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边缘计算产业爆发,拦路虎被拿下

关键词:边缘计算万物互联

时间:2022-12-08 09:42:41      来源:互联网

最近几年,随着万物互联和边缘人工智能的需求,边缘计算在高速增长,在整个计算产业中扮演越来越重要的角色。不过,面对爆发的需求,边缘计算真正规模化落地受到行业众多、应用场景碎片化的制约,大量边缘计算方案不得不进行定制化开发,部署周期长、成本高、产出难以衡量。

最近几年,随着万物互联和边缘人工智能的需求,边缘计算在高速增长,在整个计算产业中扮演越来越重要的角色。不过,面对爆发的需求,边缘计算真正规模化落地受到行业众多、应用场景碎片化的制约,大量边缘计算方案不得不进行定制化开发,部署周期长、成本高、产出难以衡量。

走出碎片化、定制化,是边缘计算产业化的必由之路。浪潮信息提出了边缘计算服务器的模块化设计思路,改变以CPU为核心的设计,以系统架构为核心进行设计,定义了全新的边缘服务器模块化设计标准ECOM,并将标准中的各个部件模块产品化,贡献给开源组织,解决边缘计算规模化落地的难题。

从试点走向批量落地

从2020年起,边缘计算应用的落地实践开始密集,浪潮信息成立了专门的边缘计算事业部,以满足通信、能源、交通等行业爆发出的各类边缘计算应用需求。两年多来,从应用的落地试点到逐渐成熟,浪潮信息与生态伙伴一起进行了大量的工作。2022年,边缘计算已开始从试点走向批量部署。边缘计算的一些典型场景正在形成,比如智能制造、智慧能源、智慧交通等。

在制造行业,工业质检是近年的一个爆款应用。边缘计算结合机器视觉和AI算法,对从汽车到手机、从钢板到轴承的大量工业产品实现了智能化缺陷检测,一些产品的缺陷检出率已达到99%以上。

在野外油田场景中,一些多年开采的油田地下勘探层含油量逐渐下降,抽油机(俗称磕头机)按照传统恒速运行,采油效率低,能源消耗成本高。浪潮信息联合石油企业开发的油井智慧监测解决方案,边缘计算结合了设备运行、生产工况数据,找到合适的采油频率,对磕头机进行智能启停。在这种安排下,石油开采效率反而更高也更节电。

在海外市场,浪潮信息与日本东京工业大学,联合开发了基于边缘AI的智慧停车项目,基于边缘计算和AI算法,只需0.05秒就能根据车辆信息自动完成停车扣费,停车场实现了快捷停车缴费,火灾、烟雾、车位长期占用等异常状态及时检测等功能,这套系统将在东京上百个停车场上线。

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工厂的智能质检、油田上抽油机的智能启停、城市里面的停车场智慧停车,仅是海量边缘计算场景中的"沧海一粟"。从技术和商业上,目前边缘计算都达到了一个合适的投入时间点,行业也将迎来发展的关键期。 

在技术方面,边缘计算为云、AI、5G和物联网提供了重要的落地承载平台。其中,AI从数据中心开始向边缘延展,成为边缘计算的一个重要驱动力量。

在商业方面,万物互联时代,众多新兴应用提出了低时延、高带宽、本地化、高安全、低成本的处理需求,这也推动着处于数据产生侧的边缘计算"迎难而上"。包括一些工厂出于对数据的敏感性,不希望上云,通过边缘计算,能满足它们的处理需求。

IDC预计,未来5年,对边缘计算的投资速度将远高于核心位置,到2025年,全球边缘计算服务器支出金额比重将从14.4%,提升到24.9%。

定制化拦路虎

不过,边缘计算在走向批量落地中,也遇到了难题,定制化是最大的拦路虎。

相对于数据中心中那些已经标准化的服务器,业界对边缘服务器提出的需求还很庞杂,边缘计算要应对的局面颇为棘手。一个典型的例子是,数据中心的服务器,工作温度范围一般在0~35摄氏度,但边缘服务器所处的环境"很跨越",往往要满足从零下40摄氏度到零上70摄氏度的宽温范围。

