AIoT(人工智能物联网)=AI(人工智能)+IoT(物联网)。
AIoT融合AI技术和IoT技术,通过物联网产生、收集来自不同维度的、海量的数据存储于云端、边缘端,再通过大数据分析,以及更高形式的人工智能,实现万物数据化、万物智联化。
物联网技术与人工智能相融合,最终追求的是形成一个智能化生态体系,在该体系内,实现了不同智能终端设备之间、不同系统平台之间、不同应用场景之间的互融互通,万物互融。
除了在技术上需要不断革新外,与AIoT相关的技术标准、测试标准的研发、相关技术的落地与典型案例的推广和规模应用也是现阶段物联网与人工智能领域亟待突破的重要问题。
应用范围
无论是AI,还是物联网,都离不开一个关键词:数据。
数据是万物互联、人机交互的基础。AI的介入让IoT有了连接的“大脑”。同样,归功于当前存储技术发展,让数据有了基本的“后勤保障”。云服务的快速扩张,则让数据有了发挥价值的物质基础。
AI、IoT“一体化”后,“人工智能”逐渐向“应用智能”发展。深度学习需要物联网的传感器收集,物联网的系统,也需要靠人工智能做到正确的辨识、发现异常、预测未来,由此可见,人工智能结合物联网(AIoT)是接下来的重大发展,而这样的发展,影响到各行各业,甚至会进行产业颠覆,也就是说,接下来AIoT服务,将在我们身边大量出现。
首批国家新一代人工智能开放创新平台名单包括,依托百度建设的“自动驾驶”国家新一代人工智能开放创新平台、依托阿里云建设的“城市大脑”国家新一代人工智能开放创新平台、依托腾讯建设的“医疗影像”国家新一代人工智能开放创新平台,以及依托科大讯飞建设的“智能语音”国家新一代人工智能开放创新平台。
据IDC数据显示,过去一年,中国边缘计算服务器市场爆发式增长了2663%,这意味着当前中国企业的IT架构正在迈向一个云网融合、混合多云、边缘计算等多架构并存的全新阶段。为帮助企业更好的应对数字化转型下的架构变革,7月18日联想正式发布全新边缘服务器ThinkServer SE550 V2,这款双路2U边缘服务器具备强大的计算性能和丰富的扩展能力,能够为企业边缘端应用和场景提供专业计算平台支持。联想ISG中国战略及运营高级总监、智能边缘中国事业部总经理杨春表示:“边缘计算将在企业未来的数字化转型中发挥关键作用。联想正在将边缘计算业务上升到公司战略高度,致力于成为行业领先的边缘计算方案提供商。联想ThinkServer SE550 V2边缘服务器凭借强大的性能、丰富的扩展能力和稳定的可靠性,能够释放边缘端的强大算力,点燃边缘人工智能、边缘网络、边缘云、边缘加速等典型应用的智慧场景。”
近年来随着人工智能、5G、物联网等信息技术的不断发展,海量的数据被逐渐释放,仅依靠传统集中式的云计算架构难以解决企业低延时、本地化、高频次的计算需求。而边缘计算技术由于融合了边缘侧计算、存储、网络能力,能够在数据产生端就近提供边缘智能服务,从而满足用户和行业数字化所面临的敏捷链接、实时业务、智能应用、数据安全等关键需求,因此受到了众多企业的青睐。据Gartner预测,到2025年,约75%的企业数据将不通过数据中心,而是直接在边缘进行计算。
目前,我国智能制造、智慧零售、智慧园区、智慧城市等行业的智能化转型正在加速,这些复杂的场景对边缘计算设备的性能要求极高。比如在智能制造领域,利用边缘服务器作为载体,将机器视觉运用到产品质检过程中,智能实时处理海量数据,能够实现生产线的管理优化。作为计算平台的核心硬件之一,能够应对复杂多样的业务需求,面向特定场景的边缘服务器应运而生。
联想ThinkServer SE550 V2边缘服务器不仅满足运营商OTII边缘服务器的众多标准,配合联想“端-边-云-网-智”的全要素能力,还能为用户提供从软件到硬件的整套解决方案。联想ThinkServer SE550 V2支持最多两颗Intel Xeon 第三代可扩展处理器,每个处理器数量最多32核,并且支持NVIDIA专业GPU,为边缘人工智能的场景应用提供强大算力支持。此外,联想ThinkServer SE550 V2也可像普通2U机架式服务器一样,为用户的虚拟化、数据库、云计算和AI等应用场景提供强大的算力支撑。
