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边缘计算作为元宇宙重要的算力加油站,具有保障低延时、提升部署效率、保护隐私安全等功能。近期也开始重新受到投资者关注。
边缘计算概念
边缘计算是一种在数据源附近的网络边缘执行数据分析处理以优化云计算系统的方法,通过在数据源处或附近执行分析和知识生成任务来减少云端不必要的数据存储以及传感器和中央数据中心间传输所需的通信带宽。
边缘计算将数据、数据处理和应用程序集中在网络边缘的设备中,高度依赖本地设备。
边缘算力:连接AI与用户的纽带
我们认为边缘侧的定义应随着 AI 的发展进一步拓展,边缘计算应该当是离模型 推理发生处最近的算力,或者是帮助云端算力进行预推理的算力。
不同于由超大型数据中心与智算中心形式部署的云端算力,边缘算力的部署形式随着智能设备以及边缘数据中心的出现变得愈发多样。我们认为,边缘算力的存在形式主要可以分为两类,第一类是通过边缘算力芯片提供,通过定制 PCB 板输出,或者通过模组形式输出。第二类则更加类似于传统数据中心,通过将机柜布置在离用户较近的机房中,来获得类似于本地算力的便捷性。
目前,边缘算力的存在形式主流是边缘计算芯片。从全球来看,边缘算力芯片巨头厂商主要包括了高通、苹果与英伟达三大巨头。其中,苹果的边缘芯片主要用于其生态体系内的如 Iphone、Ipad 等产品内,英伟达边缘产品主要是车侧的自动驾驶芯片如 Orin,这两家的体系较为封闭,搭载的产品数量也较少。而高通作为全球手机芯片巨头,基于骁龙系列手机芯片推出了一系列专为边缘侧设计的模组芯片,将传统的 IOT 设备赋予了算力,也改变了过去边缘侧设备只能基于功耗与成本较高的 X86 平台的格局。当下,主流的物联网算力场景,如智能车机,智能零售等,普遍采用高通芯片来提供算力和搭载系统。
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将芯片的视角拉回国内,国内经过几年追赶,也涌现出了许多优秀的边缘芯片提供厂商,他们聚焦于处理芯片或通信芯片,为边缘计算能力的国产替代添砖加瓦。从国内主要的边缘算力 SOC 提供厂商包括了全志科技、晶晨股份、瑞芯微等厂商,而边缘通信芯片厂商则包括了如翱捷科技、乐鑫科技、紫光展锐、移芯科技等厂商。
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边缘计算+云计算:“章鱼模式”
云计算发展过程中面临一些技术挑战,边缘计算为了解决传统数据处理方式下时延高、数据实时分析能力匮乏等弊端应运而生。云计算属于分布式计算的一种,其通过网络云将庞大的数据计算分解成许多小的部分,分发给多部服务器处理和分析,最后返回结果。据 IDC 预测,到 2025 年全球将有 800 亿台终端设备接入到互联网,移动数据流量将高达 160 ZB,将给云计算系统带来了极大的负载,将终端设备的数据上传至云端时可能引起较长传播时延。于是边缘计算应运而生。通过在网络边缘侧为用户 IT 服务和云计算功能,边缘计算技术能够有效地降低网络运营和服务交付的时延,提供更好的用户体验。
云计算把握整体(类比为章鱼大脑),边缘计算更专注局部(类比为章鱼触手)。自然界中的章鱼具有两个强大的记忆系统,一是大脑记忆系统,二是八个爪子上的吸盘。云计算就像章鱼的大脑,其处理方式是将所有数据上传至计算资源集中的云端数据中心或服务器处理,任何需要访问该信息的请求都必须上送云端。而边缘计算类似章鱼触手接近“实物”,相较于云计算具有几点显著优势:
1、在网络边缘处理大量临时数据,不再全部上传云端,这极大地减轻了网络带宽和数据中心功耗的压力。
2、在靠近数据生产者处做数据处理,不需要通过网络请求云计算中心的响应,大大减少了系统延迟,增强了服务响应能力。
3、边缘计算将用户隐私数据不再上传,而是存储在网络边缘设备上,减少了网络数据泄露的风险,保护了用户数据安全和隐私。
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“云-边”协同大势所趋。随着物联网趋势的不断加深和 5G 等网络建设的持续发展,消费物联网和产业物联网设备都将与日俱增。目前智能物联网设备大都采取将数据上发至云端,由云端统一处理。而在边缘侧进行计算可以帮助释放网络带宽压力,也完成了一定数据保护,但是其资源受限会导致的无法满足模型精度需求。因此云边协同计算继承了云计算与边缘计算的优势,以同时达到高精度、低消耗、快响应、低延时的应用场景需求。两者分工如下:
1、云计算负责边缘节点难以胜任的计算任务,通过大数据分析,负责非实时、长周期数据的处理,优化输出的业务规则或模型,并下放到边缘侧,使边缘计算更加满足本地的需求,完成应用的全生命周期管理。
2、边缘计算主要负责实时、短周期数据的处理任务以及本地业务的实时处理与执行,为云端提供高价值的数据。
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边缘计算是元宇宙重要的算力加油站
边缘计算是元宇宙重要的算力加油站,具有保障低延时、提升部署效率、保护隐私安全等功能:
1、云计算因需要在本地和云端之间进行大量的数据交换,会造成明显延迟,影响元宇宙的用户体验。而边缘计算节点部署效率高,可为元宇宙节省云端资源开销。
2、部署在终端显示设备中的边缘计算可以减轻公共云环境的压力,并使 3D 图像的渲染和用户体验更加直接和快速;在结合了 XR 技术的交互环境中,边缘计算可以为模仿现实的用户动作提供快速响应时间,让用户沉浸在元宇宙中;
3、与 Web2.0 时期相比,元宇宙将收集更多用户数据,其产生的隐私风险也更为严重。因为可在边缘设备上处理和存储数据,边缘计算可以给用户隐私提供更好的保护。一方面,边缘服务可以在授权过程中从应用程序中删除高度私密的数据,以保护用户隐私。另一方面,边缘平台还可以更方便地使用“联邦学习”等保护用户隐私的算法,使机器学习就不再与隐私发生冲突。
移动边缘计算(MEC)提高了元宇宙终端设备的效率和功耗。根据动点科技消息,边缘计算平台 Akamai 执行副总裁兼首席技术官 Robert Blumofe 表示,在构建真正的元宇宙之前,还需在计算和可穿戴技术方面取得重大进展。
根据边缘计算社区消息,爱立信认为将元宇宙的工作负载移动到网络边缘可以减少延迟,但也能帮助元宇宙的用户设备(如耳机或 XR 眼镜)把处理过程转移到云端,进而节省电池寿命。他们表示,要想实现元宇宙,XR 设备得让人们负担得起,质量轻但功能强,并备足电池寿命,而边缘云技术都是实现这一切的基本技术之一。
爱奇艺已经从 VR 设备等角度切入元宇宙。根据亿欧新闻,2016 年爱奇艺智能就已经成立专门研发 VR 硬件;去年 12 月 26 日,爱奇艺智能改名为梦想绽放,以“内容+硬件”的模式提供娱乐服务,聚焦 VR、AI、智能硬件三大领域。梦想绽放公司副总裁王恺透露,奇遇 VR 2023 年全线产品都将支持 MR 功能。
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