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云邊協(xié)同潮涌 助推算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展

來源：中國能源新聞網(wǎng) 時間：2023-11-23 16:46

李云鵬

　　云邊協(xié)同為多元泛在的算力需求提供了智能敏捷、安全可靠、綠色低碳的基本保障。云邊協(xié)同既是目標(biāo)，同樣也是實現(xiàn)路徑，它將助推新一輪智算浪潮的蓬勃興起。

雙重驅(qū)動，云邊協(xié)同成為重要發(fā)展趨勢

　　我國“十四五”規(guī)劃中明確提出要“協(xié)同發(fā)展云服務(wù)與邊緣計算服務(wù)”，國務(wù)院《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》同時指出要“加強(qiáng)面向特定場景的邊緣計算能力”。

　　云計算最早通過網(wǎng)絡(luò)將分散的ICT資源集中起來，以云服務(wù)形式為客戶提供按需資源，極大改變了社會工作方式與商業(yè)模式。而借力于云端算力資源與端側(cè)數(shù)據(jù)處理的協(xié)同應(yīng)用，云端智能產(chǎn)品得到了快速發(fā)展。但隨著全球及中國數(shù)據(jù)量的爆發(fā)性增長，海量設(shè)備端數(shù)據(jù)向中心云進(jìn)行傳輸和處理時，需要超大的帶寬與回傳容量，將面臨帶寬負(fù)載、網(wǎng)絡(luò)時延、傳輸成本上的巨大壓力。

　　隨著智慧城市、自動駕駛、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用的落地，海量的終端設(shè)備實時產(chǎn)生數(shù)據(jù)，集中式云計算在帶寬負(fù)載、網(wǎng)絡(luò)延時、數(shù)據(jù)管理成本等方面將愈發(fā)顯得捉襟見肘，難以適應(yīng)數(shù)據(jù)頻繁交互的需求，邊緣側(cè)的價值進(jìn)一步凸顯。

　　邊緣計算可在本地提供IT服務(wù)、計算能力，減少上傳的數(shù)據(jù)量、節(jié)省網(wǎng)絡(luò)操作、服務(wù)交付的時間延遲，提高傳輸效率，讓海量數(shù)據(jù)實現(xiàn)本地存儲、處理、分析、決策和執(zhí)行。企業(yè)可以選擇將算力下沉至更貼近設(shè)備端的邊緣計算，衍生出端-邊-云的協(xié)同新模式。

　　在云計算高速發(fā)展的同時，邊緣計算需求激增。根據(jù)STL　Partners邊緣計算關(guān)鍵數(shù)據(jù)統(tǒng)計，到2030年，全球邊緣計算市場整體規(guī)模將達(dá)到4450億美元，復(fù)合年增長率達(dá)到48%。

　　在邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（ECC）與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（AII）聯(lián)合發(fā)布的《邊緣計算與云計算協(xié)同白皮書2.0》中明確指出，邊緣計算與云計算之間不是替代關(guān)系，而是互補(bǔ)協(xié)同關(guān)系。邊緣計算與云計算需要通過緊密協(xié)同才能更好地滿足各種需求場景的匹配，從而放大邊緣計算和云計算的應(yīng)用價值。邊緣計算既靠近執(zhí)行單元，更是云端所需高價值數(shù)據(jù)的采集和初步處理單元，可以更好地支撐云端應(yīng)用；反之，云計算通過大數(shù)據(jù)分析優(yōu)化輸出的業(yè)務(wù)規(guī)則或模型可以下發(fā)到邊緣側(cè)，邊緣計算基于新的業(yè)務(wù)規(guī)則或模型運行。

百花齊放，為推動算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展奠定根基

　　如今，隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展不斷走深入實，再加上以ChatGPT為代表的AIGC浪潮的促進(jìn)與帶動，算力這一數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代新型生產(chǎn)力的加速作用進(jìn)一步凸顯。2023年10月，工信部等六部門聯(lián)合印發(fā)的《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動計劃》指出，在推動不同計算架構(gòu)的智能算力與通用算力協(xié)同發(fā)展,以滿足各類業(yè)務(wù)需求的同時，更要加快邊緣算力建設(shè),推動云邊端算力泛在分布。

　　歷經(jīng)多年的發(fā)展，云計算、邊緣計算整體產(chǎn)業(yè)和生態(tài)日趨成熟，已成為提升信息化發(fā)展水平、打造數(shù)字經(jīng)濟(jì)新動能的重要支撐，云計算與邊緣計算協(xié)同發(fā)展能夠最大化體現(xiàn)云邊計算的應(yīng)用價值。越來越多的云計算廠商開始向邊緣側(cè)延伸和拓展，云邊協(xié)同的解決方案、應(yīng)用案例逐漸成熟并快速落地，為企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了安全可靠的支撐。

