Какво е крайно изчисление и защо има значение?

Edge computing трансформира начина, по който данните се обработват, обработват и доставят от милиони устройства по целия свят. Експлозивният растеж на устройствата, свързани с интернет – IoT – заедно с новите приложения, които изискват изчислителна мощност в реално време, продължава да движи крайните изчислителни системи.

По-бързите мрежови технологии, като 5G безжична връзка, позволяват на крайните изчислителни системи да ускоряват създаването или поддръжката на приложения в реално време, като обработка на видео и анализи, самоуправляващи се автомобили, изкуствен интелект и роботика, за да назовем малцина.

Докато ранните цели на крайните изчисления бяха да се справят с разходите за честотна лента за данни, пътуващи на дълги разстояния, поради растежа на генерираните от IoT данни, нарастването на приложенията в реално време, които се нуждаят от обработка на периферията, движи технологията напред.

Какво е крайно изчисление?

Gartner определя крайното изчисление като „част от разпределена изчислителна топология, в която обработката на информация е разположена близо до границата – където нещата и хората произвеждат или консумират тази информация.“

На основното си ниво периферните изчисления доближават изчисленията и съхранението на данни до устройствата, където се събират, вместо да разчитат на централно местоположение, което може да е на хиляди километри. Това се прави, така че данните, особено данните в реално време, да не страдат от проблеми със закъснението, които могат да повлияят на производителността на приложението. Освен това компаниите могат да спестят пари, като извършват обработката локално, намалявайки количеството данни, които трябва да бъдат обработени в централизирано или базирано на облак местоположение.

Edge computing беше разработен поради експоненциалния растеж на IoT устройства, които се свързват с интернет или за получаване на информация от облака, или за доставяне на данни обратно в облака. И много IoT устройства генерират огромни количества данни по време на своите операции.

Помислете за устройства, които наблюдават производствено оборудване във фабрика, или свързана с интернет видеокамера, която изпраща кадри на живо от отдалечен офис. Въпреки че едно устройство, генериращо данни, може да ги предаде в мрежа доста лесно, проблеми възникват, когато броят на устройствата, предаващи данни едновременно, нараства. Вместо една видеокамера, предаваща запис на живо, умножете това по стотици или хиляди устройства. Не само качеството ще пострада поради забавяне, но и разходите за честотна лента могат да бъдат огромни.

Хардуерът и услугите за периферни изчисления помагат за решаването на този проблем, като са локален източник на обработка и съхранение за много от тези системи. Крайният шлюз, например, може да обработва данни от крайно устройство и след това да изпраща само съответните данни обратно през облака, намалявайки нуждата от честотна лента. Или може да изпраща данни обратно към крайното устройство в случай на нужди от приложения в реално време. (Вижте също: Edge gateways са гъвкави, здрави средства за IoT)

Тези крайни устройства могат да включват много различни неща, като например IoT сензор, преносим компютър на служител, техния най-нов смартфон, охранителна камера или дори свързаната с интернет микровълнова фурна в стаята за почивка в офиса. Самите крайни шлюзове се считат за крайни устройства в рамките на периферна изчислителна инфраструктура.

Случаи на използване на крайни компютри

Има толкова много различни случаи на крайна употреба, колкото и потребители – подредбата на всеки ще бъде различна – но няколко индустрии са особено в челните редици на периферните изчисления. Производителите и тежката промишленост използват крайния хардуер като средство за приложения, непоносими към забавяне, като поддържат процесорната мощност за неща като автоматизирана координация на тежки машини на фабричен етаж близо до мястото, където е необходимо. Edge също така предоставя начин за тези компании да интегрират IoT приложения като предсказуема поддръжка близо до машините. По същия начин селскостопанските потребители могат да използват крайни изчисления като слой за събиране на данни от широк набор от свързани устройства, включително сензори за почва и температура, комбайни и трактори и др. (Прочетете повече за IoT във фермата: Дронове и сензори за по-добри добиви)

