何為邊緣計算？

 

邊bian緣yuan計ji算suan將jiang物wu聯lian網wang帶dai入ru了le另ling一yi個ge階jie段duan。在zai邊bian緣yuan處chu，原yuan始shi數shu據ju能neng夠gou實shi時shi轉zhuan化hua為wei價jia值zhi。通tong過guo在zai整zheng個ge網wang絡luo中zhong重zhong新xin分fen配pei數shu據ju處chu理li工gong作zuo
，邊bian緣yuan計ji算suan使shi網wang絡luo節jie點dian、端點和其他智能設備的重要性得以提升、管理得以完善。

 

邊(bian)緣(yuan)計(ji)算(suan)可(ke)以(yi)說(shuo)是(shi)雲(yun)計(ji)算(suan)的(de)反(fan)麵(mian)。雲(yun)計(ji)算(suan)時(shi)，數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)將(jiang)集(ji)中(zhong)處(chu)理(li)從(cong)分(fen)布(bu)式(shi)網(wang)絡(luo)流(liu)入(ru)的(de)數(shu)據(ju)，並(bing)將(jiang)運(yun)算(suan)結(jie)果(guo)傳(chuan)輸(shu)回(hui)分(fen)布(bu)式(shi)網(wang)絡(luo)，以(yi)觸(chu)發(fa)操(cao)作(zuo)或(huo)實(shi)現(xian)更(geng)改(gai)。然(ran)而(er)，遠(yuan)距(ju)離(li)傳(chuan)輸(shu)大(da)量(liang)數(shu)據(ju)需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)金(jin)錢(qian)和(he)時(shi)間(jian)成(cheng)本(ben)
，以(yi)及(ji)功(gong)率(lv)消(xiao)耗(hao)。

 

這正是邊緣計算的用武之地：當功率、daikuanhewangluoyanchiwentizhiguanzhongyaoshi
，bianyuanjisuanhuoshijiejuezhidao。yingyongjizhongshiyunjisuanshi，shujuzaidedaochuliqiankenengxuyaochuanshushubaigongli，erbianyuanjisuankeyizaizhuaqu、創chuang建jian或huo保bao存cun數shu據ju的de同tong一yi網wang絡luo邊bian緣yuan位wei置zhi處chu理li數shu據ju。這zhe意yi味wei著zhe邊bian緣yuan計ji算suan的de處chu理li延yan遲chi幾ji乎hu可ke以yi忽hu略lve不bu計ji，對dui功gong耗hao和he帶dai寬kuan的de要yao求qiu通tong常chang也ye會hui大da幅fu降jiang低di。

 

當(dang)今(jin)邊(bian)緣(yuan)計(ji)算(suan)發(fa)展(zhan)的(de)主(zhu)要(yao)推(tui)動(dong)力(li)之(zhi)一(yi)是(shi)半(ban)導(dao)體(ti)製(zhi)造(zao)商(shang)，因(yin)為(wei)半(ban)導(dao)體(ti)的(de)進(jin)步(bu)能(neng)夠(gou)讓(rang)芯(xin)片(pian)在(zai)不(bu)大(da)幅(fu)增(zeng)加(jia)功(gong)耗(hao)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)提(ti)高(gao)處(chu)理(li)能(neng)力(li)。位(wei)於(yu)邊(bian)緣(yuan)的(de)處(chu)理(li)器(qi)可(ke)以(yi)在(zai)不(bu)消(xiao)耗(hao)更(geng)多(duo)功(gong)率(lv)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，對(dui)所(suo)獲(huo)取(qu)的(de)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)更(geng)多(duo)處(chu)理(li)。這(zhe)樣(yang)一(yi)來(lai)，更(geng)多(duo)的(de)數(shu)據(ju)就(jiu)可(ke)以(yi)留(liu)在(zai)邊(bian)緣(yuan)，而(er)無(wu)需(xu)傳(chuan)輸(shu)到(dao)核(he)心(xin)。因(yin)此(ci)