　　在國際上，云計算巨頭亞馬遜、微軟和谷歌都已經(jīng)推出了相關(guān)邊緣計算產(chǎn)品。亞馬遜推出AWS　Greengrass功能軟件，將AWS擴(kuò)展到設(shè)備上，在本地處理終端生成的數(shù)據(jù)，同時仍然可以使用運來進(jìn)行管理、數(shù)據(jù)分析和持久的存儲；微軟發(fā)布Azure　IoT　Edge邊緣側(cè)產(chǎn)品，將云分析擴(kuò)展到邊緣設(shè)備，支持離線使用，同時聚焦邊緣的人工智能應(yīng)用；谷歌也在2018年推出了硬件芯片Edge　TPU和軟件堆棧Cloud　IoT　Edge，可將數(shù)據(jù)處理和機(jī)器學(xué)習(xí)功能擴(kuò)展到邊緣設(shè)備，使設(shè)備能夠?qū)碜云鋫鞲衅鞯臄?shù)據(jù)進(jìn)行實時操作，并在本地進(jìn)行結(jié)果預(yù)測。

　　在國內(nèi)，華為、騰訊、百度、新華三等也推出了相應(yīng)的邊緣計算產(chǎn)品。華為在2018年推出了IEF平臺，通過納管用戶的邊緣節(jié)點，提供將云上應(yīng)用延伸到邊緣的能力，聯(lián)動邊緣和云端的數(shù)據(jù)，為企業(yè)提供完整的邊緣和云協(xié)同的一體化服務(wù)的邊緣計算解決方案。騰訊針對邊緣計算推出了CDN　Edge，將數(shù)據(jù)中心的服務(wù)下沉至CDN邊緣節(jié)點，以最低的延遲相應(yīng)終端用戶，同時降低用戶數(shù)據(jù)中心的計算壓力和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。百度推出智能邊緣BIE，將云計算能力拓展至用戶現(xiàn)場，提供臨時離線、低延時的計算服務(wù)，同時配合智能邊緣云端管理套件，形成“云管理，邊計算”的邊云一體解決方案。新華三推出了超融合邊緣計算產(chǎn)品　UIS-Edge，支持多種硬件形態(tài)與部署方式，將云原生能力延伸至邊緣，提供完善的設(shè)備接入、邊緣計算及云邊協(xié)同能力，為企業(yè)提供一站式云邊端融合解決方案。

　　此外，從政府、產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)到相關(guān)聯(lián)盟，也都在加速推動針對云邊協(xié)同場景的研究與標(biāo)準(zhǔn)制定。2019年5月，綠色計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（GCC）與邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（ECC）簽署合作協(xié)議，共同推動異構(gòu)計算在邊緣計算領(lǐng)域的規(guī)范制定、測試驗證和落地推廣。GCC與ECC還共同組成了邊緣計算基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)業(yè)推進(jìn)工作組（ECII），制定承載邊緣云的IT基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)范、邊緣計算網(wǎng)關(guān)規(guī)范等。目前，ECII已經(jīng)發(fā)布了基于綠色計算的邊緣數(shù)據(jù)中心硬件技術(shù)規(guī)范，建立ECII驗證實驗室進(jìn)行技術(shù)驗證，《邊緣計算IT基礎(chǔ)設(shè)施白皮書》在持續(xù)更新之中，打造邊緣數(shù)據(jù)中心解決方案和示范工程的行動也碩果累累。

算力驅(qū)動，ARM生態(tài)煥發(fā)生機(jī)

　　“算力為王”時代，推動算力布局與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的協(xié)調(diào)發(fā)展，實現(xiàn)算力的生產(chǎn)、供給、調(diào)度、應(yīng)用和服務(wù)的“一條龍”是核心任務(wù)。作為前提之一，加快構(gòu)建云邊協(xié)同、算存運融合的算力基礎(chǔ)設(shè)施體系至關(guān)重要。

　　我國高度重視智能算力產(chǎn)業(yè)發(fā)展，圍繞智算中心、人工智能、大模型等先后出臺系列政策文件，加快產(chǎn)業(yè)布局。在此背景下，基于ARM架構(gòu)的芯片生態(tài)備受關(guān)注。

