在人工智能時(shí)代，計(jì)算力也就是數(shù)據(jù)處理能力，已經(jīng)成為重要生產(chǎn)力。隨著智能設(shè)備不斷普及，提升計(jì)算能力已經(jīng)成為業(yè)界主要努力方向之一。在近日舉行的中國(guó)國(guó)際社會(huì)公共安全產(chǎn)品博覽會(huì)上，經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)記者了解到，不少科技公司正發(fā)力研究邊緣計(jì)算這一新型計(jì)算方式，為即將到來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代布局。
當(dāng)前，云計(jì)算已成為耳熟能詳?shù)挠?jì)算方式。有報(bào)告認(rèn)為，中國(guó)的云計(jì)算市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)突破千億元大關(guān)。然而，云計(jì)算模式也存在不少技術(shù)瓶頸。有專家認(rèn)為，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)普及，智能設(shè)備將大量出現(xiàn)，預(yù)計(jì)到2020年，將有500億臺(tái)設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)，對(duì)計(jì)算能力的要求將出現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。在此背景下，傳統(tǒng)云計(jì)算架構(gòu)難以滿足龐大的計(jì)算需求。此外，云計(jì)算存在的網(wǎng)絡(luò)延遲問(wèn)題，也將難以應(yīng)對(duì)自動(dòng)駕駛等新興智能設(shè)備運(yùn)行方式的要求。
本屆安博會(huì)上，人工智能創(chuàng)業(yè)企業(yè)——地平線發(fā)布了XForce邊緣AI計(jì)算平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)人臉和人體抓拍識(shí)別、人體行為分析等功能，能廣泛應(yīng)用于安防等場(chǎng)景。地平線創(chuàng)始人、CEO余凱認(rèn)為，邊緣計(jì)算將成為一種趨勢(shì)，與云計(jì)算形成互補(bǔ)。“傳統(tǒng)的云計(jì)算模式是數(shù)據(jù)被終端采集后傳輸匯集到集中式云計(jì)算中心，計(jì)算后再返回結(jié)果，存在網(wǎng)絡(luò)延遲導(dǎo)致的延時(shí)性——對(duì)自動(dòng)駕駛來(lái)說(shuō)，很可能會(huì)導(dǎo)致致命錯(cuò)誤。”
而邊緣計(jì)算的核心理念是將數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、傳輸、計(jì)算和安全交給邊緣節(jié)點(diǎn)來(lái)處理。但是，邊緣計(jì)算并非讓終端自己完成所有計(jì)算，而是在離終端更近的地方部署邊緣平臺(tái)，來(lái)完成大量實(shí)時(shí)的計(jì)算，對(duì)于需要集中式處理的計(jì)算，則交由云計(jì)算中心處理——如此，邊緣計(jì)算與云計(jì)算分工協(xié)作，滿足物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的計(jì)算需求。目前，包括云計(jì)算三巨頭亞馬遜AWS、微軟AZURE和阿里云在內(nèi)的眾多科技公司都已在布局邊緣計(jì)算。
“除了響應(yīng)時(shí)間快，邊緣計(jì)算還可以節(jié)省大量帶寬，大大降低服務(wù)器端的負(fù)載。”余凱表示，“由于缺乏高性能、低能耗的邊緣人工智能處理器，邊緣計(jì)算目前占比較低。但是，未來(lái)越來(lái)越多的計(jì)算會(huì)出現(xiàn)在前端，我們高度看好這一趨勢(shì)”。
如果把云計(jì)算比作物聯(lián)網(wǎng)的“智慧大腦”，邊緣計(jì)算更像是物聯(lián)網(wǎng)的“神經(jīng)末梢”——
邊緣計(jì)算：讓萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代加速到來(lái)
■王 鵬 張 敏
《解放軍報(bào)》，2018年3月2日
邊緣計(jì)算是一種在靠近物理實(shí)體或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算、存儲(chǔ)與應(yīng)用的創(chuàng)新模式，已成為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵趨勢(shì)之一。相比于云計(jì)算，邊緣計(jì)算能有效破解網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，更好地滿足實(shí)時(shí)響應(yīng)需求。同時(shí)，邊緣計(jì)算更加敏捷、實(shí)時(shí)、智能，還擁有較好的數(shù)據(jù)處理能力。未來(lái)，邊緣計(jì)算將成為云計(jì)算的得力助手，在新一輪高技術(shù)軍事對(duì)抗中發(fā)揮重要作用。
邊緣計(jì)算從來(lái)“不邊緣”
