云邊協(xié)同潮涌 助推算力基礎設施高質量發(fā)展
來源：中國能源新聞網 時間：2023-11-23 16:46
李云鵬
云邊協(xié)同為多元泛在的算力需求提供了智能敏捷、安全可靠、綠色低碳的基本保障。云邊協(xié)同既是目標，同樣也是實現路徑，它將助推新一輪智算浪潮的蓬勃興起。
雙重驅動，云邊協(xié)同成為重要發(fā)展趨勢
我國“十四五”規(guī)劃中明確提出要“協(xié)同發(fā)展云服務與邊緣計算服務”，國務院《“十四五”數字經濟發(fā)展規(guī)劃》同時指出要“加強面向特定場景的邊緣計算能力”。
云計算最早通過網絡將分散的ICT資源集中起來，以云服務形式為客戶提供按需資源，極大改變了社會工作方式與商業(yè)模式。而借力于云端算力資源與端側數據處理的協(xié)同應用，云端智能產品得到了快速發(fā)展。但隨著全球及中國數據量的爆發(fā)性增長，海量設備端數據向中心云進行傳輸和處理時，需要超大的帶寬與回傳容量，將面臨帶寬負載、網絡時延、傳輸成本上的巨大壓力。
隨著智慧城市、自動駕駛、工業(yè)互聯(lián)網等應用的落地，海量的終端設備實時產生數據，集中式云計算在帶寬負載、網絡延時、數據管理成本等方面將愈發(fā)顯得捉襟見肘，難以適應數據頻繁交互的需求，邊緣側的價值進一步凸顯。
邊緣計算可在本地提供IT服務、計算能力，減少上傳的數據量、節(jié)省網絡操作、服務交付的時間延遲，提高傳輸效率，讓海量數據實現本地存儲、處理、分析、決策和執(zhí)行。企業(yè)可以選擇將算力下沉至更貼近設備端的邊緣計算，衍生出端-邊-云的協(xié)同新模式。
在云計算高速發(fā)展的同時，邊緣計算需求激增。根據STL Partners邊緣計算關鍵數據統(tǒng)計，到2030年，全球邊緣計算市場整體規(guī)模將達到4450億美元，復合年增長率達到48%。
在邊緣計算產業(yè)聯(lián)盟（ECC）與工業(yè)互聯(lián)網產業(yè)聯(lián)盟（AII）聯(lián)合發(fā)布的《邊緣計算與云計算協(xié)同白皮書2.0》中明確指出，邊緣計算與云計算之間不是替代關系，而是互補協(xié)同關系。邊緣計算與云計算需要通過緊密協(xié)同才能更好地滿足各種需求場景的匹配，從而放大邊緣計算和云計算的應用價值。邊緣計算既靠近執(zhí)行單元，更是云端所需高價值數據的采集和初步處理單元，可以更好地支撐云端應用；反之，云計算通過大數據分析優(yōu)化輸出的業(yè)務規(guī)則或模型可以下發(fā)到邊緣側，邊緣計算基于新的業(yè)務規(guī)則或模型運行。
百花齊放，為推動算力基礎設施高質量發(fā)展奠定根基
如今，隨著數字經濟發(fā)展不斷走深入實，再加上以ChatGPT為代表的AIGC浪潮的促進與帶動，算力這一數字經濟時代新型生產力的加速作用進一步凸顯。2023年10月，工信部等六部門聯(lián)合印發(fā)的《算力基礎設施高質量發(fā)展行動計劃》指出，在推動不同計算架構的智能算力與通用算力協(xié)同發(fā)展,以滿足各類業(yè)務需求的同時，更要加快邊緣算力建設,推動云邊端算力泛在分布。
歷經多年的發(fā)展，云計算、邊緣計算整體產業(yè)和生態(tài)日趨成熟，已成為提升信息化發(fā)展水平、打造數字經濟新動能的重要支撐，云計算與邊緣計算協(xié)同發(fā)展能夠最大化體現云邊計算的應用價值。越來越多的云計算廠商開始向邊緣側延伸和拓展，云邊協(xié)同的解決方案、應用案例逐漸成熟并快速落地，為企業(yè)的數字化轉型提供了安全可靠的支撐。
在國際上，云計算巨頭亞馬遜、微軟和谷歌都已經推出了相關邊緣計算產品。亞馬遜推出AWS Greengrass功能軟件，將AWS擴展到設備上，在本地處理終端生成的數據，同時仍然可以使用運來進行管理、數據分析和持久的存儲；微軟發(fā)布Azure IoT Edge邊緣側產品，將云分析擴展到邊緣設備，支持離線使用，同時聚焦邊緣的人工智能應用；谷歌也在2018年推出了硬件芯片Edge TPU和軟件堆棧Cloud IoT Edge，可將數據處理和機器學習功能擴展到邊緣設備，使設備能夠對來自其傳感器的數據進行實時操作，并在本地進行結果預測。
