邊緣計算近年來日趨火熱，互聯(lián)網(wǎng)公司、電信運營商、設(shè)備商等眾多領(lǐng)域都在討論邊緣計算。那么，邊緣計算的“火爆”現(xiàn)象是市場炒作還是真實需求?國外“Disruptive Analysis”的創(chuàng)始人兼董事Dean Bubley對此發(fā)表了看法，以下是他的觀點。

邊緣計算是一個微型數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，可以在本地處理或存儲關(guān)鍵數(shù)據(jù)，并將所有接收的數(shù)據(jù)推送到中央數(shù)據(jù)中心或云存儲庫。

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它通常在物聯(lián)網(wǎng)用例中被提及，其中邊緣設(shè)備收集數(shù)據(jù)，并全部發(fā)送到數(shù)據(jù)中心或云進行處理。邊緣計算在本地對數(shù)據(jù)進行分類，由于其中一些數(shù)據(jù)在本地處理，從而減少了到中央存儲庫的回程流量。

通常，這是通過IoT設(shè)備將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖镜卦O(shè)備來完成的，本地設(shè)備包括小尺寸的計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)連接。數(shù)據(jù)在邊緣處理，它們?nèi)炕虿糠直话l(fā)送到公司的數(shù)據(jù)中心、協(xié)同定位設(shè)施或IaaS云中的中央處理或存儲庫。

邊緣計算很重要，但它的功能也被夸大了。網(wǎng)絡(luò)邊緣計算只是整個云計算領(lǐng)域的一小部分。由于它很小，它可能只是網(wǎng)絡(luò)規(guī)模云平臺的補充(并與之集成)。我們不太可能看到主流的提供商推出“下一代Amazon AWS，僅分發(fā)”這樣的名號。

一、從功耗看邊緣計算

為什么網(wǎng)絡(luò)邊緣計算的領(lǐng)域很小?下面從不同的角度來觀察：功率。邊緣計算是計算行業(yè)頂端和底端人員使用的指標(biāo)，但很少被中間的人使用，例如網(wǎng)絡(luò)所有者。這意味著它們忽略了幾個數(shù)量級。

1. 數(shù)據(jù)中心的大功率負(fù)載

云計算涉及大量數(shù)據(jù)，比如服務(wù)器、處理器、標(biāo)準(zhǔn)尺寸設(shè)備機架、占地空間之類的數(shù)量指標(biāo)。但數(shù)據(jù)中心用戶使用最多的數(shù)字可能是以瓦特為單位的功耗，或者更常見的是kW、MW和GW。

功率不僅包括計算CPU和GPU的需求，還包括數(shù)據(jù)中心的存儲和網(wǎng)絡(luò)元素。

粗略地說，全球大數(shù)據(jù)中心的總功耗約為100GW，典型的數(shù)據(jù)中心可能有30MW的容量，但是世界上***的數(shù)據(jù)中心單獨使用的容量已經(jīng)超過100MW，甚至有計劃擴展到600MW甚至1GW。但它們并非全部都在全力運轉(zhuǎn)，任何計算平臺都是如此。

這種功耗增長一部分是由于所需服務(wù)器和設(shè)備機架數(shù)量的增加(這也導(dǎo)致了占地面積增加)，另一方面也與單個服務(wù)器的功耗有關(guān)，因為芯片變得更強大。大多數(shù)設(shè)備機架使用3-5kW的功率，如果可以提供電源和冷卻，有些可以高達(dá)20kW。

因此，為“云”提供動力需要100GW，并且這個數(shù)字正在持續(xù)快速增長。我們也看到二線和三線城市的小型區(qū)域數(shù)據(jù)中心有所增長，公司和政府通常也擁有私人數(shù)據(jù)中心，這些不同區(qū)域所需的功率相差很大，通常1-5MW的基準(zhǔn)是比較合理的。

2. “邊緣設(shè)備”的功耗

除了數(shù)據(jù)中心，設(shè)備本身及其內(nèi)部的組件也將消耗功率。特別是對于需要電池供電的設(shè)備，將功率控制在瓦特或毫瓦是至關(guān)重要的。比如：

• 傳感器在空閑時的使用可能不到10mW，在主動處理數(shù)據(jù)時可能使用100mW
• Raspberry Pi可能會使用0.5W
• 智能手機處理器可能使用1-3W
• 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)(控制各種本地設(shè)備)可能是5-10W
• 一臺筆記本電腦可能需要50W
• 一個不錯的加密設(shè)備可能會使用1kW

創(chuàng)新正在改變功耗閾值。一些研究人員正在研究亞毫瓦視覺處理器，比如ARM的設(shè)計能夠在功耗極低的設(shè)備上運行機器學(xué)習(xí)算法。

但也許最有趣的“邊緣設(shè)備”是未來的高端Nvidia Pegasus主板，針對自動駕駛汽車。它是一臺500W的超級計算機。這可能聽起來很大，但實際上還不到大多數(shù)汽車發(fā)動機功率的1%。高端的特斯拉P100D以“ludicrous mode”為車輪提供超過500kW的功率，或1000x。汽車空調(diào)可能會使用2kW。

當(dāng)然，邊緣設(shè)備計算平臺有很多。當(dāng)我們擁有數(shù)十億的手機、數(shù)以億計的車輛以及個人電腦時，潛在的，我們也將會有數(shù)十億的傳感器，但大多數(shù)并不協(xié)調(diào)。

3. 網(wǎng)絡(luò)中間層的功耗

在分布式計算中，接近網(wǎng)絡(luò)邊緣的一端是毫瓦，而在另一端，從設(shè)備到云有千兆瓦。那么網(wǎng)絡(luò)的中間呢?

