边缘计算技术有哪些优缺点?

边缘计算技术有哪些优缺点?,第1张

边缘计算是一种分布式计算模式,它使计算和数据存储更接近使用终端,可以减少延迟和带宽使用。这项技术有其自身的优势和劣势,分享学习总结如下,水平有限,仅供参考。
优点:
1延时低。边缘计算通过在源头终端附近处理数据来减少延迟。这可以形成更快的响应时间,更低的网络流量,以及更好的用户体验。
2可靠性高。边缘计算可以通过减少对网络的依赖性来提高可靠性。这是因为边缘设备即使在网络中断时也能继续工作。
3安全性强。边缘计算可以通过减少在网络上传输的数据量来提高安全性。这减少了数据泄露和网络攻击的风险。
4成本效益高。边缘计算是一个成本效益高的解决方案,因为它减少了对昂贵的云存储和计算资源的需求。
5可扩展性强。边缘计算提供了根据需求扩展计算资源的能力。这使得它更容易适应不断变化的工作负载。
缺点:
1计算能力有限:边缘设备的计算能力和存储容量有限,这对某些应用来说是一种制约。
2管理复杂。对大量边缘设备的管理是非常复杂且具有挑战性的。这需要额外的学习和专业知识来监控和维护这些设备。
3兼容性差。边缘计算设备是多种多样的,通常来自不同的供应商,导致兼容性问题,使创建一个标准化的边缘计算环境变得困难。
4数据隐私。边缘计算存在数据隐私的安全问题,因为数据是在边缘处理和存储的。这需要加强对安全和保护敏感数据的保护。
5集成困难。由于边缘设备的异质性和定制集成的需要,将边缘计算与现有系统集成比较困难。
总的来说,边缘计算提供了一些好处,但它也有其不完美性。最终用户应该考虑他们的具体要求,并评估边缘计算技术对其使用场景的适用性

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。

边缘计算是网络中最靠近物或数据源头融合网络、计算、存储、应用核心能力的分布式开放平台,就近提供边缘智能服务。在更靠近终端的网络边缘上提供服务是边缘计算最大的特点。在数据处理的时效性与有效性方面成为云计算的有力补充。
根据边缘计算产业联盟(ECC)发布的边缘计算20定义:边缘计算的业务本质是云计算在数据中心之外汇聚节点的延伸和演进,主要包括云边缘、边缘云和边缘网关三类落地形态;以“边云协同”和“边缘智能”为核心能力发展方向;软件平台需要考虑导入云理念、云架构、云技术,提供端到端实时、协同式智能、可信赖、可动态重置等能力;硬件平台需要考虑异构计算能力,如ARM、X86、GPU、NPU、FPGA 等。因此,我们可以看到边缘计算20其实是由边缘网关、边缘云、云边缘3种落地形态组成。
边缘计算的优势和发展
边缘计算的发展前景广阔,被称为“人工智能的最后一公里”,但它还在发展初期,有许多问题需要解决,如:框架的选用,通讯设备和协议的规范,终端设备的标识,更低延迟的需求等。随着 IPv6 及 5G 技术的普及,其中的一些问题将被解决,虽然这是一段不小的历程。相较于云计算,边缘计算有以下这些优势。
优势一:更多的节点来负载流量,使得数据传输速度更快。
优势二:更靠近终端设备,传输更安全,数据处理更即时。
优势三:更分散的节点相比云计算故障所产生的影响更小,还解决了设备散热问题。

边缘计算这个词并不陌生,早在2012年已经有上市公司涉足这个行业,并标榜自己是边缘计算的概念股。当时实际上是为了解决IPTV或视频传送、CDN等问题。现在边缘计算的火热是5G、物联网、云计算共同繁荣的结果。也就是说边缘计算是一个会随着5G、物联网发展而长期发展的一个子行业,并不是短期的热点,可以长期投资,但也要做好风险防控,利用wind、风险早知道这样的软件跟踪行情变化。

边缘计算有以下的六大特点:
第一,去中心化
边缘计算就是让网络、计算、存储、应用从“中心”向边缘分发,以就近提供智能边缘服务。
第二,非寡头化
边缘计算是互联网、移动互联网、物联网、工业互联网、电子、AI、IT、云计算、硬件设备、运营商等诸多领域的“十字入口”,一方面参与的各类厂商众多,另一方面“去中心化”在产品逻辑底层,就一定程度上通向了“非寡头化”。
第三,万物边缘化
边缘计算和早年的IT、互联网,如今的云计算、移动互联网,以及未来的人工智能一样,具备普遍性和普适性。
第四,安全化
在边缘计算出现之前,用户的大部分数据都要上传至数据中心,在这一上传的过程中,用户的数据尤其是隐私数据,比如个体标签数据、银行账户密码、电商平台消费数据、搜索记录、甚至智能摄像头等等,就存在着泄露的风险。而边缘计算因为很多情况下,不要再把数据上传到数据中心,而是在边缘近端就可以处理,因此也从源头有效解除了类似的风险。
第五,实时化
随着工业互联网、自动驾驶、智能家居、智能交通、智慧城市等各种场景的日益普及,这些场景下的应用对计算、网络传输、用户交互等的速度和效率要求也越来越高。以自动驾驶为例,在这些方面,几乎是要求秒级甚至是毫秒级的速度。爱陆通的具有边缘计算技术的工业网关可以更好地进行数据传输。
第六,绿色化
数据是在近端处理,因此在网络传输、中心运算、中心存储、回传等各个环节,都能节省大量的服务器、带宽、电量乃至物理空间等诸多成本,从而实现低成本化、绿色化。

边缘计算指的是靠近物或数据源头的一侧,采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台。这些物或数据源头的一侧搭载着融合网络、计算、存储、 应用核心能力的边缘计算平台,为终端用户提供实时、动态和智能的服务计算

什么是边缘计算

举个最简单的例子:在焊接机器人焊接两个钢制部件时,焊点如何选择?是偏左一点儿还是偏右一点儿,是偏上一点儿还是偏下一点儿?虽然冲压出来的钢板都是统一标准出来的,但是两个部件结合时难免会有细微差别,通过可视化观察以及边缘计算,机器人可以自己判断最优焊点的位置,将两个部件焊接牢固。每次焊接的数据通过网络上传至云端储存,用以机器学习。如果没有边缘计算,都通过云计算来判断焊点位置,生产效率会降低,同时焊点也可能千篇一律,有些部件可能正好赶上并不是最优的焊点位置,给焊接上了。


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