么是邊緣計(jì)算？

由于物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，邊緣計(jì)算呈爆炸式增長(zhǎng)。隨著5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和5G 變得越來(lái)越普遍，新設(shè)備上線后將產(chǎn)生比以往任何時(shí)候都多的數(shù)據(jù)。因此，許多企業(yè)發(fā)現(xiàn)使用邊緣計(jì)算來(lái)執(zhí)行實(shí)時(shí)、低延遲的數(shù)據(jù)分析非常有效。邊緣計(jì)算使本地處理數(shù)據(jù)接近數(shù)據(jù)生成源成為可能。

什么是邊緣計(jì)算?

邊緣計(jì)算是一種去中心化的計(jì)算框架，計(jì)算能力更接近數(shù)據(jù)生成的源頭。邊緣計(jì)算機(jī)就像處理和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的微型數(shù)據(jù)中心，只將必要的數(shù)據(jù)發(fā)送到云端進(jìn)行存儲(chǔ)或后處理。例如，邊緣計(jì)算解決方案部署在物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備附近，提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集、存儲(chǔ)和處理。這減少了所涉及的延遲量并減少了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備所需的互聯(lián)網(wǎng)帶寬量。

邊緣計(jì)算的快速發(fā)展是因?yàn)閷⑽锫?lián)網(wǎng)設(shè)備和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備生成的所有數(shù)據(jù)發(fā)送到集中式數(shù)據(jù)中心進(jìn)行處理和存儲(chǔ)導(dǎo)致邊緣計(jì)算可以輕松解決延遲和帶寬問(wèn)題。

邊緣計(jì)算通過(guò)在創(chuàng)建數(shù)據(jù)的源本地處理和存儲(chǔ)物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)，減輕了數(shù)據(jù)中心的負(fù)擔(dān)。向數(shù)據(jù)中心發(fā)送更少的數(shù)據(jù)可以為部署邊緣計(jì)算機(jī)的組織節(jié)省大量帶寬成本。此外，在本地處理數(shù)據(jù)會(huì)顯著減少延遲，因?yàn)閿?shù)據(jù)不需要從源設(shè)備到數(shù)據(jù)中心再返回很遠(yuǎn)的距離。隨著5G變得越來(lái)越普遍，邊緣計(jì)算只會(huì)變得越來(lái)越普遍和更快，依靠邊緣計(jì)算改善組織的體驗(yàn)。

邊緣計(jì)算對(duì)于組織和企業(yè)至關(guān)重要，因?yàn)橥ㄟ^(guò)收集、處理和分析由工業(yè)環(huán)境(例如制造設(shè)施)中常見(jiàn)的數(shù)千個(gè)傳感器和連接設(shè)備生成的數(shù)據(jù)產(chǎn)生的洞察力。

分析物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備生成的數(shù)據(jù)可以深入了解企業(yè)的運(yùn)營(yíng)情況，使組織能夠?qū)?shí)時(shí)數(shù)據(jù)快速采取行動(dòng)。實(shí)時(shí)對(duì)洞察做出反應(yīng)的能力使企業(yè)和組織能夠提高他們的生產(chǎn)力以及他們提供的產(chǎn)品或服務(wù)的質(zhì)量。也就是說(shuō)，要從數(shù)據(jù)中提取寶貴的見(jiàn)解，計(jì)算能力必須轉(zhuǎn)移到靠近數(shù)據(jù)生成源的邊緣。

盡管邊緣計(jì)算越來(lái)越受歡迎，但云計(jì)算在當(dāng)今的現(xiàn)代世界中仍然占有一席之地。邊緣計(jì)算通過(guò)支持需要實(shí)時(shí)、低延遲數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用程序來(lái)補(bǔ)充云計(jì)算。

在邊緣計(jì)算中，邊緣是指數(shù)據(jù)生成的源頭。例如，如果你部署了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備或傳感器來(lái)監(jiān)控作物的生長(zhǎng)，則邊緣將靠近傳感器和生成數(shù)據(jù)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。邊緣與云不同，云通常位于距離生成數(shù)據(jù)的設(shè)備數(shù)千英里之外。也就是說(shuō)，邊緣在哪里的問(wèn)題從一個(gè)應(yīng)用程序到另一個(gè)應(yīng)用程序是不同的，因?yàn)樗Q于拓?fù)?。但是，通常情況下，邊緣通常比云更靠近數(shù)據(jù)生成設(shè)備。

邊緣計(jì)算的好處是什么?

