Qu'est-ce que l'edge computing et pourquoi est-ce important ?

L'informatique de périphérie transforme la manière dont les données sont gérées, traitées et diffusées à partir de millions d'appareils dans le monde. La croissance explosive des appareils connectés à Internet - l'IoT - ainsi que les nouvelles applications qui nécessitent une puissance de calcul en temps réel, continuent de stimuler les systèmes informatiques de pointe.

Des technologies de mise en réseau plus rapides, telles que la 5G sans fil, permettent aux systèmes informatiques de périphérie d'accélérer la création ou la prise en charge d'applications en temps réel, telles que le traitement et l'analyse vidéo, les voitures autonomes, l'intelligence artificielle et la robotique, pour n'en nommer que quelques-uns. peu.

Alors que les premiers objectifs de l'informatique en périphérie étaient de répondre aux coûts de la bande passante pour les données voyageant sur de longues distances en raison de la croissance des données générées par l'IoT, l'essor des applications en temps réel nécessitant un traitement en périphérie fait avancer la technologie.

Qu'est-ce que l'edge computing ?

Gartner définit l'edge computing comme "une partie d'une topologie informatique distribuée dans laquelle le traitement de l'information est situé près de la périphérie, où les choses et les personnes produisent ou consomment ces informations".

À son niveau de base, l'edge computing rapproche le calcul et le stockage des données des appareils sur lesquels ils sont collectés, plutôt que de s'appuyer sur un emplacement central qui peut se trouver à des milliers de kilomètres. Ceci est fait pour que les données, en particulier les données en temps réel, ne souffrent pas de problèmes de latence qui peuvent affecter les performances d'une application. De plus, les entreprises peuvent économiser de l'argent en faisant effectuer le traitement localement, ce qui réduit la quantité de données devant être traitées dans un emplacement centralisé ou basé sur le cloud.

L'informatique de périphérie a été développée en raison de la croissance exponentielle des appareils IoT, qui se connectent à Internet pour recevoir des informations du cloud ou renvoyer des données vers le cloud. Et de nombreux appareils IoT génèrent d'énormes quantités de données au cours de leurs opérations.

Pensez aux appareils qui surveillent l'équipement de fabrication dans une usine ou à une caméra vidéo connectée à Internet qui envoie des images en direct depuis un bureau distant. Alors qu'un seul appareil produisant des données peut les transmettre assez facilement sur un réseau, des problèmes surviennent lorsque le nombre d'appareils transmettant des données en même temps augmente. Au lieu d'une seule caméra vidéo transmettant des images en direct, multipliez cela par des centaines ou des milliers d'appareils. Non seulement la qualité en souffrira en raison de la latence, mais les coûts en bande passante peuvent être énormes.

Le matériel et les services informatiques en périphérie aident à résoudre ce problème en constituant une source locale de traitement et de stockage pour bon nombre de ces systèmes. Une passerelle périphérique, par exemple, peut traiter les données d'un périphérique périphérique, puis renvoyer uniquement les données pertinentes via le cloud, ce qui réduit les besoins en bande passante. Ou il peut renvoyer des données à l'appareil périphérique en cas de besoins d'application en temps réel. (Voir aussi : Les passerelles Edge sont des catalyseurs IoT flexibles et robustes)

Ces appareils périphériques peuvent inclure de nombreux éléments différents, tels qu'un capteur IoT, l'ordinateur portable d'un employé, son dernier smartphone, la caméra de sécurité ou même le four à micro-ondes connecté à Internet dans la salle de repos du bureau. Les passerelles Edge elles-mêmes sont considérées comme des périphériques Edge au sein d'une infrastructure informatique Edge.

Cas d'utilisation de l'informatique de périphérie

Il existe autant de cas d'utilisation différents qu'il y a d'utilisateurs ; chacun sera différent, mais plusieurs industries ont été particulièrement à l'avant-garde de l'informatique de périphérie. Les fabricants et l'industrie lourde utilisent le matériel de pointe comme catalyseur pour les applications intolérantes aux retards, en gardant la puissance de traitement pour des choses comme la coordination automatisée des machines lourdes dans une usine à proximité de l'endroit où elle est nécessaire. La périphérie offre également à ces entreprises un moyen d'intégrer des applications IoT telles que la maintenance prédictive à proximité des machines. De même, les utilisateurs agricoles peuvent utiliser l'informatique de périphérie comme couche de collecte de données provenant d'un large éventail d'appareils connectés, notamment des capteurs de sol et de température, des moissonneuses-batteuses et des tracteurs, etc. (En savoir plus sur l'IoT à la ferme : Drones et capteurs pour de meilleurs rendements)

