關(guān)于邊緣計(jì)算技術(shù)

近年來，“物聯(lián)網(wǎng)”“云計(jì)算”等技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，但是隨著萬物互聯(lián)以及 5G 高帶寬、低時(shí)延的時(shí)代的到來，各類業(yè)務(wù)如車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制、4K/8K、虛擬現(xiàn)實(shí) / 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（VR/AR）等所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量增長，對(duì)計(jì)算設(shè)施帶來了實(shí)時(shí)性、網(wǎng)絡(luò)依賴性和安全性等方面的要求，為了解決這些問題，國內(nèi)外學(xué)者們提出了邊緣計(jì)算的概念。邊緣計(jì)算的“邊緣”指的是在數(shù)據(jù)源與云端數(shù)據(jù)中心之間的任何計(jì)算及網(wǎng)絡(luò)資源。例如，智能手機(jī)就是個(gè)人與云端的“邊緣”，遼寧邊緣計(jì)算卡，智能家居中的網(wǎng)關(guān)就是家庭設(shè)備與云端的“邊緣”。邊緣計(jì)算的基本原理就是在靠近數(shù)據(jù)源的地方進(jìn)行計(jì)算，是在靠近物或數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)，融合網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用能力，就近提供邊緣智能服務(wù)的開放平臺(tái)。與云計(jì)算相比較，邊緣計(jì)算就近布置，因而可以理解為云計(jì)算的下沉。

邊緣計(jì)算實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)前的連接性、集中化和智能化，由此可以滿足敏捷連接、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能、安全與隱私保護(hù)等方面的需求，智能交通邊緣計(jì)算卡，是實(shí)現(xiàn)分布式自治、工業(yè)控制自動(dòng)化的重要支撐。

邊緣計(jì)算是計(jì)算系統(tǒng)從扁平到邊緣，以及面向 5G 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)的必然技術(shù)，同時(shí)也提供了一種新的生態(tài)系統(tǒng)和價(jià)值鏈。第三方數(shù)據(jù)分析機(jī)構(gòu)IDC 預(yù)測(cè)，到2020年，將有約500億的智能設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)，其中主要涉及智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備、個(gè)人交通工具等，其中 40% 的數(shù)據(jù)需要邊緣計(jì)算服務(wù)。邊緣計(jì)算有著強(qiáng)大市場潛力，也引起了各研究機(jī)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)組織、服務(wù)提供商和產(chǎn)業(yè)界極大的關(guān)注。

邊緣計(jì)算的應(yīng)用

智能制造是邊緣計(jì)算在物聯(lián)網(wǎng)中非常典型的應(yīng)用領(lǐng)域，借助于邊緣計(jì)算將促進(jìn) IT 和 OT 系統(tǒng)的深度融合。工業(yè)機(jī)器人是實(shí)現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)，近幾年工業(yè)機(jī)器人在中國市場呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的趨勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016 年中國市場工業(yè)機(jī)器人消費(fèi)總量達(dá) 87000 臺(tái)，F(xiàn)PGA邊緣計(jì)算卡，接近世界銷量的近三分之一，是世界上工業(yè)機(jī)器人市場。工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在汽車制造、3C 行業(yè)、物流、金屬加工、塑料和化工等行業(yè)，通過機(jī)器人完成搬運(yùn)和上下料、裝配和拆卸、焊接等工作環(huán)境惡劣、自動(dòng)化/執(zhí)行精度和安全程度要求非常高的工作場景。工業(yè)機(jī)器人需要具備應(yīng)對(duì)復(fù)雜的現(xiàn)場環(huán)境并結(jié)合當(dāng)前工作流程進(jìn)行綜合分析和判斷的能力，以及與其他機(jī)器人協(xié)作完成復(fù)雜工作任務(wù)的能力。這些都需要機(jī)器人配備智能控制器以執(zhí)行復(fù)雜的計(jì)算任務(wù)，而對(duì)于工廠環(huán)境使用幾十、上百臺(tái)機(jī)器人的應(yīng)用場景，如果每臺(tái)機(jī)器人都配備復(fù)雜的智能控制器，這將增加機(jī)器人的成本。但是如果采用邊緣技術(shù)，把工業(yè)機(jī)器人的智能控制器功能集中部署在生產(chǎn)車間的邊緣節(jié)點(diǎn)，在保證時(shí)延的情況下還能實(shí)現(xiàn)集中控制，完成機(jī)器人之間的聯(lián)動(dòng)協(xié)同，可以大大降低工業(yè)機(jī)器人的開發(fā)、部署和維護(hù)成本。

邊緣計(jì)算

說到邊緣計(jì)算，我們可以借助章魚的生活習(xí)性來加深理解。

“章魚”是一種擁有超高智商的無脊椎動(dòng)物。在時(shí)，它們動(dòng)作非常靈巧迅速，腕足之間高度配合，從來不會(huì)纏繞和打結(jié)。這是因?yàn)?，章魚巨量的神經(jīng)元有60％分布在八條腿上，腦部只有40％，是“多個(gè)小腦 一個(gè)大腦”的構(gòu)造，類似于分布式計(jì)算。

而邊緣計(jì)算也是一種分布式計(jì)算。它將數(shù)據(jù)資料的處理、應(yīng)用程序的運(yùn)行甚至一些功能服務(wù)的實(shí)現(xiàn)，由網(wǎng)絡(luò)中心下放到網(wǎng)絡(luò)邊緣的節(jié)點(diǎn)上，移動(dòng)邊緣計(jì)算卡，以減少業(yè)務(wù)的多級(jí)傳遞，降低網(wǎng)和傳輸?shù)呢?fù)擔(dān)

邊緣計(jì)算聯(lián)盟ECC針對(duì)邊緣計(jì)算，定義的了四個(gè)領(lǐng)域：設(shè)備域（感知與控制層）、網(wǎng)絡(luò)域（連接和網(wǎng)絡(luò)層）、數(shù)據(jù)域（存儲(chǔ)和服務(wù)層）、應(yīng)用域（業(yè)務(wù)和智能層）。這四個(gè)“層域”就是邊緣計(jì)算的計(jì)算對(duì)象。其應(yīng)用程序在邊緣側(cè)（章魚腳）發(fā)起，產(chǎn)生更快的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)響應(yīng)，滿足行業(yè)在實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、應(yīng)用智能、安全與隱私保護(hù)等方面的基本需求。

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