Хардуерът, необходим за различните типове внедряване, ще се различава значително. Индустриалните потребители, например, ще поставят първокласно внимание върху надеждността и ниската латентност, изисквайки здрави крайни възли, които могат да работят в суровата среда на фабричен етаж, и специални комуникационни връзки (частни 5G, специализирани Wi-Fi мрежи или дори кабелни връзки ), за да постигнат целите си. Свързаните селскостопански потребители, напротив, все още ще се нуждаят от здраво крайно устройство, за да се справят с внедряването на открито, но частта за свързване може да изглежда съвсем различно – ниската латентност все още може да е изискване за координиране на движението на тежко оборудване, но сензорите за околната среда вероятно са да имате както по-висок обхват, така и по-ниски изисквания за данни – LP-WAN връзка, Sigfox или други подобни може да бъде най-добрият избор там.

Другите случаи на употреба представляват напълно различни предизвикателства. Търговците на дребно могат да използват периферни възли като клирингова къща в магазина за множество различни функционалности, обвързване на данни от точката на продажба заедно с целеви промоции, проследяване на трафика и други за унифицирано приложение за управление на магазина. Частта за свързване тук може да бъде проста – вътрешен Wi-Fi за всяко устройство – или по-сложна, с Bluetooth или друга свързаност с ниска мощност, обслужваща проследяване на трафика и промоционални услуги, и Wi-Fi, запазен за точка на продажба и за себе си -Разгледайте.

Edge оборудване

Физическата архитектура на edge може да бъде сложна, но основната идея е, че клиентските устройства се свързват към близкия edge модул за по-отзивчива обработка и по-плавни операции. Терминологията варира, така че ще чуете модулите, наречени крайни сървъри и „крайни шлюзове“, между другото.

Направи си сам и опции за обслужване

Начинът, по който се закупува и внедрява периферна система, също може да варира значително. От единия край на спектъра бизнесът може да иска да се справи с голяма част от процеса от своя край. Това би включвало избор на периферни устройства, вероятно от доставчик на хардуер като Dell, HPE или IBM, архитектура на мрежа, която е адекватна на нуждите на случая на употреба, и закупуване на софтуер за управление и анализ, способен да прави това, което е необходимо. Това е много работа и би изисквало значителен вътрешен експертен опит от страна на ИТ, но все пак може да бъде привлекателна опция за голяма организация, която иска напълно персонализирано периферно внедряване.

От другата страна на спектъра, доставчиците в конкретни вертикали все повече маркетингират услуги, които управляват. Организация, която иска да приеме тази опция, може просто да поиска от доставчика да инсталира собствено оборудване, софтуер и мрежи и да плати редовна такса за използване и поддръжка. Предложенията на IIoT от компании като GE и Siemens попадат в тази категория. Това има предимството, че е лесно и сравнително без главоболия по отношение на внедряването, но силно управлявани услуги като тази може да не са налични за всеки случай на употреба.

Предимства

За много компании спестяванията сами по себе си могат да бъдат двигател за внедряване на периферни изчисления. Компаниите, които първоначално са прегърнали облака за много от своите приложения, може да са открили, че разходите за честотна лента са по-високи от очакваното и търсят да намерят по-евтина алтернатива. Edge computing може да е подходящо.

Все по-често обаче най-голямото предимство на крайните изчисления е способността да се обработват и съхраняват данни по-бързо, позволявайки по-ефективни приложения в реално време, които са критични за компаниите. Преди крайните изчисления смартфонът, сканиращ лицето на човек за лицево разпознаване, ще трябва да изпълни алгоритъма за лицево разпознаване чрез услуга, базирана на облак, което ще отнеме много време за обработка. С периферен компютърен модел алгоритъмът може да работи локално на периферен сървър или шлюз, или дори на самия смартфон, като се има предвид нарастващата мощност на смартфоните. Приложения като виртуална и разширена реалност, самоуправляващи се автомобили, интелигентни градове и дори системи за автоматизация на сгради изискват бърза обработка и реакция.