Le matériel requis pour les différents types de déploiement sera sensiblement différent. Les utilisateurs industriels, par exemple, accorderont une grande importance à la fiabilité et à la faible latence, nécessitant des nœuds périphériques renforcés pouvant fonctionner dans l'environnement difficile d'une usine, et des liens de communication dédiés (5G privés, réseaux Wi-Fi dédiés ou même des connexions filaires ) pour atteindre leurs objectifs. Les utilisateurs de l'agriculture connectée, en revanche, auront toujours besoin d'un appareil de pointe robuste pour faire face au déploiement en extérieur, mais la connectivité pourrait être très différente - une faible latence pourrait toujours être une exigence pour coordonner le mouvement de l'équipement lourd, mais les capteurs environnementaux sont probablement pour avoir à la fois une portée plus élevée et des exigences de données inférieures - une connexion LP-WAN, Sigfox ou similaire pourrait être le meilleur choix là-bas.

D'autres cas d'utilisation présentent des défis entièrement différents. Les détaillants peuvent utiliser les nœuds périphériques comme centre d'échange en magasin pour une multitude de fonctionnalités différentes, en liant les données de point de vente à des promotions ciblées, en suivant le trafic piétonnier et plus encore pour une application de gestion de magasin unifiée. L'élément de connectivité ici pourrait être simple - Wi-Fi interne pour chaque appareil - ou plus complexe, avec Bluetooth ou une autre connectivité à faible consommation d'énergie pour le suivi du trafic et les services promotionnels, et Wi-Fi réservé aux points de vente et à soi-même -vérifier.

Équipement de périphérie

L'architecture physique de la périphérie peut être compliquée, mais l'idée de base est que les appareils clients se connectent à un module de périphérie à proximité pour un traitement plus réactif et des opérations plus fluides. La terminologie varie, vous entendrez donc les modules appelés serveurs de périphérie et «passerelles de périphérie», entre autres.

Options de bricolage et de service

La manière dont un système de périphérie est acheté et déployé peut également varier considérablement. À une extrémité du spectre, une entreprise peut vouloir gérer une grande partie du processus de son côté. Cela impliquerait de sélectionner des périphériques de périphérie, probablement auprès d'un fournisseur de matériel comme Dell, HPE ou IBM, de concevoir un réseau adapté aux besoins du cas d'utilisation et d'acheter un logiciel de gestion et d'analyse capable de faire ce qui est nécessaire. Cela représente beaucoup de travail et nécessiterait une expertise interne considérable du côté informatique, mais cela pourrait toujours être une option intéressante pour une grande organisation qui souhaite un déploiement de périphérie entièrement personnalisé.

À l'autre extrémité du spectre, les fournisseurs, dans des secteurs particuliers, commercialisent de plus en plus les services périphériques qu'ils gèrent. Une organisation qui souhaite choisir cette option peut simplement demander à un fournisseur d'installer ses propres équipements, logiciels et réseaux et de payer des frais réguliers d'utilisation et de maintenance. Les offres IIoT d'entreprises telles que GE et Siemens entrent dans cette catégorie. Cela a l'avantage d'être facile et relativement simple en termes de déploiement, mais des services fortement gérés comme celui-ci peuvent ne pas être disponibles pour tous les cas d'utilisation.

Avantages

Pour de nombreuses entreprises, les économies de coûts peuvent à elles seules être un moteur pour déployer l'edge computing. Les entreprises qui ont initialement adopté le cloud pour bon nombre de leurs applications ont peut-être découvert que les coûts de la bande passante étaient plus élevés que prévu et cherchent à trouver une alternative moins coûteuse. L'informatique de périphérie pourrait convenir.

De plus en plus, cependant, le plus grand avantage de l'informatique de pointe est la capacité de traiter et de stocker les données plus rapidement, permettant des applications en temps réel plus efficaces qui sont essentielles pour les entreprises. Avant l'informatique de pointe, un smartphone scannant le visage d'une personne pour la reconnaissance faciale devrait exécuter l'algorithme de reconnaissance faciale via un service basé sur le cloud, ce qui prendrait beaucoup de temps à traiter. Avec un modèle informatique de pointe, l'algorithme pourrait s'exécuter localement sur un serveur ou une passerelle de périphérie, voire sur le smartphone lui-même, compte tenu de la puissance croissante des smartphones. Des applications telles que la réalité virtuelle et augmentée, les voitures autonomes, les villes intelligentes et même les systèmes d'automatisation des bâtiments nécessitent un traitement et une réponse rapides.

