北京2022年12月7日 /美通社/ -- 最近幾年，隨著萬(wàn)物互聯(lián)和邊緣人工智能的需求，邊緣計(jì)算在高速增長(zhǎng)，在整個(gè)計(jì)算產(chǎn)業(yè)中扮演越來(lái)越重要的角色。不過(guò)，面對(duì)爆發(fā)的需求，邊緣計(jì)算真正規(guī)模化落地受到行業(yè)眾多、應(yīng)用場(chǎng)景碎片化的制約，大量邊緣計(jì)算方案不得不進(jìn)行定制化開(kāi)發(fā)，部署周期長(zhǎng)、成本高、產(chǎn)出難以衡量。
走出碎片化、定制化，是邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)化的必由之路。浪潮信息提出了邊緣計(jì)算服務(wù)器的模塊化設(shè)計(jì)思路，改變以CPU為核心的設(shè)計(jì)，以系統(tǒng)架構(gòu)為核心進(jìn)行設(shè)計(jì)，定義了全新的邊緣服務(wù)器模塊化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)ECOM，并將標(biāo)準(zhǔn)中的各個(gè)部件模塊產(chǎn)品化，貢獻(xiàn)給開(kāi)源組織，解決邊緣計(jì)算規(guī)模化落地的難題。
從試點(diǎn)走向批量落地
從2020年起，邊緣計(jì)算應(yīng)用的落地實(shí)踐開(kāi)始密集，浪潮信息成立了專門的邊緣計(jì)算事業(yè)部，以滿足通信、能源、交通等行業(yè)爆發(fā)出的各類邊緣計(jì)算應(yīng)用需求。兩年多來(lái)，從應(yīng)用的落地試點(diǎn)到逐漸成熟，浪潮信息與生態(tài)伙伴一起進(jìn)行了大量的工作。2022年，邊緣計(jì)算已開(kāi)始從試點(diǎn)走向批量部署。邊緣計(jì)算的一些典型場(chǎng)景正在形成，比如智能制造、智慧能源、智慧交通等。
在制造行業(yè)，工業(yè)質(zhì)檢是近年的一個(gè)爆款應(yīng)用。邊緣計(jì)算結(jié)合機(jī)器視覺(jué)和AI算法，對(duì)從汽車到手機(jī)、從鋼板到軸承的大量工業(yè)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了智能化缺陷檢測(cè)，一些產(chǎn)品的缺陷檢出率已達(dá)到99%以上。
在野外油田場(chǎng)景中，一些多年開(kāi)采的油田地下勘探層含油量逐漸下降，抽油機(jī)（俗稱磕頭機(jī)）按照傳統(tǒng)恒速運(yùn)行，采油效率低，能源消耗成本高。浪潮信息聯(lián)合石油企業(yè)開(kāi)發(fā)的油井智慧監(jiān)測(cè)解決方案，邊緣計(jì)算結(jié)合了設(shè)備運(yùn)行、生產(chǎn)工況數(shù)據(jù)，找到合適的采油頻率，對(duì)磕頭機(jī)進(jìn)行智能啟停。在這種安排下，石油開(kāi)采效率反而更高也更節(jié)電。
在海外市場(chǎng)，浪潮信息與日本東京工業(yè)大學(xué)，聯(lián)合開(kāi)發(fā)了基于邊緣AI的智慧停車項(xiàng)目，基于邊緣計(jì)算和AI算法，只需0.05秒就能根據(jù)車輛信息自動(dòng)完成停車扣費(fèi)，停車場(chǎng)實(shí)現(xiàn)了快捷停車?yán)U費(fèi)，火災(zāi)、煙霧、車位長(zhǎng)期占用等異常狀態(tài)及時(shí)檢測(cè)等功能，這套系統(tǒng)將在東京上百個(gè)停車場(chǎng)上線。
工廠的智能質(zhì)檢、油田上抽油機(jī)的智能啟停、城市里面的停車場(chǎng)智慧停車，僅是海量邊緣計(jì)算場(chǎng)景中的"滄海一粟"。從技術(shù)和商業(yè)上，目前邊緣計(jì)算都達(dá)到了一個(gè)合適的投入時(shí)間點(diǎn)，行業(yè)也將迎來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵期。
在技術(shù)方面，邊緣計(jì)算為云、AI、5G和物聯(lián)網(wǎng)提供了重要的落地承載平臺(tái)。其中，AI從數(shù)據(jù)中心開(kāi)始向邊緣延展，成為邊緣計(jì)算的一個(gè)重要驅(qū)動(dòng)力量。