„Edge computing еволюира значително от дните на изолирани ИТ в ROBO [Remote Office Branch Office] местоположения,“ казва Куба Столарски, изследователски директор в IDC, в „Прогноза за световната периферна инфраструктура (компютри и съхранение) за 2019 г. -2023” отчет. „С подобрена взаимосвързаност, позволяваща подобрен периферен достъп до повече основни приложения, и с нови IoT и специфични за индустрията случаи на бизнес употреба, периферната инфраструктура е готова да бъде един от основните двигатели на растежа на пазара на сървъри и съхранение за следващото десетилетие и след това. ”

Компании като Nvidia разпознаха необходимостта от повече обработка на ръба, поради което виждаме нови системни модули, които включват функционалност за изкуствен интелект, вградена в тях. Най-новият модул Jetson Xavier NX на компанията например е по-малък от кредитна карта и може да бъде вграден в устройства като дронове, роботи и медицински устройства. AI алгоритмите изискват големи количества процесорна мощност, поради което повечето от тях работят чрез облачни услуги. Растежът на AI чипсетите, които могат да се справят с обработката на ръба, ще позволи по-добри отговори в реално време в рамките на приложения, които се нуждаят от незабавни изчисления.

Поверителност и сигурност

От гледна точка на сигурността, данните на ръба могат да бъдат обезпокоителни, особено когато се обработват от различни устройства, които може да не са толкова сигурни, колкото централизираните или базирани на облак системи. С нарастването на броя на IoT устройствата е наложително ИТ отделът да разбере потенциалните проблеми със сигурността и да гарантира, че тези системи могат да бъдат защитени. Това включва криптиране на данни и използване на методи за контрол на достъпа и евентуално VPN тунелиране.

Освен това, различните изисквания на устройството за процесорна мощност, електричество и мрежова свързаност могат да окажат влияние върху надеждността на крайно устройство. Това прави резервирането и управлението на отказ от решаващо значение за устройствата, които обработват данни на ръба, за да се гарантира, че данните се доставят и обработват правилно, когато един възел падне.

Edge computing и 5G

По целия свят операторите внедряват 5G безжични технологии, които обещават предимствата на висока честотна лента и ниска латентност за приложенията, което позволява на компаниите да преминат от градински маркуч към пожарен маркуч с тяхната честотна лента на данни. Вместо просто да предлагат по-високи скорости и да казват на компаниите да продължат да обработват данни в облака, много оператори работят с модерни изчислителни стратегии в своите 5G внедрявания, за да предложат по-бърза обработка в реално време, особено за мобилни устройства, свързани автомобили и самостоятелни шофиране на автомобили.

Безжичните оператори започнаха да пускат лицензирани крайни услуги за още по-малко практическа опция от управлявания хардуер. Идеята тук е крайните възли да живеят виртуално в, да речем, базова станция на Verizon близо до крайното внедряване, като се използва функцията за нарязване на мрежата на 5G, за да се изгради някакъв спектър за незабавна свързаност, която не изисква инсталация. 5G Edge на Verizon, Multi-Access Edge на AT&T и партньорството на T-Mobile с Lumen представляват този тип опции.

Стратегическата пътна карта на Gartner за 2021 г. за периферни изчисления подчертава продължаващия интерес на индустрията към 5G за периферни изчисления, като казва, че периферията е станала неразделна част от много внедрявания на 5G. Партньорствата между облачните хиперразмеристи като Amazon и Microsoft и големите доставчици на безжични интернет услуги ще бъдат от ключово значение за реализирането на широко разпространение на този тип мобилен ръб.

Ясно е, че докато първоначалната цел за периферните изчисления беше да се намалят разходите за честотна лента за IoT устройства на големи разстояния, растежът на приложенията в реално време, които изискват възможности за локална обработка и съхранение, ще продължи да движи технологията напред през следващите години .

Сега вижте „Как да определите дали Wi-Fi 6 е подходящ за вас“