，邊(bian)緣(yuan)計(ji)算(suan)不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)降(jiang)低(di)係(xi)統(tong)總(zong)功(gong)耗(hao)，還(hai)能(neng)縮(suo)短(duan)響(xiang)應(ying)時(shi)間(jian)並(bing)更(geng)好(hao)地(di)保(bao)護(hu)數(shu)據(ju)隱(yin)私(si)。

 

人工智能（AI）和機器學習（ML）等技術也受益於邊緣計算：它們也需要在提高數據隱私安全性的同時降低數據獲取成本
，而這些都可以通過邊緣處理來解決。傳統上，AI和he機ji器qi學xue習xi等deng技ji術shu需xu要yao海hai量liang資zi源yuan才cai能neng運yun行xing，遠yuan非fei端duan點dian或huo智zhi能neng設she備bei通tong常chang可ke提ti供gong的de量liang級ji。然ran而er如ru今jin，硬ying件jian和he軟ruan件jian的de進jin步bu有you可ke能neng把ba這zhe些xie賦fu能neng技ji術shu嵌qian入ru到dao網wang絡luo邊bian緣yuan更geng小xiao型xing

、資源更受限的設備中。

 

評估邊緣AI

 

在選擇能夠執行邊緣處理並運行AI算法或機器學習推理引擎的平台前


，必須進行仔細評估。簡單的傳感器和he執zhi行xing器qi，甚shen至zhi需xu要yao在zai物wu聯lian網wang中zhong應ying用yong的de傳chuan感gan器qi和he執zhi行xing器qi，都dou可ke以yi通tong過guo較jiao小xiao的de集ji成cheng設she備bei來lai實shi現xian。提ti高gao邊bian緣yuan執zhi行xing處chu理li量liang需xu要yao一yi個ge更geng強qiang大da的de平ping台tai，並bing應ying用yong高gao度du並bing行xing化hua的de架jia構gou。這zhe通tong常chang意yi味wei著zhe需xu要yao使shi用yong圖tu形xing處chu理li器qi（GPU），但是如果平台過於強大，也會給網絡邊緣有限的資源帶來負擔。

 

此外，邊緣設備從根本上來說是現實世界的一個接口，因此需要兼容一些如以太網、GPIO、CAN
、串行和/或USB等常見接口技術，並支持如攝像頭、鍵盤和顯示器等外圍設備。

 

與環境因素可控的數據中心相比，邊緣環境可能截然不同：邊緣設備可能會暴露在極端的溫度
、濕度、振動
，甚至高原環境中。這些因素將影響設備選擇及其包裝或安裝的方式。

 

還需考慮的另一重要方麵是法規要求。任何使用射頻（RF）進行通信的設備都會受到法規的管製

，並且可能需要獲得許可才能使用。某些平台能夠“開箱即用”，但其他平台可能需要投入更多精力。平台一旦投入使用，就不太可能進行硬件升級，因此在設計平台時就應謹慎確定其處理能力、內存和存儲，為將來的性能提升留出空間。

 

這其中就包括軟件升級。與硬件不同，軟件更新部署在設備不在現場的情況下也可實現。如今，這種無線更新（OTA）方式非常普遍
，未來大多邊緣設備都可能支持OTA更新。

 

yaoxiangxuanduijiejuefangan，xuyaozaixipingguyishangsuoyouyaodian，bingfuheyingyongdetedingxuqiu。shebeishifouxuyaochulishipinshujuhuoyinpin
？tajinxuyaojiancewendu，haishiyexuyaojianceqitahuanjingzhibiao？tashifouxuyaoshizhongchuyukaiqizhuangtai，haishihuichangshijianxiumian？tahuibeiwaibushijianchufama？shangshudabufenyaoqiushiyongyubushuzaibianyuandesuoyoujishu
，danshisuizhekehuduichulishuipinghechanchudeqiwangtigao，xuqiuqingdanyeyoubiyaosuizhikuozhan。

 

邊緣計算的優勢

 

從技術上講，現在AIhejiqixuexikeyibeiyingyongyubianyuanshebeihezhinengjiedianzhong
，zhejiangdailaizhongdadejiyu。zheyiweizhechuliyinqingbujinlishujuyuangengjin，erqiekeyiliyongsuoshoujideshuju，kaizhangengduodegongzuo。