曾幾何時(shí)，人們對(duì)于構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)的“神經(jīng)末梢”——邊緣計(jì)算還處于“紙上談兵”階段。如今，隨著智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備等邊緣計(jì)算設(shè)備的大規(guī)模涌入，邊緣計(jì)算也日益成為新技術(shù)發(fā)展的“燃爆點(diǎn)”，正加速改變著我們的日常生活。
你能想象到身邊一處不起眼的路燈，就是邊緣計(jì)算的一次技術(shù)革新嗎？傳統(tǒng)路燈照明能耗巨大，然而通過(guò)邊緣計(jì)算技術(shù)實(shí)時(shí)控制路燈的開啟，可以使節(jié)能效率提升80%。同時(shí)，還可以在路燈上安裝用于收集城市路面信息、空氣質(zhì)量和噪音值的傳感器，再通過(guò)邊緣計(jì)算對(duì)數(shù)據(jù)加以處理，一座智慧新城便悄然誕生。
還在擔(dān)心每天乘坐的電梯會(huì)“吃人”嗎？雖然電梯內(nèi)已裝備有收集載客人數(shù)、運(yùn)行時(shí)間的各類傳感器，但數(shù)以萬(wàn)計(jì)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆朴?jì)算中心很難“錙銖必較”，更無(wú)法提早預(yù)知電梯故障。邊緣計(jì)算“入駐”電梯后，各類數(shù)據(jù)可實(shí)現(xiàn)“就近”分析處理，為電梯的安全運(yùn)行增添了更多保障。
未來(lái)，我們的生活方式和工作模式將因邊緣計(jì)算徹底改變，出租車可能不再需要司機(jī)，健康監(jiān)測(cè)也不必非要去找醫(yī)生，各行各業(yè)都將因?yàn)檫吘売?jì)算為物聯(lián)網(wǎng)注入的“催化劑”而獲得數(shù)字化轉(zhuǎn)型，萬(wàn)物互聯(lián)的智慧時(shí)代或?qū)⒓铀俚絹?lái)。
目前，邊緣計(jì)算主要包含應(yīng)用域、數(shù)據(jù)域、網(wǎng)絡(luò)域、設(shè)備域四個(gè)功能域，不僅能為各類終端提供開放接口，還可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)優(yōu)化服務(wù)，保障數(shù)據(jù)的安全與隱私性。通過(guò)把邊緣計(jì)算貼近或嵌入各類傳感器、儀表和機(jī)器人等設(shè)備節(jié)點(diǎn)，將有力支撐各類設(shè)備的智能互聯(lián)及應(yīng)用。2017年11月，英國(guó)ARM公司正式推出邊緣計(jì)算的處理器構(gòu)架模型，進(jìn)一步強(qiáng)化其在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用。
同時(shí)，邊緣計(jì)算還將在工業(yè)和軍事領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。尤其是對(duì)于自動(dòng)駕駛的汽車、列車、無(wú)人戰(zhàn)車、無(wú)人艇和無(wú)人機(jī)，邊緣計(jì)算能更好地握緊“方向盤”，避免在遇到自然災(zāi)害、信號(hào)干擾或技術(shù)故障等危險(xiǎn)時(shí)，因與遠(yuǎn)程指揮中心“失去聯(lián)系”而釀成大禍。
物聯(lián)網(wǎng)的“神經(jīng)末梢”
在物聯(lián)網(wǎng)的世界里，每一粒沙子都將擁有自己的IP地址。隨著各類設(shè)備大規(guī)模接入物聯(lián)網(wǎng)，在終端設(shè)備上產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)也對(duì)數(shù)據(jù)的高效處理提出了更高要求。面對(duì)大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的“數(shù)據(jù)”壓力，云計(jì)算不失為一種應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的有效方式。
未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)或軍事物聯(lián)網(wǎng)的所有數(shù)據(jù)都將依靠云數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一處理，計(jì)算設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)帶寬勢(shì)必不堪重負(fù)。尤其是在瞬息萬(wàn)變的未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)，數(shù)據(jù)處理1秒鐘的延遲都可能導(dǎo)致戰(zhàn)爭(zhēng)的失敗。其實(shí)，物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代大部分嵌入式小型設(shè)備的信息采集處理完全可以在靠近終端處完成。在更加靠近數(shù)據(jù)源的地方進(jìn)行計(jì)算，成為邊緣計(jì)算誕生的首要目的。