边缘服务器对算力的要求也很多变。即便同一条马路上的不同路口,由于摄像头从几路到十几路不等,对边缘计算的处理能力也高低不等。

网络的要求也更复杂。像海上风电场景中,网络环境不太友好。边缘服务器需要引入多种通信方式,除了有线,还有5G、WiFi、ZigBee等无线方式,满足各种应用需求。

在室内外严酷的物理环境中,边缘服务器还要做到防雨、防震、防尘。

客户的需求是无限的,如果都去做定制化,是不现实的。定制化本身设计周期长,产品很难进行全面测试与售后保障,后期容易出现各种问题。碎片化、定制化也导致边缘服务器大规模落地存在困难,是制约边缘计算快速发展的根本性难题之一。

面对这一问题,在经历了实践和反复论证后,浪潮信息提出"产品设计解耦和模块化"的思路,通过组合不同模块,来覆盖最广泛的市场。不仅是边缘计算,未来数据中心的设计也会朝向解耦的方向发展。

这个思路改变了传统服务器围绕CPU展开设计的模式,因为计算性能只是需求的一个方面,面对边缘场景多样化的客户需求,需要以系统架构为核心设计。

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在这一思路下,浪潮信息研发团队首先从系统架构层面进行顶层设计,然后将核心计算模块、AI模块、管理功能、IO等模块进行解耦。抽离出来的各个模块按照兼容性标准进行设计,再通过已经定义好的规则,进行相应的整合,"搭"出用户需要的产品,最大化满足客户需求。

模块化方法论:解耦、归一

然而,产品要想灵活百变,说易行难。浪潮信息并不是第一个做这件事的企业,但业界一些企业要么没有坚持下来,要么走得不深。

这其中最大的难点之一,不仅要解决把过去几十年形成的体系化的系统分拆,还要考虑再以怎样的方式把它们严丝合缝地整合在一起,并做到最大程度不影响系统的性能和效率。

也就是说,"解耦"体现了一种能力,"归一"更体现了一种能力。

从模块化到组成系统,浪潮信息做了大量的探索。在系统分拆为模块后,浪潮信息花了大量精力,对各个模组之间的通信协议进行取舍和优化,既要保证性能,又要给予每个模块最大限度的拼搭自由,并对这些协议进行标准化。

而经过长达1年半的锤炼和迭代升级,全新的边缘模块化设计架构ECOM(Edge Computing Optional Module)打磨完成。2022年初,浪潮信息将边缘计算模块化设计标准ECOM架构首次对外发布。

9月,浪潮信息将该设计标准贡献给全球三大开放计算组织之一的ODCC。这也是目前为止,国内首个在边缘计算服务器模块化方面的开源标准。

当下边缘计算场景处于星星点火的起步期,相对于数据中心服务器,计算、存储、网络、管理等方面已经锤炼了小几十年的标准,边缘服务器这个新赛道要实现行业的规模化落地,还有更多可以创造的空间。

边缘计算任重道远

在ECOM架构推出后,浪潮信息工程师们基于它,研发出了全新的边缘服务器产品EIS800,该产品因架构创新,获得了2022年德国红点设计大奖。

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EIS800推出后,吸引了业界的广泛关注。在国内,一家企业正为一项国际体育赛事提供公共交通服务,有着紧迫的部署时间要求。他们需要一款产品,既能用ARM计算平台去处理视频,也能用X86计算平台处理雷达算法,还要做一些融合性应用。而且通过试点,客户的需求还处于调整变化中。浪潮信息用3个月,就给客户提供了一款产品做试点,能满足它在项目过程中变化的需求。

在海外如对品质要求极为严苛的日本市场,经历层层筛选,EIS800被一家大型日本ICT企业引入清单。

这些都是边缘计算发展历程的重要节点。但这个产业要真正迎来全面爆发,边缘服务器从技术商业到生态标准都还有大量的工作要做。边缘服务器ECOM标准的制定,不仅需要产业界更多上下游厂商的共同努力,也进一步推动了产业的合作。在产品方面,工程师们也可以基于用户反馈,对每个单独的模块做进一步的开发。比如,将更多主流芯片和通信模组轻量定制后纳入整个系统中,更快满足用户的需求。

接下去浪潮信息和生态还有大量工作要做,边缘计算行业要真正成就自己的星辰大海,依然任重而道远。

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