 

bianyuanjisuandeyoudianzheshibushao。shouxian，tanenggoutigaoqishiyongshujudeshengchanlvhuoxiaolv。qici，youyuxuyaoyidongdeshujujiaoshao
，bianyuanjisuannenggoujianhuawangluojiagou。disan
，tashishebeiyushujuzhongxindelinjinxingbiandebunamezhongyao。ruguoshujuzhongxinweiyuchengshizhongxinbinglizhixingrenwudedidianhenjin，namezuihouyidiansihuwuzuqingzhong
，danshiruguowangluobianyuanweiyurunongchanghuoshuichuligongchangdengyaoyuandedidian
，bianyuanjisuanjiuhuidailaihendadebutong。

 

數(shu)據(ju)在(zai)互(hu)聯(lian)網(wang)上(shang)飛(fei)速(su)移(yi)動(dong)。當(dang)得(de)知(zhi)自(zi)己(ji)的(de)搜(sou)索(suo)結(jie)果(guo)可(ke)能(neng)繞(rao)了(le)地(di)球(qiu)兩(liang)圈(quan)才(cai)顯(xian)示(shi)在(zai)屏(ping)幕(mu)上(shang)，多(duo)數(shu)人(ren)可(ke)能(neng)會(hui)感(gan)到(dao)驚(jing)訝(ya)，因(yin)為(wei)總(zong)耗(hao)時(shi)可(ke)能(neng)隻(zhi)有(you)幾(ji)分(fen)之(zhi)一(yi)秒(miao)，這(zhe)對(dui)我(wo)們(men)來(lai)說(shuo)隻(zhi)是(shi)彈(dan)指(zhi)瞬(shun)間(jian)。但(dan)是(shi)，對(dui)組(zu)成(cheng)互(hu)聯(lian)
、智能且通常是自主的傳感器和執行器和其他智能設備而言，每秒鍾都像一小時。

 

這(zhe)種(zhong)往(wang)返(fan)延(yan)遲(chi)是(shi)實(shi)時(shi)係(xi)統(tong)的(de)製(zhi)造(zao)商(shang)和(he)開(kai)發(fa)者(zhe)需(xu)要(yao)重(zhong)視(shi)的(de)問(wen)題(ti)。數(shu)據(ju)往(wang)返(fan)於(yu)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)的(de)耗(hao)時(shi)並(bing)非(fei)無(wu)關(guan)緊(jin)要(yao)，也(ye)肯(ken)定(ding)不(bu)是(shi)瞬(shun)時(shi)的(de)，而(er)縮(suo)短(duan)延(yan)遲(chi)就(jiu)是(shi)邊(bian)緣(yuan)計(ji)算(suan)的(de)關(guan)鍵(jian)目(mu)標(biao)。邊(bian)緣(yuan)計(ji)算(suan)能(neng)夠(gou)與(yu)5G等速度更快的網絡整合。但需要注意的是

，隨著越來越多的設備上線，網絡提速也將無法解決累積的網絡延遲問題。

 

據預測，到2030年
，可能有多達500yihulianshebeizaixian。ruguomeiyitaishebeidouxuyaotongwangshujuzhongxindekuandai，wangluojiangyizhidusai。ruguomeitaishebeidecaozuodouxuyaodengdaishujucongshangyijieduandaodacainengjinxing，zongyanchihenkuaijiuhuibiandefeichangmingxian。yinci，bianyuanjisuanshihuanjiewangluodusaideweiyishiyongjiejuefangan。

 

raner，jinguandaduoshuyingyongdouxuyaobianyuanjisuanzhichi，danqiyoushirenghendachengdushangqujueyuyingyongbenshen。bianyuanjisuandinglvjiangbangzhugongchengtuanduiquedingbianyuanjisuanshifoushihemouxietedingyingyong。

 

 

邊緣計算的四大定律

 