邊緣計(jì)算提供了幾個(gè)好處，如下所述：

1. 低延遲計(jì)算

邊緣計(jì)算提供的主要好處之一是它提供比云計(jì)算低得多的延遲。低延遲對(duì)于需要實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和分析的應(yīng)用程序至關(guān)重要，其中每一毫秒都很重要。盡管某些應(yīng)用程序可能需要100毫秒的延遲，但有些關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用程序需要顯著減少延遲，而這只能通過(guò)邊緣計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)。邊緣計(jì)算提供更低的延遲，因?yàn)檫吘売?jì)算機(jī)通常部署在靠近數(shù)據(jù)生成源的地方，從而縮短了數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析所需的距離。

2. 降低帶寬利用率

邊緣計(jì)算的第二個(gè)好處是它減少了所需的互聯(lián)網(wǎng)帶寬量。邊緣計(jì)算需要更少的帶寬，因?yàn)閿?shù)據(jù)是在邊緣計(jì)算機(jī)上本地收集、存儲(chǔ)和處理的，不需要將所有原始數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心進(jìn)行處理和分析。

也就是說(shuō)，在本地處理數(shù)據(jù)并不意味著不必將數(shù)據(jù)發(fā)送到云，而是必須將更少的數(shù)據(jù)發(fā)送到云。之所以如此，是因?yàn)橛|發(fā)特定觸發(fā)器的數(shù)據(jù)被發(fā)送到云端進(jìn)行后處理和分析。這樣做可以減少所需的互聯(lián)網(wǎng)帶寬。對(duì)于采用計(jì)量數(shù)據(jù)計(jì)劃的企業(yè)和組織，這將顯著節(jié)省成本。

3. 減輕數(shù)據(jù)中心的負(fù)擔(dān)

隨著數(shù)據(jù)量呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，人們正在尋求替代方案來(lái)減輕數(shù)據(jù)中心的壓力。邊緣計(jì)算可以通過(guò)在邊緣計(jì)算設(shè)備上本地存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)來(lái)減輕數(shù)據(jù)中心的壓力。邊緣計(jì)算機(jī)已經(jīng)走了很長(zhǎng)一段路，可以配置強(qiáng)大的處理器和大量高速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，使它們能夠在邊緣而不是云端處理和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

4. 工作負(fù)載整合

部署邊緣計(jì)算設(shè)備可以將工作負(fù)載整合到更少的設(shè)備上，從而為企業(yè)和組織節(jié)省大量資金。這使組織能夠減少其硬件占用空間并減少故障點(diǎn)，因?yàn)檩^少的組件會(huì)發(fā)生故障。此外，通過(guò)使用邊緣計(jì)算機(jī)整合工作負(fù)載，企業(yè)和組織將擁有更少的設(shè)備來(lái)維護(hù)和監(jiān)控。

5. 預(yù)測(cè)性維護(hù)

部署邊緣計(jì)算機(jī)的好處之一是它們支持預(yù)測(cè)性維護(hù)。也就是說(shuō)，邊緣計(jì)算機(jī)可以監(jiān)控從各種設(shè)備和傳感器收集到的數(shù)據(jù)，以確保機(jī)器設(shè)備正常、好地運(yùn)行。此外，邊緣計(jì)算機(jī)可以使用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí) (ML) 算法來(lái)檢測(cè)何時(shí)可能發(fā)生故障，提示管理層在故障發(fā)生之前執(zhí)行維護(hù)或更換組件。這可以為企業(yè)節(jié)省大量時(shí)間和金錢(qián)，因?yàn)榭梢苑奖愕剡M(jìn)行維護(hù)，而不會(huì)突然停止生產(chǎn)。

6. 數(shù)據(jù)安全

邊緣計(jì)算提供了數(shù)據(jù)安全性，因?yàn)樾枰獋鬏數(shù)綌?shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)更少，從而減少了數(shù)據(jù)在傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心時(shí)被錯(cuò)誤處理或盜用的機(jī)會(huì)。此外，邊緣計(jì)算機(jī)配備了 TPM 2.0，它通過(guò)身份驗(yàn)證和密鑰管理來(lái)保護(hù)設(shè)備。此外，跨各種計(jì)算設(shè)備分布處理、存儲(chǔ)和應(yīng)用程序使得單個(gè)的中斷很難關(guān)閉整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。

