Co je to edge computing a proč na tom záleží?

Edge computing mění způsob, jakým jsou data zpracovávána, zpracovávána a dodávána z milionů zařízení po celém světě. Explozivní růst zařízení připojených k internetu – IoT – spolu s novými aplikacemi, které vyžadují výpočetní výkon v reálném čase, nadále pohání okrajové výpočetní systémy.

Rychlejší síťové technologie, jako je bezdrátové připojení 5G, umožňují systémům edge computing urychlit vytváření nebo podporu aplikací v reálném čase, jako je zpracování a analýza videa, samořídící auta, umělá inteligence a robotika. málo.

Zatímco prvotními cíli edge computingu bylo řešit náklady na šířku pásma pro data putující na velké vzdálenosti kvůli nárůstu dat generovaných internetem věcí, vzestup aplikací v reálném čase, které vyžadují zpracování na hranici, žene technologii vpřed.

Co je edge computing?

Gartner definuje edge computing jako „část distribuované výpočetní topologie, ve které je zpracování informací umístěno blízko okraje – kde věci a lidé produkují nebo konzumují tyto informace.“

Na své základní úrovni přivádí edge computing výpočetní a datové úložiště blíže k zařízením, kde jsou shromažďována, spíše než se spoléhat na centrální umístění, které může být tisíce kilometrů daleko. To se děje tak, aby data, zejména data v reálném čase, netrpěla problémy s latencí, které by mohly ovlivnit výkon aplikace. Kromě toho mohou společnosti ušetřit peníze tím, že zpracování budou provádět lokálně, čímž se sníží množství dat, která je třeba zpracovat v centralizovaném nebo cloudovém umístění.

Edge computing byl vyvinut kvůli exponenciálnímu růstu IoT zařízení, která se připojují k internetu buď za účelem příjmu informací z cloudu, nebo doručování dat zpět do cloudu. A mnoho zařízení IoT generuje během svých operací obrovské množství dat.

Přemýšlejte o zařízeních, která monitorují výrobní zařízení v továrně, nebo o videokameře připojené k internetu, která odesílá živé záběry ze vzdálené kanceláře. Zatímco jediné zařízení produkující data je může přenášet po síti celkem snadno, problémy nastávají, když roste počet zařízení přenášejících data současně. Místo toho, aby jedna videokamera přenášela živé záběry, vynásobte to stovkami nebo tisíci zařízení. Nejenže utrpí kvalita kvůli latenci, ale náklady na šířku pásma mohou být obrovské.

Hardware a služby Edge-computing pomáhají vyřešit tento problém tím, že jsou místním zdrojem zpracování a úložiště pro mnoho z těchto systémů. Okrajová brána může například zpracovávat data z hraničního zařízení a poté přes cloud odeslat zpět pouze relevantní data, což snižuje nároky na šířku pásma. Nebo může posílat data zpět do okrajového zařízení v případě potřeby aplikací v reálném čase. (Viz také: Brány Edge jsou flexibilní a odolné IoT aktivátory)

Tato okrajová zařízení mohou obsahovat mnoho různých věcí, jako je IoT senzor, notebook zaměstnance, jejich nejnovější smartphone, bezpečnostní kamera nebo dokonce mikrovlnná trouba připojená k internetu v kanceláři. Samotné okrajové brány jsou považovány za okrajová zařízení v rámci infrastruktury okrajových počítačů.

Případy použití Edge Computing

Existuje tolik různých případů použití okrajových aplikací, kolik je uživatelů – uspořádání každého se bude lišit – ale několik odvětví bylo zvláště v popředí edge computingu. Výrobci a těžký průmysl používají špičkový hardware jako prostředek pro aplikace, které netolerují zpoždění, a udržují tak výpočetní výkon pro věci, jako je automatizovaná koordinace těžkých strojů v továrně blízko tam, kde je potřeba. Okraj také poskytuje těmto společnostem způsob, jak integrovat aplikace IoT, jako je prediktivní údržba, v blízkosti strojů. Podobně mohou uživatelé v zemědělství používat edge computing jako sběrnou vrstvu pro data z celé řady připojených zařízení, včetně půdních a teplotních senzorů, kombajnů a traktorů a dalších. (Přečtěte si více o internetu věcí na farmě: Drony a senzory pro lepší výnosy)