联想ThinkServer SE550 V2实现了便携性与扩展性的平衡。联想ThinkServer SE550 V2采用短机箱设计,相比传统机架式服务器能够节省部署空间。同时,联想ThinkServer SE550 V2支持16个DDR4内存插槽,内存频率最高可支持到3200 MHz,整机内存最大可扩展到1TB。在硬盘容量方面,联想ThinkServer SE550 V2最多支持八个25英寸热插拔硬盘,最多两个内置M2高速固态硬盘,配合Lenovo Anybay技术,可在同一驱动器托架内灵活混搭SAS/SATA/NVMe硬盘,实现灵活扩展。
相比云端服务器,边缘服务器需要深入各类行业使用场景,应对不同的温度、工业环境等需求对产品进行设计和优化。基于联想在服务器领域多年的技术积累和品质追求,联想ThinkServer SE550 V2对可能存在的极限场景进行了针对性提升——通常产品工作温度范围为常温,而联想ThinkServer SE550 V2支持宽温使用,能够在45 高温中保持长期高效运行。同时,联想ThinkServer SE550 V2还通过了地震烈度测试,能够保证在极端情况下的数据安全和使用稳定。
边缘计算是联想重点聚焦和投入的核心技术领域之一,不久前联想正式成立智能边缘事业部,基于对产业趋势的洞察和用户需求的研究,联想正式发布智能边缘计算品牌“慧天”。同时,联想将充分整合其在边缘计算领域的硬件、软件、方案及服务,致力于成为业界领先的全栈式智能化边缘计算方案提供商。目前,联想已为智能制造、智慧城市、智慧园区、智慧教育、智慧医疗、智慧金融等领域的众多企业提供智能边缘计算服务。
在“ 科技 赋能中国智能化转型”的愿景下,联想中国区基础设施业务群将继续围绕“1248”战略全景,在边缘计算领域持续攻坚,打磨成熟的边缘计算解决方案,为千行百业客户提供绿色、敏捷、高效的“新IT”智能架构,助力中国企业迈向数字化转型新阶段。
随着虚拟人等应用不断发展成熟,对于计算的容量和实时性的要求不断提高。在这种趋势下,我们认为,边缘云计算有望成为元宇宙的重要支撑。作为云计算的延伸,边缘云计算被视为新一轮 科技 革命中必不可少的驱动因素。我们认为,元宇宙对网络传输提出了更大带宽、更低时延、更广覆盖的要求,需要借助边缘计算技术,以保障所有用户获得同样流畅的体验。
1全球数据增长迅速,集中式云计算已无法全面应对,边缘刚需场景涌现,目前中国物联网连接量将从2019年的55亿个增长至2023年的148亿个,年复合增长率达到281%。物联网感知数据量激增,数据类型愈发复杂多样,IDC预测到2025年中国每年产生的数据量将增长486ZB。
2芯片:FPGA同时满足边缘侧对性能、能耗及延迟的要求与集中式云计算不同,边缘云计算所处的物理环境复杂多样,很多时候空间、温度、电源系统都不是最佳的状态。但同时,边缘侧又要求极高的实时性和计算性能,传统CPU架构难以胜任边缘云的需求。英特尔、赛灵思等国际芯片巨头持续加码FPGA芯片,并推出支持CPU+FPGA异构计算的硬件平台,底层芯片产业的繁荣将支撑边缘云计算在各领域的应用,并不断迸发出新的活力。
35G技术的升级加码,Wi-Fi在室内场景形成互补,工信部数据显示,截至2020年中国已开通5G基站超718万个,实现地级以上城市及重点县市的覆盖。预计边缘云计算也会随着5G行业应用的普及分阶段落地。此外,Wi-Fi技术也在向着更高的吞吐量、更大的覆盖面积和更低的时延发展,Wi-Fi在室内场景中的优势使其成为5G的重要补充,两者将共同助力边缘云应用。
4云计算:企业上云常态化,云原生下沉实现云边端一体化,近年来云原生的热度持续高涨,包括容器、微服务、DevOps等在内的云原生技术和理念强调松耦合的架构和简单便捷的扩展能力,旨在通过统一标准实现不同基础设施上一致的云计算体验。相比于虚拟主机,云原生更适合边缘云计算的场景,可以为云边端提供一体化的应用分发与协同管理,解决边缘侧大规模应用交付、运维、管控的问题。
5“新基建”加码,工业互联网等标杆应用引领产业融合,“新基建”是十四五规划的重点方向,通过优化算力资源结构,将高频调用、低时延业务需求分配至边缘数据中心,推动5G承载网络的边缘组网建设,为将算力和网络下沉到边缘创造条件。同时,工业互联网、车联网、远程医疗等产业政策明确提及边缘计算,推动关键技术研究、标准体系建设及软硬件产品研发,促进边缘云在典型产业的融合应用。
应用场景
1视频加速及 AR/VR 渲染