在商業(yè)方面，萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代，眾多新興應(yīng)用提出了低時(shí)延、高帶寬、本地化、高安全、低成本的處理需求，這也推動(dòng)著處于數(shù)據(jù)產(chǎn)生側(cè)的邊緣計(jì)算"迎難而上"。包括一些工廠出于對(duì)數(shù)據(jù)的敏感性，不希望上云，通過(guò)邊緣計(jì)算，能滿足它們的處理需求。
IDC預(yù)計(jì)，未來(lái)5年，對(duì)邊緣計(jì)算的投資速度將遠(yuǎn)高于核心位置，到2025年，全球邊緣計(jì)算服務(wù)器支出金額比重將從14.4%，提升到24.9%。
定制化攔路虎
不過(guò)，邊緣計(jì)算在走向批量落地中，也遇到了難題，定制化是最大的攔路虎。
相對(duì)于數(shù)據(jù)中心中那些已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)器，業(yè)界對(duì)邊緣服務(wù)器提出的需求還很龐雜，邊緣計(jì)算要應(yīng)對(duì)的局面頗為棘手。一個(gè)典型的例子是，數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器，工作溫度范圍一般在0~35攝氏度，但邊緣服務(wù)器所處的環(huán)境"很跨越"，往往要滿足從零下40攝氏度到零上70攝氏度的寬溫范圍。
邊緣服務(wù)器對(duì)算力的要求也很多變。即便同一條馬路上的不同路口，由于攝像頭從幾路到十幾路不等，對(duì)邊緣計(jì)算的處理能力也高低不等。
網(wǎng)絡(luò)的要求也更復(fù)雜。像海上風(fēng)電場(chǎng)景中，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不太友好。邊緣服務(wù)器需要引入多種通信方式，除了有線，還有5G、WiFi、ZigBee等無(wú)線方式，滿足各種應(yīng)用需求。
在室內(nèi)外嚴(yán)酷的物理環(huán)境中，邊緣服務(wù)器還要做到防雨、防震、防塵。
客戶的需求是無(wú)限的，如果都去做定制化，是不現(xiàn)實(shí)的。定制化本身設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，產(chǎn)品很難進(jìn)行全面測(cè)試與售后保障，后期容易出現(xiàn)各種問(wèn)題。碎片化、定制化也導(dǎo)致邊緣服務(wù)器大規(guī)模落地存在困難，是制約邊緣計(jì)算快速發(fā)展的根本性難題之一。
面對(duì)這一問(wèn)題，在經(jīng)歷了實(shí)踐和反復(fù)論證后，浪潮信息提出"產(chǎn)品設(shè)計(jì)解耦和模塊化"的思路，通過(guò)組合不同模塊，來(lái)覆蓋最廣泛的市場(chǎng)。不僅是邊緣計(jì)算，未來(lái)數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)也會(huì)朝向解耦的方向發(fā)展。
這個(gè)思路改變了傳統(tǒng)服務(wù)器圍繞CPU展開(kāi)設(shè)計(jì)的模式，因?yàn)橛?jì)算性能只是需求的一個(gè)方面，面對(duì)邊緣場(chǎng)景多樣化的客戶需求，需要以系統(tǒng)架構(gòu)為核心設(shè)計(jì)。
在這一思路下，浪潮信息研發(fā)團(tuán)隊(duì)首先從系統(tǒng)架構(gòu)層面進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，然后將核心計(jì)算模塊、AI模塊、管理功能、IO等模塊進(jìn)行解耦。抽離出來(lái)的各個(gè)模塊按照兼容性標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，再通過(guò)已經(jīng)定義好的規(guī)則，進(jìn)行相應(yīng)的整合，"搭"出用戶需要的產(chǎn)品，最大化滿足客戶需求。
模塊化方法論：解耦、歸一
然而，產(chǎn)品要想靈活百變，說(shuō)易行難。浪潮信息并不是第一個(gè)做這件事的企業(yè)，但業(yè)界一些企業(yè)要么沒(méi)有堅(jiān)持下來(lái)，要么走得不深。
這其中最大的難點(diǎn)之一，不僅要解決把過(guò)去幾十年形成的體系化的系統(tǒng)分拆，還要考慮再以怎樣的方式把它們嚴(yán)絲合縫地整合在一起，并做到最大程度不影響系統(tǒng)的性能和效率。