毋wu庸yong置zhi疑yi
，第di一yi定ding律lv是shi物wu理li定ding律lv。射she頻pin能neng量liang的de優you點dian是shi它ta能neng以yi光guang速su傳chuan播bo
，就jiu像xiang光guang纖xian網wang絡luo中zhong的de光guang子zi一yi樣yang。但dan缺que點dian是shi它ta們men無wu法fa更geng快kuai速su地di傳chuan輸shu。因yin此ci，如ru果guo射she頻pin能neng量liang的de往wang返fan時shi間jian仍reng然ran較jiao長chang
，邊bian緣yuan計ji算suan可ke能neng更geng好hao的de選xuan擇ze。

 

Ping測ce試shi提ti供gong了le一yi種zhong簡jian單dan的de方fang法fa來lai測ce量liang數shu據ju包bao在zai兩liang個ge網wang絡luo端duan點dian之zhi間jian傳chuan輸shu所suo需xu的de時shi間jian。在zai線xian遊you戲xi通tong常chang托tuo管guan在zai多duo台tai服fu務wu器qi上shang，遊you戲xi玩wan家jia需xu要yao對dui服fu務wu器qi進jin行xingping操作，直至找到延遲最小的服務器
，以實現最快速的數據傳輸。由此可見
，即使十分之一秒對於時間敏感型的數據也十分關鍵。

 

網(wang)絡(luo)延(yan)遲(chi)不(bu)隻(zhi)取(qu)決(jue)於(yu)傳(chuan)輸(shu)機(ji)製(zhi)。數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)的(de)兩(liang)端(duan)都(dou)有(you)編(bian)碼(ma)器(qi)和(he)解(jie)碼(ma)器(qi)
，物(wu)理(li)層(ceng)需(xu)要(yao)將(jiang)電(dian)子(zi)轉(zhuan)換(huan)為(wei)正(zheng)在(zai)使(shi)用(yong)的(de)某(mou)一(yi)能(neng)量(liang)形(xing)式(shi)

，然(ran)後(hou)再(zai)將(jiang)其(qi)轉(zhuan)換(huan)回(hui)去(qu)。即(ji)使(shi)處(chu)理(li)器(qi)以(yi)GHz級的速度運行，這一過程也需要時間，且移動的數據量越大
，所需時間越長。

 

dierdinglvshijingjixuedinglv。gaidinglvxiangduigengweilinghuo，danshisuizheduichulihecunchuziyuandexuqiumengzeng，qikeyucexingyeyuelaiyuecha。lirunbenjiuweibo，ruguozaiyunzhongchulishujudechengbenturanshangsheng
，jiukenengzaochengkuisun。

 

雲服務的成本包括購買或租用服務器


、機架或刀片。成本高低可能取決於CPU內核數

、所需的RAM或永久存儲量、yijifuwujibie。xiangjiaoyuquefabaozhangdefuwu，keyibaozhangzhengchangyunyingshijiansuoxudefuwuchengbenhuigenggao。wangluodaikuanjibenshangshimianfeide，danshiruguoxuyaodaikuanshizhongbaochimouyibiaozhun，zejiangxuyaoweicifuwufufei，zaipingguchengbenshixuyaokaolvzheyidian。

 

話雖如此，邊緣數據處理的成本不會大幅波動。一旦支付了設備的初始成本，在邊緣處理任何數量數據的額外成本幾乎為零。

 

shujuyoujiazhishiyouyuqixiedaidexinxi。zhejiuyudisandinglvyouguan，jitudidinglv。xianzai，renhebuhuoxinxiderenkenengdouxuyaozunshoubuhuoshujusuozaiquyudeshujuyinsifa。zheyiweizhejishininshishujushebeidehefasuoyouzhe，kenengyebubeiyunxukuadilibianjiechuanshugaishuju。

 

相關規定包括歐盟數據保護指令、通用數據保護條例（GDPR）和亞太經濟合作組織隱私框架。加拿大的《個人信息保護和電子文件法》符合歐盟的數據保護法，而美國的《安全港安排》也顯示了類似的合規性。

