中年刘江川院士:边缘计算如何应对能源互联网的碎片化和复杂性? | CCF-GAIR 2020( 三 )


中年刘江川院士:边缘计算如何应对能源互联网的碎片化和复杂性? | CCF-GAIR 2020
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嵌入式系统也会遭受很大的挑战 , 软件方面 , 随着人工智能的发展 , 希望快速替换算法 , 这个矛盾怎么解决 , 包括传感器不光是视觉传感器 , 还要引进温度传感器、局部放电传感器等等 , 这都带来了多种挑战 。
这种情况下可以看到边缘计算引入的必要性 , 所谓的边缘计算是指靠近数据源头的一侧 , 采用网络、计算、存储、应用等核心能力为一体的开放平台 , 就近提供服务 。 这对于能耗要求较低的情况下 , 特别是实时业务、以及安全隐私考虑方面是非常重要的 。
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2025年的时候预计有50%的数据会在边沿侧分析存储 , 参考国内云计算市场 , 在2013年的时候不到50亿人民币 , 在过去这么多年平均增速达到70%以上 , 所以 , 边缘计算也将经历这个过程 。
应该说到2020年 , 整个物联网的设备有500亿左右 , 是非常高速的增长 , 在非常多的数量下需要智能化、低延时和本地组网 , 采用边缘技术的技术 , 作为和云计算相辅相成 , 或者是云计算下半场的技术 , 来共同达到工业互联网、智能互联网的要求 。
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整体而言 , 它是更稳定、更实时、更经济、更安全的解决方案 , 可以认为是云计算2.0 , 也是在弱网、弱电的情况下达到毫秒级的响应 , 大幅节省带宽成本、保护用户的隐私 。
这是边缘计算产生的背景 , 实际上我们可以看到 , 虽然人人都讲边缘计算 , 边缘计算概念仍然分很多层次 , 大家定义也未必一样 。
横向平台方面 , 包括云平台做下沉的服务 , 包括芯片厂商在做这个工作 , 也包括AI的能力 , 在上层有多种多样不同的场景 , 在下层有工业互联网的传输协议 , 智能芯片和传感器等等 。
边缘到底在哪里?这是根本性的问题 , 你会得到不同的答案 , 它们都有一定的道理 , 从链路上来说 , 从端到云不是一点而是若干个点 , 这若干个点都有可能会成为边缘 , 这些点都是互为合作的 , 以此形成边缘计算的生态 。
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典型的Edge也是自然的定义 , 这种定义下 , 从学术角度来说是覆盖网络的概念 。 覆盖网络概念应用最多是云计算的下沉 , 或者是CDN的计算赋能 。
从这个角度来说 , 来看亚马逊的分布式数据中心AWS Claud , 在全球有65Availability Zones Within, 22个Geographic Regions 。 Akamai最大的CDN厂商有24万的服务器分布在120个国家 。
在这种情况下 , 城市级会有分布式的部署 , 在全球或者是全国 , 是几百、几千到万的级 。 延迟基本上在100毫秒左右 。
针对消费互联网的应用是可以的 , 云游戏的应用也是可以的 , 但如果更低的就可以看到第二种情况 , Edge是IoT与互联网 , 这种定义的典型场景就是移动边缘计算 , 把5G基站作为边缘计算的载体 , 通过网络切片的技术给工业现场 。
我们可以看到国内的3G、4G的基站数量接近500万个 , 5G可能会达到1千万个 。 这样的延迟比分布式数据中心要小得多 , 基本上能达到50毫秒的延迟 。
但是这里有一个挑战 , 5G的耗电已经非常多了 , 再加上计算就更多了 , 因为计算的耗电是通信之上 。 另一方面 , 一旦遇到灾害性事故 , 还是常见的 , 比如说龙卷风、台风的袭击 , 造成电网的断电、基站的断电 , 在断电的情况下你是保通信还是保基站?这种情况下 , 负载迁移也是非常大的挑战 。