"L'informatique de périphérie a considérablement évolué depuis l'époque de l'informatique isolée sur les sites ROBO [Remote Office Branch Office]", déclare Kuba Stolarski, directeur de recherche chez IDC, dans le "Worldwide Edge Infrastructure (Compute and Storage) Forecast, 2019 -2023 » rapport. "Avec une interconnectivité améliorée permettant un meilleur accès périphérique à davantage d'applications principales, et avec de nouveaux cas d'utilisation métier spécifiques à l'IoT et à l'industrie, l'infrastructure périphérique est en passe de devenir l'un des principaux moteurs de croissance du marché des serveurs et du stockage pour la prochaine décennie et au-delà. ”

Des entreprises telles que Nvidia ont reconnu le besoin de davantage de traitement à la périphérie, c'est pourquoi nous voyons de nouveaux modules système qui incluent une fonctionnalité d'intelligence artificielle intégrée. Le dernier module Jetson Xavier NX de la société, par exemple, est plus petit qu'une carte de crédit et peut être intégré à des appareils tels que des drones, des robots et des dispositifs médicaux. Les algorithmes d'IA nécessitent une grande puissance de traitement, c'est pourquoi la plupart d'entre eux fonctionnent via des services cloud. La croissance des chipsets d'IA capables de gérer le traitement à la périphérie permettra de meilleures réponses en temps réel dans les applications nécessitant un calcul instantané.

Confidentialité et sécurité

Du point de vue de la sécurité, les données en périphérie peuvent être gênantes, en particulier lorsqu'elles sont gérées par différents appareils qui peuvent ne pas être aussi sécurisés que les systèmes centralisés ou basés sur le cloud. À mesure que le nombre d'appareils IoT augmente, il est impératif que le service informatique comprenne les problèmes de sécurité potentiels et s'assure que ces systèmes peuvent être sécurisés. Cela inclut le cryptage des données et l'utilisation de méthodes de contrôle d'accès et éventuellement de tunnel VPN.

En outre, les différentes exigences des appareils en matière de puissance de traitement, d'électricité et de connectivité réseau peuvent avoir un impact sur la fiabilité d'un appareil périphérique. Cela rend la gestion de la redondance et du basculement cruciale pour les appareils qui traitent les données à la périphérie afin de garantir que les données sont livrées et traitées correctement lorsqu'un seul nœud tombe en panne.

Edge computing et 5G

Partout dans le monde, les opérateurs déploient des technologies sans fil 5G, qui promettent les avantages d'une bande passante élevée et d'une faible latence pour les applications, permettant aux entreprises de passer d'un tuyau d'arrosage à un tuyau d'incendie avec leur bande passante de données. Au lieu d'offrir simplement des vitesses plus rapides et de dire aux entreprises de continuer à traiter les données dans le cloud, de nombreux opérateurs intègrent des stratégies de calcul de pointe dans leurs déploiements 5G afin d'offrir un traitement en temps réel plus rapide, en particulier pour les appareils mobiles, les voitures connectées et l'autonomie. conduire des voitures.

Les opérateurs sans fil ont commencé à déployer des services périphériques sous licence pour une option encore moins pratique que le matériel géré. L'idée ici est d'avoir des nœuds périphériques vivant virtuellement, par exemple, sur une station de base Verizon près du déploiement périphérique, en utilisant la fonction de découpage du réseau 5G pour se tailler une partie du spectre pour une connectivité instantanée, sans installation. 5G Edge de Verizon, Multi-Access Edge d'AT & T et le partenariat de T-Mobile avec Lumen représentent tous ce type d'option.

La feuille de route stratégique 2021 de Gartner pour l'informatique en périphérie met en évidence l'intérêt continu du secteur pour la 5G pour l'informatique en périphérie, indiquant que la périphérie fait désormais partie intégrante de nombreux déploiements 5G. Les partenariats entre les hyperscalers cloud comme Amazon et Microsoft et les principaux FAI sans fil seront essentiels pour réaliser une adoption généralisée de ce type de périphérie mobile.

Il est clair que si l'objectif initial de l'edge computing était de réduire les coûts de bande passante pour les appareils IoT sur de longues distances, la croissance des applications en temps réel qui nécessitent des capacités de traitement et de stockage locales continuera de faire progresser la technologie au cours des prochaines années. .

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