7. 可靠性

邊緣計(jì)算硬件經(jīng)過(guò)加固，使邊緣計(jì)算機(jī)比以往任何時(shí)候都更加可靠。堅(jiān)固耐用的邊緣計(jì)算機(jī)可以部署在遠(yuǎn)程和具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中，同時(shí)它們可以承受服務(wù)器和普通臺(tái)式計(jì)算機(jī)無(wú)法承受的惡劣環(huán)境因素。此外，邊緣計(jì)算機(jī)配備了各種有線和無(wú)線連接選項(xiàng)，確保邊緣設(shè)備即使在互聯(lián)網(wǎng)連接不穩(wěn)定的遠(yuǎn)程環(huán)境中也能保持連接到互聯(lián)網(wǎng)。

邊緣計(jì)算的缺點(diǎn)

以下是與邊緣計(jì)算相關(guān)的一些缺點(diǎn)：

1. 可擴(kuò)展性

擴(kuò)展云計(jì)算比擴(kuò)展邊緣計(jì)算更容易，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)在云上單擊鼠標(biāo)按鈕輕松添加更多存儲(chǔ)和計(jì)算能力。這與擴(kuò)展邊緣計(jì)算不同，邊緣計(jì)算必須為組織添加或物理升級(jí)設(shè)備才能獲得更多計(jì)算能力或存儲(chǔ)空間。

2. 安全

保護(hù)分布式邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)可能很困難，并且通常需要對(duì)每個(gè)單獨(dú)部署的設(shè)備進(jìn)行物理訪問(wèn)。此外，添加多個(gè)邊緣計(jì)算設(shè)備會(huì)增加攻擊的表面積。然而，邊緣計(jì)算機(jī)配備了TPM 2.0，可通過(guò)身份驗(yàn)證和密鑰管理保護(hù)設(shè)備免受物理攻擊。

3. 存儲(chǔ)空間

邊緣計(jì)算需要比數(shù)據(jù)中心服務(wù)器更多的存儲(chǔ)空間。但是，隨著固態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量的增加和 SSD變得越來(lái)越便宜，邊緣可以擁有大量存儲(chǔ)空間，從而減輕數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)所有物聯(lián)網(wǎng)和 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的負(fù)擔(dān)。

4. 維護(hù)

邊緣計(jì)算機(jī)可能需要比服務(wù)器更多的維護(hù)，并且訪問(wèn)邊緣計(jì)算機(jī)通常比訪問(wèn)服務(wù)器更困難和耗時(shí)。這是因?yàn)檫吘売?jì)算機(jī)是分布式的，并且維護(hù)可能需要訪問(wèn)部署設(shè)備的每個(gè)位置。

為什么邊緣計(jì)算很重要?

邊緣計(jì)算很重要，因?yàn)橛斜匾m應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備生成的數(shù)據(jù)的顯著增加。生成的所有原始數(shù)據(jù)都必須進(jìn)行處理和存儲(chǔ)，這就需要邊緣計(jì)算設(shè)備在本地處理和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，以減輕數(shù)據(jù)中心的負(fù)擔(dān)。

邊緣計(jì)算機(jī)就像位于數(shù)據(jù)生成源附近的小型數(shù)據(jù)中心。邊緣計(jì)算機(jī)可以通過(guò)在本地處理和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)減輕數(shù)據(jù)中心的壓力，只將特定的基本數(shù)據(jù)推送到云端。邊緣計(jì)算與云計(jì)算的不同之處在于，大多數(shù)數(shù)據(jù)是在本地處理和存儲(chǔ)的，只有一些相關(guān)或重要的數(shù)據(jù)被發(fā)送到云端。這顯著減少了數(shù)據(jù)中心必須處理或存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量。

以監(jiān)控系統(tǒng)為例。在舊系統(tǒng)中，所有原始素材都上傳到云端進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。然而，智能監(jiān)控系統(tǒng)配備了邊緣計(jì)算機(jī)來(lái)存儲(chǔ)、處理和分析視頻片段，只將觸發(fā)特定觸發(fā)器的視頻片段上傳到云端進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制。僅發(fā)送一些視頻片段與發(fā)送整個(gè)視頻片段相比，顯著降低了數(shù)據(jù)中心的壓力。因此，毫無(wú)疑問(wèn)，邊緣計(jì)算將在未來(lái)發(fā)揮至關(guān)重要的作用，以減輕數(shù)據(jù)爆炸給數(shù)據(jù)中心帶來(lái)的壓力。

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