也就是說(shuō)，"解耦"體現(xiàn)了一種能力，"歸一"更體現(xiàn)了一種能力。
從模塊化到組成系統(tǒng)，浪潮信息做了大量的探索。在系統(tǒng)分拆為模塊后，浪潮信息花了大量精力，對(duì)各個(gè)模組之間的通信協(xié)議進(jìn)行取舍和優(yōu)化，既要保證性能，又要給予每個(gè)模塊最大限度的拼搭自由，并對(duì)這些協(xié)議進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。
而經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)1年半的錘煉和迭代升級(jí)，全新的邊緣模塊化設(shè)計(jì)架構(gòu)ECOM（Edge Computing Optional Module）打磨完成。2022年初，浪潮信息將邊緣計(jì)算模塊化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)ECOM架構(gòu)首次對(duì)外發(fā)布。
9月，浪潮信息將該設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)貢獻(xiàn)給全球三大開(kāi)放計(jì)算組織之一的ODCC。這也是目前為止，國(guó)內(nèi)首個(gè)在邊緣計(jì)算服務(wù)器模塊化方面的開(kāi)源標(biāo)準(zhǔn)。
當(dāng)下邊緣計(jì)算場(chǎng)景處于星星點(diǎn)火的起步期，相對(duì)于數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、管理等方面已經(jīng)錘煉了小幾十年的標(biāo)準(zhǔn)，邊緣服務(wù)器這個(gè)新賽道要實(shí)現(xiàn)行業(yè)的規(guī)模化落地，還有更多可以創(chuàng)造的空間。
邊緣計(jì)算任重道遠(yuǎn)
在ECOM架構(gòu)推出后，浪潮信息工程師們基于它，研發(fā)出了全新的邊緣服務(wù)器產(chǎn)品EIS800，該產(chǎn)品因架構(gòu)創(chuàng)新，獲得了2022年德國(guó)紅點(diǎn)設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)。
EIS800推出后，吸引了業(yè)界的廣泛關(guān)注。在國(guó)內(nèi)，一家企業(yè)正為一項(xiàng)國(guó)際體育賽事提供公共交通服務(wù)，有著緊迫的部署時(shí)間要求。他們需要一款產(chǎn)品，既能用ARM計(jì)算平臺(tái)去處理視頻，也能用X86計(jì)算平臺(tái)處理雷達(dá)算法，還要做一些融合性應(yīng)用。而且通過(guò)試點(diǎn)，客戶的需求還處于調(diào)整變化中。浪潮信息用3個(gè)月，就給客戶提供了一款產(chǎn)品做試點(diǎn)，能滿足它在項(xiàng)目過(guò)程中變化的需求。
在海外如對(duì)品質(zhì)要求極為嚴(yán)苛的日本市場(chǎng)，經(jīng)歷層層篩選，EIS800被一家大型日本ICT企業(yè)引入清單。
這些都是邊緣計(jì)算發(fā)展歷程的重要節(jié)點(diǎn)。但這個(gè)產(chǎn)業(yè)要真正迎來(lái)全面爆發(fā)，邊緣服務(wù)器從技術(shù)商業(yè)到生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)都還有大量的工作要做。邊緣服務(wù)器ECOM標(biāo)準(zhǔn)的制定，不僅需要產(chǎn)業(yè)界更多上下游廠商的共同努力，也進(jìn)一步推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)的合作。在產(chǎn)品方面，工程師們也可以基于用戶反饋，對(duì)每個(gè)單獨(dú)的模塊做進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)。比如，將更多主流芯片和通信模組輕量定制后納入整個(gè)系統(tǒng)中，更快滿足用戶的需求。
接下去浪潮信息和生態(tài)還有大量工作要做，邊緣計(jì)算行業(yè)要真正成就自己的星辰大海，依然任重而道遠(yuǎn)。
