云边协同为多元泛在的算力需求提供了智能敏捷、安全可靠、绿色低碳的基本保障。云边协同既是目标,同样也是实现路径,它将助推新一轮智算浪潮的蓬勃兴起。
双重驱动,云边协同成为重要发展趋势
我国“十四五”规划中明确提出要“协同发展云服务与边缘计算服务”,国务院《“十四五”数字经济发展规划》同时指出要“加强面向特定场景的边缘计算能力”。
云计算最早通过网络将分散的ICT资源集中起来,以云服务形式为客户提供按需资源,极大改变了社会工作方式与商业模式。而借力于云端算力资源与端侧数据处理的协同应用,云端智能产品得到了快速发展。但随着全球及中国数据量的爆发性增长,海量设备端数据向中心云进行传输和处理时,需要超大的带宽与回传容量,将面临带宽负载、网络时延、传输成本上的巨大压力。
随着智慧城市、自动驾驶、工业互联网等应用的落地,海量的终端设备实时产生数据,集中式云计算在带宽负载、网络延时、数据管理成本等方面将愈发显得捉襟见肘,难以适应数据频繁交互的需求,边缘侧的价值进一步凸显。
边缘计算可在本地提供IT服务、计算能力,减少上传的数据量、节省网络操作、服务交付的时间延迟,提高传输效率,让海量数据实现本地存储、处理、分析、决策和执行。企业可以选择将算力下沉至更贴近设备端的边缘计算,衍生出端-边-云的协同新模式。
在云计算高速发展的同时,边缘计算需求激增。根据STL Partners边缘计算关键数据统计,到2030年,全球边缘计算市场整体规模将达到4450亿美元,复合年增长率达到48%。
在边缘计算产业联盟(ECC)与工业互联网产业联盟(AII)联合发布的《边缘计算与云计算协同白皮书2.0》中明确指出,边缘计算与云计算之间不是替代关系,而是互补协同关系。边缘计算与云计算需要通过紧密协同才能更好地满足各种需求场景的匹配,从而放大边缘计算和云计算的应用价值。边缘计算既靠近执行单元,更是云端所需高价值数据的采集和初步处理单元,可以更好地支撑云端应用;反之,云计算通过大数据分析优化输出的业务规则或模型可以下发到边缘侧,边缘计算基于新的业务规则或模型运行。
百花齐放,为推动算力基础设施高质量发展奠定根基
如今,随着数字经济发展不断走深入实,再加上以ChatGPT为代表的AIGC浪潮的促进与带动,算力这一数字经济时代新型生产力的加速作用进一步凸显。2023年10月,工信部等六部门联合印发的《算力基础设施高质量发展行动计划》指出,在推动不同计算架构的智能算力与通用算力协同发展,以满足各类业务需求的同时,更要加快边缘算力建设,推动云边端算力泛在分布。
历经多年的发展,云计算、边缘计算整体产业和生态日趋成熟,已成为提升信息化发展水平、打造数字经济新动能的重要支撑,云计算与边缘计算协同发展能够最大化体现云边计算的应用价值。越来越多的云计算厂商开始向边缘侧延伸和拓展,云边协同的解决方案、应用案例逐渐成熟并快速落地,为企业的数字化转型提供了安全可靠的支撑。
在国际上,云计算巨头亚马逊、微软和谷歌都已经推出了相关边缘计算产品。亚马逊推出AWS Greengrass功能软件,将AWS扩展到设备上,在本地处理终端生成的数据,同时仍然可以使用运来进行管理、数据分析和持久的存储;微软发布Azure IoT Edge边缘侧产品,将云分析扩展到边缘设备,支持离线使用,同时聚焦边缘的人工智能应用;谷歌也在2018年推出了硬件芯片Edge TPU和软件堆栈Cloud IoT Edge,可将数据处理和机器学习功能扩展到边缘设备,使设备能够对来自其传感器的数据进行实时操作,并在本地进行结果预测。
在国内,华为、腾讯、百度、新华三等也推出了相应的边缘计算产品。华为在2018年推出了IEF平台,通过纳管用户的边缘节点,提供将云上应用延伸到边缘的能力,联动边缘和云端的数据,为企业提供完整的边缘和云协同的一体化服务的边缘计算解决方案。腾讯针对边缘计算推出了CDN Edge,将数据中心的服务下沉至CDN边缘节点,以最低的延迟相应终端用户,同时降低用户数据中心的计算压力和网络负载。百度推出智能边缘BIE,将云计算能力拓展至用户现场,提供临时离线、低延时的计算服务,同时配合智能边缘云端管理套件,形成“云管理,边计算”的边云一体解决方案。新华三推出了超融合边缘计算产品UIS-Edge,支持多种硬件形态与部署方式,将云原生能力延伸至边缘,提供完善的设备接入、边缘计算及云边协同能力,为企业提供一站式云边端融合解决方案。
此外,从政府、产业机构到相关联盟,也都在加速推动针对云边协同场景的研究与标准制定。2019年5月,绿色计算产业联盟(GCC)与边缘计算产业联盟(ECC)签署合作协议,共同推动异构计算在边缘计算领域的规范制定、测试验证和落地推广。GCC与ECC还共同组成了边缘计算基础设施产业推进工作组(ECII),制定承载边缘云的IT基础设施规范、边缘计算网关规范等。目前,ECII已经发布了基于绿色计算的边缘数据中心硬件技术规范,建立ECII验证实验室进行技术验证,《边缘计算IT基础设施白皮书》在持续更新之中,打造边缘数据中心解决方案和示范工程的行动也硕果累累。