随着数字经济快速发展,以算力为核心的新基础设施建设加速推进,算力正在成为全新生产力,越来越多的企业结合自身业务需求,应用云计算、边缘计算、物联网等技术,将传统信息基础设施升级、转型,提升企业对算力的使用效率。

边缘计算、绿色计算成为大趋势

今年10月,工信部、中央网信办等部门联合印发的《算力基础设施高质量发展行动计划》多方面统筹考虑算力供给建设,从算力设施布局、算力结构配置、边缘算力部署、标准体系建设等方面进行引导,提升算力综合供给能力。云边协同作为建设泛在化算力的重要方向,成为企业数字化创新和智能化转型的突破口,逐渐成为产业发展新趋势。目前,各企业纷纷加强在边缘侧的算力布局,根据相关数据统计,到2025年,超过75%的数据将会在边缘产生和处理。边缘计算将迎来新一轮的“黄金增长期”。此前,国务院印发的《数字中国建设整体布局规划》,工信部印发的《5G全连接工厂建设指南》,以及《“十四五”信息通信行业发展规划》《“十四五”智能制造发展规划》《“十四五”国家信息化规划》《“十四五”数字经济发展规划》《“十四五”大数据产业发展规划》等“十四五”相关文件,皆明确提出促进边缘计算等新一代信息技术集成创新、深化边缘计算等新技术新业务在垂直行业和领域的拓展。不仅如此,目前,全国半数以上的省份已经发布新型工业化推进计划,绿色智能算力将迎来爆发性增长,为新型工业化提供坚实数字化底座。

边云一体在各领域开花

事实上,从1999年互联网初期的应用边缘分散状态,再到后来的应用中心化、中心云化,再到如今边缘计算、云边一体化的进程,这是一个边缘到中心再到边缘的轮回。促使其轮回最重要因素是成本。计算和应用中心化,集约资源必然带来资源的复用率提升和成本的节约,因此只要数据传输成本够低,计算中心化没有任何问题,这也是过去20年互联网发展的过程。而时至今日,随着互联网应用尤其是视频、游戏等的快速发展,边缘处理成为新的发展趋势。诚然,云边一体化为各行业数字化转型提供了重要机会,其计算更靠近生产现场、统一管理、边缘设备易扩展等特点,同样很好地适配了传统领域相关数字化痛点需求。此外,如工业制造、金融交易、智能电网、云游戏等低时延业务应用,以及最新兴起的AI应用等,成为边云协同的最佳展示舞台。云边协同作为分布式云发展的重要核心,为各行业提供更加全局化的弹性算力资源,为边缘侧提供有针对性的算力,搭建起数字经济与5G时代下云计算与各行业融合发展的桥梁。

例如,在政务领域,通过分布式算力和云边协同构建省、市、县多级一张网,运用云计算、边缘计算、AIoT物联网等技术,可实现多级多网数据的统一标准整合,助力跨部门共享,为住建、农业、水务、林业等各政府部门政务应用提供标准统一的数据支撑,促进政务整体联动、部门协同的“互联网+政务服务”体系的建立健全。

在交通领域,通过云边协同的算力下沉,借助边缘AI实现停车进出场动态跟踪、异物遮挡自动抗干扰等核心技术,打造云边一体化道路智能停车规划设计方案。边缘计算节点搭载基于容器的云边协同软件,运行视频服务和停车边缘应用,实现异构终端接入,搭载停车算法;在云端,提供统一边缘设备监控和二次识别等深度数据运算,帮助实现车辆精确识别。

在能源领域,大部分企业信息化建设时间跨度长、技术迭代次数多,沉积了大量零散的信息化系统,传统的数字化设备日益增多。通过云边协同管理,可实现对设备进行远程管理、生产数据实时采集和集中化管理、优化数据存管用效率、降低边缘侧设备管理运维成本等技术升级。

在汽车物流领域,物流作业的全流程智能化转型过程中,通常面临终端设备接入信号弱、接入数量不足、系统安全难保证等问题。通过“5G专网+分布式边缘计算”技术方案,构建仓库设备泛在接入、自动化、安全可靠等能力,可实现仓储、配送、运输整个链条的统一化自动化管理。

在工业互联网领域,边缘计算是打通工业互联网赋能行业数字化“最后一公里”的关键支撑技术。在前不久召开的2023云边协同大会上,工业和信息化部信息通信管理局业务资源处处长赵阳在致辞中表示,未来,要重点围绕云边协同与工业互联网的融合创新,加快关键技术产品研发,促进新场景新模式应用,进一步赋能传统产业转型发展。

边云一体需要取得新的突破

据悉,云边协同的能力与内涵,涉及laaS、PaaS、SaaS各层面的全面协同。EC-laaS与云端laaS应可实现对网络、虚拟化资源、安全等的资源协同;EC-PaaS与云端PaaS应可实现数据协同、智能协同、应用管理协同、业务管理协同;EC-SaaS与云端SaaS应可实现服务协同。因此,在云计算和边缘计算得到广泛应用和一体化协同的进程中,传统技术范式难以适应云网边深度融合的发展趋势,同时,随着5G、物联网等技术的快速发展,边缘计算的应用场景将进一步扩大,边云一体亟需取得新的突破。