Hardware požadovaný pro různé typy nasazení se bude podstatně lišit. Průmysloví uživatelé budou například klást důraz na spolehlivost a nízkou latenci, protože budou vyžadovat robustní okrajové uzly, které mohou fungovat v drsném prostředí továrny, a vyhrazená komunikační spojení (soukromé 5G, vyhrazené sítě Wi-Fi nebo dokonce kabelová připojení. ), aby dosáhli svých cílů. Naproti tomu uživatelé připojeného zemědělství budou stále vyžadovat robustní okrajové zařízení, aby se vyrovnalo s venkovním nasazením, ale kus konektivity by mohl vypadat docela jinak – nízká latence může být stále požadavkem pro koordinaci pohybu těžkého vybavení, ale pravděpodobně jsou environmentální senzory. mít vyšší dosah a nižší datové požadavky – tam by mohlo být nejlepší volbou připojení LP-WAN, Sigfox nebo podobně.

Jiné případy použití představují zcela odlišné výzvy. Maloobchodníci mohou používat okrajové uzly jako clearinghouse v obchodě pro celou řadu různých funkcí, propojovat data z prodejních míst spolu s cílenými propagacemi, sledovat návštěvnost a další pro sjednocenou aplikaci pro správu prodejen. Konektivita by zde mohla být jednoduchá – interní Wi-Fi pro každé zařízení – nebo složitější, s Bluetooth nebo jinou konektivitou s nízkou spotřebou zajišťující sledování provozu a propagační služby a Wi-Fi vyhrazená pro prodejní místo a pro vlastní potřebu. -Překontrolovat.

Edge zařízení

Fyzická architektura Edge může být komplikovaná, ale základní myšlenkou je, že klientská zařízení se připojují k blízkému Edge modulu pro citlivější zpracování a plynulejší operace. Terminologie se liší, takže mimo jiné uslyšíte moduly nazývané okrajové servery a „okrajové brány“.

Udělej si sám a možnosti služeb

Způsob nákupu a nasazení systému edge se také může značně lišit. Na jednom konci spektra může podnik chtít zvládnout většinu procesu na svém konci. To by zahrnovalo výběr okrajových zařízení, pravděpodobně od dodavatele hardwaru, jako je Dell nebo HPE nebo IBM, návrh sítě, která je adekvátní potřebám případu použití, a nákup softwaru pro správu a analýzu, který je schopen dělat to, co je potřeba. To je hodně práce a vyžadovalo by to značné množství interních odborných znalostí na straně IT, ale stále to může být atraktivní možnost pro velkou organizaci, která chce plně přizpůsobené nasazení na okrajích.

Na druhém konci spektra prodejci v konkrétních vertikálách stále častěji uvádějí na trh špičkové služby, které spravují. Organizace, která chce využít této možnosti, může jednoduše požádat dodavatele, aby nainstaloval své vlastní zařízení, software a síť a zaplatil pravidelný poplatek za používání a údržbu. Do této kategorie spadají nabídky IIoT od společností jako GE a Siemens. To má výhodu v tom, že je to snadné a relativně bezbolestné, pokud jde o nasazení, ale tak silně spravované služby, jako je tato, nemusí být dostupné pro každý případ použití.

Výhody

Pro mnoho společností mohou být samotné úspory nákladů hnacím motorem pro nasazení edge-computingu. Společnosti, které zpočátku využívaly cloud pro mnoho svých aplikací, možná zjistily, že náklady na šířku pásma byly vyšší, než se očekávalo, a hledají levnější alternativu. Edge computing by se mohl hodit.

Největší výhodou edge computingu je však stále více schopnost zpracovávat a ukládat data rychleji, což umožňuje efektivnější aplikace v reálném čase, které jsou pro společnosti zásadní. Před edge computingem by chytrý telefon, který skenoval obličej člověka za účelem rozpoznání obličeje, musel spustit algoritmus rozpoznávání obličeje prostřednictvím cloudové služby, což by zabralo spoustu času. U modelu edge computingu by mohl algoritmus běžet lokálně na okrajovém serveru nebo bráně, nebo dokonce na samotném smartphonu, vzhledem k rostoucímu výkonu smartphonů. Aplikace jako virtuální a rozšířená realita, samořídící auta, chytrá města a dokonce systémy automatizace budov vyžadují rychlé zpracování a odezvu.