很多公司都在談?wù)揗EC(多接入邊緣計算)和霧計算產(chǎn)品，服務(wù)器設(shè)計在蜂窩基站、網(wǎng)絡(luò)聚合點、固定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和其他地方運行。

有些是“微型數(shù)據(jù)中心”，能夠在***的蜂窩塔附近容納數(shù)個服務(wù)器機架。***的可能是50kW的容器大小的單元，但這些是非常罕見的，并且需要專用的電源。

值得注意的是，典型的宏蜂窩塔可能具有1-2kW的功率。因此，如果我們考慮也許其中10%可以用于計算平臺而不是無線(一個慷慨的假設(shè))，理論上我們可以得到100-200W?；蛘邠Q句話說，一個蜂窩塔邊緣節(jié)點的功率還不到單個車載計算機的一半。

其他是較小的服務(wù)器單元，旨在連接到小型蜂窩、家庭網(wǎng)關(guān)、電纜街道側(cè)機柜或企業(yè)“白盒”，對于這些來說，10-30W更合理。

二、想象一下2023年

想象一下未來5年，屆時，可能會有150GW的大型數(shù)據(jù)中心，加上相當(dāng)數(shù)量的中型區(qū)域數(shù)據(jù)中心，以及私營企業(yè)設(shè)施。

我們可能擁有100億部手機、個人電腦、平板電腦和其他小型終端，為分布式邊緣做出貢獻，但顯然它們會在閑置模式下浪費大量時間。我們也可能擁有1000萬輛近乎自動駕駛的車輛，這需要很大的計算量，即使不是完全自動駕駛。

現(xiàn)在，假設(shè)我們有1000萬“深度”網(wǎng)絡(luò)計算節(jié)點，在大大小小的蜂窩站點上，內(nèi)置到WiFi AP或控制器中，或者在電纜/固定的街邊柜機中。它們的額定功率可能在10W到300W之間，盡管很少有能夠達(dá)到300w的。大多數(shù)都選擇100W，以便進行更簡單的計算。(坦白地說，這是一個慷慨的預(yù)測，但讓我們先看一下。)

我們添加20000個容器大小的50kW單元，或者重新設(shè)置中央辦公室作為數(shù)據(jù)中心。

換句話說，我們最終可能會有：

• 150GW大型數(shù)據(jù)中心
• 50GW區(qū)域和企業(yè)數(shù)據(jù)中心
• 20000 x 50kW = 1GW大/聚合點“網(wǎng)絡(luò)邊緣”迷你DC
• 10m x 100W = 1GW“深度”網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點
• 1bn x 50W = 50GW的PC
• 100億x 1W = 10GW“小”設(shè)備邊緣計算節(jié)點
• 10m x 500W = 5GW的車載計算節(jié)點
• 100億x 100mW = 1GW的傳感器和低端設(shè)備

這是一個非常粗略的分析。許多設(shè)備大部分時間都處于空閑狀態(tài)，可能需要卸載功能以節(jié)省電池電量。筆記本電腦通常完全關(guān)閉。但同樣，網(wǎng)絡(luò)邊緣計算機也不會以100%，24x7運行。

三、邊緣計算1%的計算能力

因此，在粗略的、數(shù)量級的水平上，樂觀地講，總體實際“網(wǎng)絡(luò)邊緣”占總的計算能力還不到1%。而悲觀的假設(shè)，它可能只有0.1%。

除非對網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的電力供應(yīng)進行大規(guī)模升級，同時安裝5G的回程升級或部署FTTH，否則再也無法供電了。

基于區(qū)塊鏈的邊緣“霧”也不可能真正解決這個問題，即使它們也使用分散的、基于區(qū)塊鏈的供電和管理。

這0.1%-1%的計算工作量將具有如此重要的作用，它們需要把所有的東西帶入其軌道和間接控制。 “邊緣”真的可以成為新的前沿嗎?

答案是并不能，實際上，情況恰恰相反的可能性更大?；谠O(shè)備的應(yīng)用程序會選擇性地把某些工作負(fù)載卸載到網(wǎng)絡(luò)，或者webscale云將分發(fā)某些功能。其中網(wǎng)絡(luò)邊緣是某些垂直或應(yīng)用程序的控制點。有些安全功能是有意義的，例如，如今CDN的演變。但IoT管理或AI會集中在這些邊緣節(jié)點上嗎?這似乎不太可能。

四、結(jié)論

未來，網(wǎng)絡(luò)邊緣計算架構(gòu)(如MEC)將變得更加重要。但盡管如此，他們的功能并不像炒作的那樣強大。

幾乎沒有應(yīng)用程序是僅在網(wǎng)絡(luò)邊緣運行的，它將用于特定工作負(fù)載或微服務(wù)，作為更廣泛的多層應(yīng)用程序的子集，主要的計算還是在設(shè)備上或云上完成。因此，邊緣計算提供商和行業(yè)/網(wǎng)絡(luò)規(guī)模云之間的協(xié)作是必要的，因為網(wǎng)絡(luò)邊緣只是更大解決方案中的組件，并且很少是最重要的組件。

有一件事是肯定的：移動運營商不會成為分布式“準(zhǔn)亞馬遜”，它們通過5G連接所有附近汽車或其網(wǎng)絡(luò)中的工業(yè)4.0機器人進行圖像處理。

MEC節(jié)點可以批量托管Amazon Greengrass或其他功能，但很少有開發(fā)人員希望在獨立的基礎(chǔ)上直接編寫電信公司的分布式云API，無論是否有網(wǎng)絡(luò)切片或5G QoS機制。