边缘智能:边缘计算将与人工智能技术更紧密地结合,实现边缘智能。通过在边缘服务器上部署深度学习等算法,实现对复杂场景的实时识别和分析,进一步提升了系统性能和能效。

跨平台融合:不同平台之间的协同调度将成为未来研究热点。通过跨平台的资源共享和任务分配,实现不同平台之间的无缝衔接,提高用户满意度和应用体验。

安全与隐私保护:随着数据泄露和隐私侵犯事件的不断增加,安全与隐私保护将成为端、边、云协同调度的关键问题之一。未来将出现更多基于密码学和隐私保护的协同调度方案,确保数据安全和用户权益。绿色计算:在能源紧缺和环境问题日益严重的背景下,绿色计算将成为边缘计算的重要研究方向。通过优化能源管理和资源调度策略,降低能耗并减少环境污染,实现可持续发展。

行业应用:随着边缘计算技术的成熟和应用场景的扩展,更多的行业应用将涌现出来。例如,在医疗健康领域,通过端、边、云协同调度实现远程诊断和实时健康监测;在交通领域,实现智能交通管理和事故预警,提高道路安全性。

云边一体的技术创新关键点

事实上,云边协同是打造泛在化算力的第一步,将云计算服务扩展到任何用户需要的地方的能力,为近场、现场的用云场景提供配套的解决方案;具备将不同地理位置的算力资源统一管理、协同工作,才能高效利用算力资源,从而实现企业降本增效、智能化转型的目标。如何将遍布在云、边各地的算力资源协同,以提升各级算力资源的算力调度能力和资源利用率,是云边一体化的技术创新关键点。在资源一体化方面,基础设施资源是承载算力的基础设备,建设云边一体化信息系统首先应具备对部署在广泛地域的计算、网络、存储等基础设施资源进行统筹管理、统一分配和互相协同的能力,并能够基于这些基础设施资源提供规格和性能相同的产品服务。实现资源协同管理,需要资源间具备互联互通能力和弹性扩展能力。

在数据一体化方面,云边一体化信息系统的数据产生、计算和存储的位置通常都会跨地理位置、跨数据机房,在这种场景下,数据从上至下的统一管理尤为重要。统一的数据管理需要具备完备的数据迁移和同步方案,保障数据存储在运算任务前、中、后期的一致性。

在服务一体化方面,需要在不同环境中的基础设施上部署服务,并保障服务能够正常运行和协同工作,通过整合服务的镜像、流量、存储等,为服务的全生命周期提供统一管理通道,包括服务的部署、运行、更新、任务调度、流量均衡等。

在应用一体化方面,现代应用不再局限运行于中心云单一资源池,跨云、边的分布式应用成为趋势,单一云边集群难以满足所有业务需求,跨地理位置、跨网络环境的多集群统一管理、大规模应用部署、镜像分发加速、统一研发运营等尤为必要。

在安全一体化方面,由于算力节点泛在化部署,云、边各地分散的基础设施和运行于其上的服务,与中心化的集中式部署相比,极大地增加了网络安全暴露和数据泄露的风险。因此,需要构建统一云安全运营平台,从设备安全、网络安全、应用安全等角度提供全方位的安全保障。

在运维一体化方面,当前云边场景用户运维复杂,需要在中心云、边分别部署多套运维方案,系统之间难以实现无障碍互联互通。统一的运维、运营方案,可以减少系统管理人员工作量,提升效率,大幅缩短系统故障处理和运营数据处理时间。具备统一资源和服务的监控、告警能力,能够大幅提升复杂系统的运维效率。

在标准制定方面,制定端边云协同技术国际标准对于推动技术创新和促进数字化转型具有重要的意义。随着越来越多的企业和机构开始关注端边云协同技术,未来相关标准也将不断完善和优化,为行业的快速发展奠定更加坚实的基础,促进ARM产业生态的发展。今天,重塑算力新格局,云边一体成为各行业寻求新方向和智能化转型的突破口,成为企业在未来角逐获胜的“新法门”。打造云边协同的算力服务能力,将是实现分布式资源灵活调度、全域数据高速互联以及智能应用渗透边缘的重要途径;同时,实现完全的云边协同存在一定的技术挑战,对算力服务提供者提出了更高的能力要求。整个产业发展需要各方从实际应用场景出发,立足自身业务,稳健推进云边一体化产业建设。

2023年12月13-14日,绿色计算产业联盟、边缘计算产业联盟在北京联合举办“2023计算产业生态大会(CIEC 2023)”,夯力打造一场涵盖绿色计算、边缘计算等计算领域全产业链的高端性、权威性、前瞻性的产业生态盛会。作为年底计算领域的最重头会议,本次大会将聚焦与探讨前沿技术、发展趋势、创新应用、发展成果,擘画中国计算产业的未来蓝图,以数智力量赋能千行百业,推动数字经济的高质量发展。届时,将会有超过1000位来自全球的商业领袖、国际组织代表、行业专家、生态伙伴、行业分析师和媒体出席本次盛会,共同探讨计算领域的最新前沿技术和发展趋势,集中展示绿色计算和边缘计算领域的诸多应用与成果,为更多的商业创新点燃成功的“火花”。超过18场高质量的Keynote,汇集了诸多两院院士和专家;五大专业主题论坛,囊括了当前各种热门内容……2023计算产业生态大会致力于为建设数字中国提供有力支撑,与各方共同推动中国式现代化的进程。来吧!让我们共赴这场计算之约。

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作者 admin