„Edge computing se výrazně vyvinul z dob izolovaného IT v pobočkách ROBO [Remote Office Branch Office],“ říká Kuba Stolarski, ředitel výzkumu v IDC, v „Worldwide Edge Infrastructure (Compute and Storage) Forecast, 2019. zpráva -2023“. „Díky vylepšené propojitelnosti umožňující lepší okrajový přístup k většímu počtu základních aplikací a novým IoT a průmyslově specifickým obchodním případům použití je okrajová infrastruktura připravena stát se jedním z hlavních motorů růstu na trhu serverů a úložišť pro příští desetiletí a dále. “

Společnosti, jako je Nvidia, rozpoznaly potřebu většího zpracování na okraji, a proto vidíme nové systémové moduly, které obsahují zabudovanou funkci umělé inteligence. Nejnovější modul společnosti Jetson Xavier NX je například menší než kreditní karta a lze jej zabudovat do zařízení, jako jsou drony, roboty a lékařské přístroje. Algoritmy AI vyžadují velké množství výpočetního výkonu, a proto většina z nich běží prostřednictvím cloudových služeb. Růst čipových sad AI, které zvládnou zpracování na okraji, umožní lepší odezvy v reálném čase v aplikacích, které potřebují okamžitý výpočet.

Ochrana soukromí a zabezpečení

Z hlediska zabezpečení mohou být data na okraji problematická, zvláště když s nimi nakládají různá zařízení, která nemusí být tak bezpečná jako centralizované nebo cloudové systémy. Vzhledem k tomu, že počet zařízení IoT roste, je nezbytné, aby IT chápalo potenciální bezpečnostní problémy a zajistilo, že tyto systémy mohou být zabezpečeny. To zahrnuje šifrování dat a používání metod řízení přístupu a případně tunelování VPN.

Na spolehlivost okrajového zařízení mohou mít navíc vliv různé požadavky na zařízení pro výpočetní výkon, elektřinu a síťové připojení. Díky tomu je redundance a správa přepnutí při selhání zásadní pro zařízení, která zpracovávají data na okraji, aby bylo zajištěno, že data budou doručena a zpracována správně, když dojde k výpadku jednoho uzlu.

Edge computing a 5G

Operátoři po celém světě nasazují bezdrátové technologie 5G, které slibují výhody vysoké šířky pásma a nízké latence pro aplikace, což firmám umožňuje přejít od zahradní hadice k hasičské jejich datovou šířku pásma. Namísto toho, aby jen nabízeli vyšší rychlosti a říkali společnostem, aby pokračovaly ve zpracování dat v cloudu, mnoho operátorů zapracovává do svých 5G nasazení strategie edge-computingu, aby nabídli rychlejší zpracování v reálném čase, zejména pro mobilní zařízení, připojená auta a vlastní řízení aut.

Bezdrátoví operátoři začali zavádět licencované okrajové služby, které jsou ještě méně praktické než spravovaný hardware. Myšlenkou je, aby okrajové uzly žily virtuálně na, řekněme, základnové stanici Verizon poblíž okrajového nasazení, pomocí funkce dělení sítě 5G k vytvoření určitého spektra pro okamžitou konektivitu bez nutnosti instalace. Verizon 5G Edge, AT&T Multi-Access Edge a partnerství T-Mobile s Lumen představují tento typ možnosti.

Strategický plán společnosti Gartner pro edge computing pro rok 2021 zdůrazňuje pokračující zájem odvětví o 5G pro edge computing a uvádí, že edge se stal nedílnou součástí mnoha nasazení 5G. Partnerství mezi cloudovými hyperscalery, jako jsou Amazon a Microsoft, a hlavními bezdrátovými ISP budou klíčem k realizaci širokého rozšíření tohoto typu mobilního rozhraní.

Je jasné, že zatímco původním cílem edge computingu bylo snížit náklady na šířku pásma pro zařízení IoT na dlouhé vzdálenosti, růst aplikací v reálném čase, které vyžadují místní možnosti zpracování a úložiště, bude technologii v nadcházejících letech i nadále pohánět vpřed. .

Nyní viz „Jak zjistit, zda je pro vás Wi-Fi 6 to pravé“