在國內，華為、騰訊、百度、新華三等也推出了相應的邊緣計算產品。華為在2018年推出了IEF平臺，通過納管用戶的邊緣節(jié)點，提供將云上應用延伸到邊緣的能力，聯(lián)動邊緣和云端的數據，為企業(yè)提供完整的邊緣和云協(xié)同的一體化服務的邊緣計算解決方案。騰訊針對邊緣計算推出了CDN Edge，將數據中心的服務下沉至CDN邊緣節(jié)點，以最低的延遲相應終端用戶，同時降低用戶數據中心的計算壓力和網絡負載。百度推出智能邊緣BIE，將云計算能力拓展至用戶現場，提供臨時離線、低延時的計算服務，同時配合智能邊緣云端管理套件，形成“云管理，邊計算”的邊云一體解決方案。新華三推出了超融合邊緣計算產品 UIS-Edge，支持多種硬件形態(tài)與部署方式，將云原生能力延伸至邊緣，提供完善的設備接入、邊緣計算及云邊協(xié)同能力，為企業(yè)提供一站式云邊端融合解決方案。
此外，從政府、產業(yè)機構到相關聯(lián)盟，也都在加速推動針對云邊協(xié)同場景的研究與標準制定。2019年5月，綠色計算產業(yè)聯(lián)盟（GCC）與邊緣計算產業(yè)聯(lián)盟（ECC）簽署合作協(xié)議，共同推動異構計算在邊緣計算領域的規(guī)范制定、測試驗證和落地推廣。GCC與ECC還共同組成了邊緣計算基礎設施產業(yè)推進工作組（ECII），制定承載邊緣云的IT基礎設施規(guī)范、邊緣計算網關規(guī)范等。目前，ECII已經發(fā)布了基于綠色計算的邊緣數據中心硬件技術規(guī)范，建立ECII驗證實驗室進行技術驗證，《邊緣計算IT基礎設施白皮書》在持續(xù)更新之中，打造邊緣數據中心解決方案和示范工程的行動也碩果累累。
算力驅動，ARM生態(tài)煥發(fā)生機
“算力為王”時代，推動算力布局與網絡架構的協(xié)調發(fā)展，實現算力的生產、供給、調度、應用和服務的“一條龍”是核心任務。作為前提之一，加快構建云邊協(xié)同、算存運融合的算力基礎設施體系至關重要。
我國高度重視智能算力產業(yè)發(fā)展，圍繞智算中心、人工智能、大模型等先后出臺系列政策文件，加快產業(yè)布局。在此背景下，基于ARM架構的芯片生態(tài)備受關注。
眾所周知，ARM處理器天生具有計算的高效能優(yōu)勢，所以在終端應用場景中如魚得水，并已廣泛嵌入邊緣控制器、邊緣網關中。以前，ARM生態(tài)發(fā)展的一個很大瓶頸在于，難以將其在移動應用中的優(yōu)勢移植到服務器端。源于云邊端協(xié)同的推動，如今ARM服務器的生態(tài)空間將順理成章得到進一步拓展。
ARM通過技術創(chuàng)新不斷拓展產品覆蓋的應用場景，推動合作伙伴與客戶從云端向邊緣轉型。ARM作為邊緣計算產業(yè)聯(lián)盟（ECC）的創(chuàng)始成員之一，與其他成員一起為加速邊緣計算在各行業(yè)的數字化創(chuàng)新和行業(yè)應用落地貢獻力量。
ARM處理器原生的多核架構，能夠為用戶提供更佳的性能和功耗比，在云邊端一體的分布式云架構中發(fā)揮著更重要支撐作用。華為鯤鵬CPU、飛騰CPU都屬于ARM架構，在云邊協(xié)同應用場景中都有諸多成功應用案例。舉例來說，華為長期致力于在ARM應用的場景化上實現突破，如今已在大數據、分布式存儲、ARM原生、高性能計算和數據庫應用等領域為用戶提供了更優(yōu)性價比的計算力。再比如，飛騰攜手希云科技共同推出工業(yè)數字化云平臺聯(lián)合解決方案，以飛騰高性能芯片作為算力引擎，在新型工業(yè)化的背景下，推動工業(yè)領域的高效協(xié)同計算與工業(yè)低代碼編程。