基于移动边缘计算的智能视频加速可以改善移动内容分发效率低下的情况:于无线接入网移动边缘计算服务器部署无线分析应用(Radio Analyticsapplication),为视频服务器提供无线下行接口的实时吞吐量指标,以助力视频服务器做出更为科学的 TCP(传输控制协议)拥塞控制决策,并确保应用层编码能与无线下行链路的预估容量相匹配。另外,由于 AR/VR 信息(用户位置及摄像头视角)是高度本地化的,对这些信息的实时处理最好是在本地(移动边缘计算服务器)进行而不是在云端集中进行,以最大程度地减小 AR 延迟/时延、提高数据处理的精度。
2车联网(智能交通)
将移动边缘计算技术应用于车联网之后,可以把车联网云下沉至高度分布式部署的移动通信基站。移动边缘计算应用直接从车载应用(APP)及道路传感器实时接收本地化的数据,然后进行分析,并将结论(危害报警信息)以极低延迟传送给临近区域内的其他联网车辆,整个过程可在毫秒级别时间内完成,使驾驶员可以及时做出决策。
3工业互联网
边缘计算一直与工业控制系统有密切的关系,具备工业互联网接口的工业控制系统本质上就是一种边缘计算设备,解决工业控制高实时性要求与互联网服务质量的不确定性的矛盾。在基础设施层,通过工业无线和有线网络将现场设备以扁平互联的方式联接到工业数据平台中;在数据平台中,根据产线的工艺和工序模型,通过服务组合对现场设备进行动态管理和组合,并与 MES等系统对接。工业 CPS系统能够支撑生产计划灵活适应产线资源的变化,旧的制造设备快速替换与新设备上线。
4IoT(物联网)网关服务
采取边缘计算技术,边缘计算汇聚节点将被部署于接近物联网终端设备的位置,提供传感数据分析及低延迟响应。其中边缘计算服务器的计算能力和存储能力可为以下5个方面提供服务:业务的汇聚及分发;设备消息的分析;基于上述分析结果的决策逻辑;数据库登录;对于终端设备的远程控制和接入控制。
市场规模
预计2025年规模将超500亿元,年复合增长率达433%,信通院2020年5月调研数据显示,中国企业中仅有不足5%使用了边缘计算,但计划使用的比例高达442%。可以见得,虽然边缘云计算尚处在发展的萌芽期,但未来成长空间非常广阔。根据艾瑞咨询测算,2020年中国边缘云计算市场规模为91亿元,其中区域、现场、IoT三类边缘云市场规模分别达到37亿元、38亿元及16亿元。预计到2025年整体边缘云规模将以440%的年复合增长率增长至550亿元,其中区域边缘云将凭借互动直播、vCDN、车联网等率先成熟的场景实现增速领跑。2030年,中国边缘云计算市场规模预计达到接近2500亿元,2025年至2030年的年复合增长率相比前五年有所下降,现场边缘云中工业互联网、智慧园区、智慧物流等场景将在这一期间快速走向成熟。
相关上市公司
中兴通讯
中兴通讯面向运营商提供全场景MEC解决方案,打破传统封闭的电信网络架构,将移动接入网与互联网深度融合,在网络边缘满足客户的个性化需求。中兴通讯Common Edge边缘计算解决方案包括MEP能力开放平台、轻量化边缘云及面向边缘的全系列服务器和边缘加速硬件,提供通用硬件、专用集成硬件等多种硬件选择,深度融合OpenStack与Kubernetes,为上层MEC应用提供统一的边缘云管理系统,方便运营商因地制宜部署MEC。
网宿 科技
公司的边缘计算平台以云主机、容器、函数计算和网络四大平台作为技术底座,在边缘计算节点上部署边缘云主机、边缘云容器、边缘云函数、SD-WAN、边缘云安全等基础服务,以及内外部的各类应用模块,结合客户的业务场景及需求,尝试进行解决方案的整合和输出。
初灵信息
公司在 5G、AI 技术高速发展的背景下,持续构建以固移智能连接(5G+Fixed)+数据处理(DPI)+AI 为代表的三大边缘计算核心能力。公司多年深耕企业(行业)智能连接网络、垂直行业边缘应用型 DPI(安全、物联网类)、视频及其他行业(企业)的智能应用等技术,初步构成“云边端”协同的边缘计算生态。在市场端,公司除聚焦传统运营商市场外,积极拓展政企行业和大中企业市场,中标多个项目。公司三季度显示,公司与中国联通就边缘计算展开合作,开展了CUNOS在5G环境下的承载能力测试。
引用内容
1 研报《中国边缘云计算行业展望报告》
2 研报《边缘计算:算力网络重要环节,产业方兴未艾》
风险提示
1底层相关技术发展缓慢,边缘计算需求不及预期。
25G 进度不达预期。