通俗地講，如果把云計(jì)算比作物聯(lián)網(wǎng)的“智慧大腦”，邊緣計(jì)算更像是物聯(lián)網(wǎng)的“神經(jīng)末梢”。這就好比人的手碰到火焰會(huì)下意識(shí)的縮回，然后大腦才感知手碰到了火，邊緣計(jì)算起到的恰恰就是“下意識(shí)”存在的作用。邊緣計(jì)算主要通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將“計(jì)算能力”部署在網(wǎng)絡(luò)的邊緣，“就近”向附近的終端、傳感器和用戶提供各類通訊及計(jì)算服務(wù)。
更何況，隨著物聯(lián)網(wǎng)各類數(shù)據(jù)信息的爆炸式增長(zhǎng)，云計(jì)算這個(gè)“大腦中樞”何時(shí)才能接收到各類終端和傳感器上傳的信息、何時(shí)才能完成數(shù)據(jù)處理并合理反饋都有待考量。這時(shí)，利用邊緣計(jì)算便可高效迅速地完成數(shù)據(jù)的處理與反饋。
戰(zhàn)場(chǎng)富礦的“掘金者”
如今，軍事物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為人與信息化武器裝備和作戰(zhàn)系統(tǒng)相結(jié)合的最佳載體，被譽(yù)為“一座尚未開采的軍事富礦”。未來(lái)的武器裝備、作戰(zhàn)個(gè)體和戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的狀態(tài)與特征，都可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)感知和快速處理。美軍研發(fā)的單兵作戰(zhàn)信息系統(tǒng)，就可收發(fā)統(tǒng)一的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)圖、火力計(jì)劃書、行動(dòng)計(jì)劃表等內(nèi)容，還可以接入戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)特定區(qū)域內(nèi)的小組廣播和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通話。隨著邊緣計(jì)算的加速發(fā)展及在軍事物聯(lián)網(wǎng)中的廣泛應(yīng)用，“神經(jīng)末梢”式的計(jì)算方式有望成為戰(zhàn)場(chǎng)富礦的“掘金者”。
在科幻大片中，作戰(zhàn)機(jī)器人采用的正是軍事物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。每一個(gè)作戰(zhàn)機(jī)器人都是軍事物聯(lián)網(wǎng)上最普通的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，如何有效指揮“天羅地網(wǎng)”里每一個(gè)小型作戰(zhàn)集群，成為軍事物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展亟待解決的重要課題。美軍目前正在研制以“蜂群”無(wú)人機(jī)、無(wú)人艇和無(wú)人作戰(zhàn)機(jī)器人為代表的群化武器，此類武器既能通過(guò)遠(yuǎn)程指揮中心對(duì)整個(gè)集群進(jìn)行控制，每個(gè)集群也要有自己的“領(lǐng)頭羊”對(duì)集群內(nèi)各個(gè)體進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)分配。從這個(gè)意義上講，邊緣計(jì)算已經(jīng)成為群化武器的戰(zhàn)場(chǎng)“指揮中樞”。
如何有效發(fā)揮各類傳感器在軍事物聯(lián)網(wǎng)中的重要作用，已成為近年來(lái)各國(guó)研究的熱點(diǎn)。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，美軍先后開展了收集戰(zhàn)場(chǎng)信息的“智能微塵”系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)視戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的“倫巴斯”系統(tǒng)、偵聽武器平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的“沙地直線”系統(tǒng)、專門偵收電磁信號(hào)的“狼群”系統(tǒng)等一系列傳感系統(tǒng)的研究與應(yīng)用。
2017年，英特爾公司正式推出世界上首個(gè)擁有專用神經(jīng)計(jì)算引擎的視覺(jué)處理單元，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了人工智能與邊緣計(jì)算的“牽手”，或?qū)⒃谲娛聢D像處理中發(fā)揮重要作用。邊緣計(jì)算的應(yīng)用將進(jìn)一步提升傳感器的工作效能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)更加安全保密的信息處理，為未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)多要素有效感知注入一針“強(qiáng)心劑”。
摘自《經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)》