為進一步完善多樣性計算技術體系，推動構建信息技術領域開放創(chuàng)新生態(tài)，綠色計算產業(yè)聯(lián)盟（GCC）、邊緣計算產業(yè)聯(lián)盟（ECC）以標準化為抓手，持續(xù)開展核心技術研究，加強產學研用融合，推動相關計算產品的大規(guī)模應用。GCC在2022年成功舉辦了“綠色計算產業(yè)聯(lián)盟行業(yè)解決方案示范案例遴選活動”，入選的案例匯編成《2022綠色計算產業(yè)聯(lián)盟行業(yè)解決方案示范案例集》，有力促進了綠色計算應用在各行各業(yè)的廣泛落地。邊緣計算產業(yè)聯(lián)盟、工業(yè)互聯(lián)網產業(yè)聯(lián)盟自2019年起，連續(xù)五年持續(xù)舉辦“邊緣計算優(yōu)秀解決方案”遴選活動，旨在推動邊緣計算技術產品的應用創(chuàng)新、促進邊緣計算高價值可復制創(chuàng)新解決方案的快速孵化、加速邊緣計算技術產品以及邊緣計算標準件在各應用領域的示范推廣。
此外，GCC積極推動標準制定及評測，《移動辦公云手機技術規(guī)范》《云手機用戶體驗質量評價技術規(guī)范》《服務器可服務性評價技術要求》等多項標準已正式立項。在人才培養(yǎng)方面，GCC持續(xù)打造的中國軟件開源創(chuàng)新大賽，累計覆蓋上千所高校，近8萬名高校開發(fā)者。在推動產業(yè)研究方面，GCC攜手會員單位共同編制的《綠色計算產業(yè)發(fā)展白皮書》，內容涉及芯片、操作系統(tǒng)、數據庫、基礎軟件、應用軟件等成功案例標桿，勾勒出綠色計算產業(yè)發(fā)展全貌。
云邊協(xié)同，共贏計算新時代
算力是助推產業(yè)轉型升級、賦能科技創(chuàng)新、實現社會高效能治理的驅動力。云邊算力協(xié)同部署是完善算力供給體系的重點任務之一，對于算力賦能行業(yè)應用和數字化轉型具有非常重要的意義。
云邊協(xié)同將引領云計算與邊緣計算進一步走向融合。從技術與架構的角度分析，傳統(tǒng)云計算與邊緣云逐漸融合，形成一種分層的計算架構。從用戶的需求來說，他們通過將中心云的資源與邊緣節(jié)點的融合，打造更加一體化的業(yè)務架構，進一步提高資源的共享和利用效率。舉例來說，面向工業(yè)互聯(lián)網的云邊協(xié)同智能缺陷檢測平臺，依托云原生技術體系，將企業(yè)數字化基礎設施下沉至生產活動現場，圍繞邊緣節(jié)點自治、應用&模型一體化管理以及生產活動數據對接三個核心維度，加強云邊-端的聯(lián)系，消除技術棧的不一致性，在工業(yè)視覺、工業(yè)AI檢測等業(yè)務場景中，能夠提高云邊協(xié)同的效率，并且降低運維管理成本。
云邊協(xié)同能夠更好地降低算力使用門檻，賦能應用生態(tài)，加速培育新業(yè)態(tài)、新模式，賦能千行百業(yè)的數字化轉型。相關行業(yè)的成功案例不勝枚舉。比如，以“降低編排門檻、強化算法的智能性”為宗旨，基于CPS的工業(yè)邊緣智能控制方案通過先進、多樣的手段發(fā)掘數據價值，為工業(yè)控制場景提供全站式綜合解決方案，讓傳統(tǒng)監(jiān)盤走向智能監(jiān)盤、自動化控制邁向智能化控制。另外值得一提的是，基于開源鴻蒙的云邊協(xié)同智慧隧道解決方案，以智慧隧道自主可控、綜合管控為導向，結合開源鴻蒙操作系統(tǒng)的技術優(yōu)勢，利用云邊端協(xié)同架構模式，構建基于云邊協(xié)同的新一代智慧控制網，全面提升公路隧道低碳節(jié)能、設備管控、應急指揮、運維運營等綜合業(yè)務能力。
為響應《數字中國建設整體布局規(guī)劃》、《算力基礎設施高質量發(fā)展行動計劃》等的號召，更好地呈現云邊協(xié)同、多元泛在、智能敏捷、安全可靠、綠色低碳的計算產業(yè)全貌，綠色計算產業(yè)聯(lián)盟（GCC）、邊緣計算產業(yè)聯(lián)盟（ECC）定于12月13-14日在北京聯(lián)合舉辦“2023計算產業(yè)生態(tài)大會（CIEC 2023）”，將竭力打造一場涵蓋綠色計算、邊緣計算等計算領域全產業(yè)鏈的高端性、權威性、前瞻性的產業(yè)生態(tài)盛會。此外，大會專門設置了“邊云協(xié)同專題論壇”。
責任編輯：江蓬新
校對：許艷