按照中国电子技术标准化研究院和阿里云计算有限公司联合发布的《边缘云计算技术及标准化白皮书》里给出的边缘云计算定义为:边缘云计算,简称边缘云,是基于云计算技术的核心和边缘计算的能力,构筑在边缘基础设施之上的云计算平台。形成边缘位置的计算、网络、存储、安全等能力全面的d性云平台,并与中心云和物联网终端形成“云边端三体协同” 的端到端的技术架构,通过将网络转发、存储、计算,智能化数据分析等工作放在边缘处理,降低响应时延、减轻云端压力、降低带宽成本,并提供全网调度、算力分发等云服务。边缘云计算的基础设施包括但不限于:分布式 IDC,运营商通信网络边缘基础设施,边缘侧客户节点(如边缘网关,家庭网关等)等边缘设备及其对应的网络环境。边缘云计算本质上是基于云计算技术,为“万物互联”的终端提供低时延、自组织、可定义、可调度、高安全、标准开放的分布式云服务。边缘云可以最大程度上与中心云采用统一架构、统一接口、统一管理,这样能够最大程度地降低用户开发和运维成本,真正实现将云计算的范畴拓展至距离数据源产生更近的地方,弥补传统架构的云计算在某些应用场景中的不足之处。
以我们的HC-EdgeStack® 边缘计算平台为例,
基于轻量级容器编排框架云边端协同技术,打造“云 + 边缘 + 端”的云边端协同架构,将容器云计算能力下沉至边缘节点,从基础设施层、系统组件层、容器化应用层全方位监控计算资源,提供节点分组分区域细粒度访问控制,立体资源管理能力,边缘节点区域自治能力,边缘节点故障隔离能力。
功能包括边缘节点管理、边缘应用生命周期管理、边缘安全、边缘自治等等。边缘计算有许多的应用场景,概括起来主要有以下十点,应用一:改进医疗设备性能和数据管理
在医疗场景下,边缘计算主要帮助医疗保健体系的IT基础架构,具体来说,是防止医疗设备管理的应用程序发生延迟。在边缘计算的支持下,无需构建集中的数据中心,可对关键数据进行本地化,在安全性、响应速度和有效性上有更佳表现。
应用二:本地零售的实时数据分析
边缘计算的主要目的,是让运算尽可能接近数据源。在零售场景中,以往企业都是将各分支的数据汇总到中心位置进行分析,再进行决策和行动。而通过边缘计算,零售店铺可以在本地就进行数据处理和优化,这样组织的行动反馈就能更快更及时。
应用三:让虚拟现实更生动
在技术支持下,本地设备可以大大提升用户的参与程度,用户也可以有更生动、更即时的增强现实体验。在这个前提下,越来越多的企业将进行转型。
应用四:加速数据分析
在这一场景下,通过本地计算能力,在数据分析早期就引入较高智能水平的运算。这样可以使得数据更为清晰,从而加快企业的分析和决策速度。在云计算场景中,运算对智能化和精准度的要求较低,主要是在后期应用中使用,故而分析数据需要花费更多时间。
应用五:智能制造
其实边缘计算在智能制造方面属于基础层面的构架。在生产车间采进行“近实时”分析,可以提升运营效率,并增加边际效益从而提高利润。此外,通过边缘计算系统来收集数据、制造智能化工具过程中,可以及时识别异常情况,尽量避免产线停顿。
应用六:消除过剩数据
传统的云计算架构不可避免地会导致多余数据堆积在云存储里,比如物联网的感应数据等。这些数据大多都是无用的,对企业来说花费成本区储存这项数据基本上是没有必要的。边缘计算可以做到只向云端传输有效数据,让流程更为优化。
应用七:让安保系统响应更快速
对于那些建有庞大又复杂的安保系统的企业来说,边缘计算非常实用,它可以有效筛选出关键信息防止带宽的浪费。举例来说,动作捕捉摄像机如具备运算能力,就可以只上传有价值的信息。
应用八:现实数据收集
在零售环境下,物联网、数字标签、IP光纤都是实现边缘计算的基础配置。未来我们的业务将依赖规模在万亿级别的数据挖掘和集成。边缘计算通过本地设备和传感器,协同云端一起收集现实数据,能够做到这个量级的数据聚合。
应用九:降低运营成本减少存储需求
在边缘计算加成下,收集到的数据无需在本地和中央服务器之间穿梭,就可以让本地设备知道要执行哪个功能。这样就可以节省运营成本和存储设备的投入了。
应用十:让诊断与治疗更有针对性
这虽然也是医疗场景的应用,但这里的边缘计算更专注提升病患的康复体验。医疗物联网设备在边缘计算应用下,可以更快更早地检测出病人的异常健康数据。这就可以让医生的诊断措施和医疗干预来得更及时。此外,随着可穿戴系统的普及,存储设备及传感器的成本也会不断下降。在边缘计算技术的帮助下,看病就医将从“被动治疗”转变为AI辅助下的实时的、预测性的保健式医疗。
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