 

raner
，bianyuanchulikeyijiejuezheyiwenti。tongguozaibianyuanchulishuju，shujujiuwuxulikaishebei。bianxieshixiaofeishebeideshujuyinsibiandeyuelaiyuezhongyao。shoujishangdemianbushibieshiyongbendiAI來處理相機圖像，因此數據永遠不會離開設備。同樣，閉路電視（CCTV）heqitaanquanjianshixitongshiyongshexiangtoulaijiankonggonggongkongjian，tuxiangtongchangxuyaojingguojiyuyundeshujufuwuqijinxingchuanshuyuchuli，zhejiudailaileshujuyinsiwenti。tongguobianyuanjisuan，shujujiukezaishexiangtouduanzhijiechuli，gengkuaisuanquan，bingyoukenengxiaochuhuojianhuaduishujuyinsicuoshidexuqiu。

 

最(zui)後(hou)
，我(wo)們(men)要(yao)考(kao)慮(lv)墨(mo)菲(fei)定(ding)律(lv)，即(ji)如(ru)果(guo)某(mou)些(xie)地(di)方(fang)可(ke)能(neng)出(chu)錯(cuo)
，那(na)麼(me)它(ta)終(zhong)將(jiang)出(chu)錯(cuo)。當(dang)然(ran)
，即(ji)使(shi)最(zui)精(jing)心(xin)設(she)計(ji)的(de)係(xi)統(tong)也(ye)總(zong)有(you)可(ke)能(neng)出(chu)錯(cuo)。通(tong)過(guo)網(wang)絡(luo)傳(chuan)輸(shu)數(shu)據(ju)、在雲端存儲數據並在數據中心處理數據的整個過程中可能會出現許多故障，而邊緣處理可以避免冗長過程中可能出現的故障。

 

提出有關邊緣計算的正確問題

 

即使您的應用能夠受益於邊緣處理技術，仍然有一些問題需要加以考量。以下是一些最為相關的問題：

 

1.您的應用在哪種處理器架構上運行
？將軟件移植到不同的指令集上可能代價高昂並造成延遲，因此升級並不意味著要使用另一架構。

2.您需要哪種I/O
？這可以是任何數量的有線和/或無線接口。日後添加會導致效率低下，因此需要盡早確定。

3.設備的運行環境如何？是極熱、極冷還是兩者兼而有之？火星任務是很好的“邊緣處理”示例
，其運行環境十分多變！

4.您的硬件是否需要遵守法規或經過認證

？答案幾乎是肯定的，因此選擇經過預認證的平台能夠節省時間和成本。

5.設備需要多大的功率？就單位成本和安裝而言，係統功能非常昂貴，因此了解到底多少算“足夠”非常重要。

6.邊緣設備是否受製於外形尺寸？與其他許多部署相比，這在邊緣處理中更為重要，因此在設計周期的早期就應予以考慮。

7.服務時長有多久
？ 設備將用於可能需要運行多年的工業應用，還是以月為單位衡量生命周期？

8.就處理能力而言，係統性能要求是怎樣的？ 比如每秒的幀數？有哪些內存要求？應用使用什麼語言
？

9.有成本方麵的考量嗎
？這是一個棘手的問題
，因為答案是肯定的，但是了解成本限製會有助於您做出選擇。

 

結論

 

邊bian緣yuan處chu理li體ti現xian自zi物wu聯lian網wang
，但dan還hai不bu止zhi於yu此ci。其qi驅qu動dong力li來lai自zi於yu比bi實shi現xian上shang述shu互hu聯lian設she備bei更geng高gao的de期qi望wang。在zai基ji本ben層ceng麵mian上shang
，設she備bei可ke能neng需xu要yao低di功gong耗hao低di成cheng本ben，但dan是shi現xian在zai還hai需xu要yao提ti供gong更geng高gao級ji別bie的de智zhi能neng操cao作zuo，並bing且qie不bu影ying響xiang功gong耗hao和he成cheng本ben。

 

xuanduijishuhezuohuoban，jiunengqingsongxuanzeheshidepingtai。linghuakejiyongyouguangfandebianyuanchulijiejuefanganzuhe，bingyuzhongduotigonghubujishudegongsihezuo。huanyingjiarubianyuanjisuankaifashengtaixitong，womenjianggenghaodizhulininweiAI應用選擇合適的邊緣計算平台。

 

 

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