　　眾所周知，ARM處理器天生具有計算的高效能優(yōu)勢，所以在終端應(yīng)用場景中如魚得水，并已廣泛嵌入邊緣控制器、邊緣網(wǎng)關(guān)中。以前，ARM生態(tài)發(fā)展的一個很大瓶頸在于，難以將其在移動應(yīng)用中的優(yōu)勢移植到服務(wù)器端。源于云邊端協(xié)同的推動，如今ARM服務(wù)器的生態(tài)空間將順理成章得到進(jìn)一步拓展。

　　ARM通過技術(shù)創(chuàng)新不斷拓展產(chǎn)品覆蓋的應(yīng)用場景，推動合作伙伴與客戶從云端向邊緣轉(zhuǎn)型。ARM作為邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（ECC）的創(chuàng)始成員之一，與其他成員一起為加速邊緣計算在各行業(yè)的數(shù)字化創(chuàng)新和行業(yè)應(yīng)用落地貢獻(xiàn)力量。

　　ARM處理器原生的多核架構(gòu)，能夠為用戶提供更佳的性能和功耗比，在云邊端一體的分布式云架構(gòu)中發(fā)揮著更重要支撐作用。華為鯤鵬CPU、飛騰CPU都屬于ARM架構(gòu)，在云邊協(xié)同應(yīng)用場景中都有諸多成功應(yīng)用案例。舉例來說，華為長期致力于在ARM應(yīng)用的場景化上實現(xiàn)突破，如今已在大數(shù)據(jù)、分布式存儲、ARM原生、高性能計算和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用等領(lǐng)域為用戶提供了更優(yōu)性價比的計算力。再比如，飛騰攜手希云科技共同推出工業(yè)數(shù)字化云平臺聯(lián)合解決方案，以飛騰高性能芯片作為算力引擎，在新型工業(yè)化的背景下，推動工業(yè)領(lǐng)域的高效協(xié)同計算與工業(yè)低代碼編程。

　　為進(jìn)一步完善多樣性計算技術(shù)體系，推動構(gòu)建信息技術(shù)領(lǐng)域開放創(chuàng)新生態(tài)，綠色計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（GCC）、邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（ECC）以標(biāo)準(zhǔn)化為抓手，持續(xù)開展核心技術(shù)研究，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研用融合，推動相關(guān)計算產(chǎn)品的大規(guī)模應(yīng)用。GCC在2022年成功舉辦了“綠色計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟行業(yè)解決方案示范案例遴選活動”，入選的案例匯編成《2022綠色計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟行業(yè)解決方案示范案例集》，有力促進(jìn)了綠色計算應(yīng)用在各行各業(yè)的廣泛落地。邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟自2019年起，連續(xù)五年持續(xù)舉辦“邊緣計算優(yōu)秀解決方案”遴選活動，旨在推動邊緣計算技術(shù)產(chǎn)品的應(yīng)用創(chuàng)新、促進(jìn)邊緣計算高價值可復(fù)制創(chuàng)新解決方案的快速孵化、加速邊緣計算技術(shù)產(chǎn)品以及邊緣計算標(biāo)準(zhǔn)件在各應(yīng)用領(lǐng)域的示范推廣。

　　此外，GCC積極推動標(biāo)準(zhǔn)制定及評測，《移動辦公云手機(jī)技術(shù)規(guī)范》《云手機(jī)用戶體驗質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)范》《服務(wù)器可服務(wù)性評價技術(shù)要求》等多項標(biāo)準(zhǔn)已正式立項。在人才培養(yǎng)方面，GCC持續(xù)打造的中國軟件開源創(chuàng)新大賽，累計覆蓋上千所高校，近8萬名高校開發(fā)者。在推動產(chǎn)業(yè)研究方面，GCC攜手會員單位共同編制的《綠色計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》，內(nèi)容涉及芯片、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)軟件、應(yīng)用軟件等成功案例標(biāo)桿，勾勒出綠色計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展全貌。

云邊協(xié)同，共贏計算新時代

　　算力是助推產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、賦能科技創(chuàng)新、實現(xiàn)社會高效能治理的驅(qū)動力。云邊算力協(xié)同部署是完善算力供給體系的重點任務(wù)之一，對于算力賦能行業(yè)應(yīng)用和數(shù)字化轉(zhuǎn)型具有非常重要的意義。

　　云邊協(xié)同將引領(lǐng)云計算與邊緣計算進(jìn)一步走向融合。從技術(shù)與架構(gòu)的角度分析，傳統(tǒng)云計算與邊緣云逐漸融合，形成一種分層的計算架構(gòu)。從用戶的需求來說，他們通過將中心云的資源與邊緣節(jié)點的融合，打造更加一體化的業(yè)務(wù)架構(gòu)，進(jìn)一步提高資源的共享和利用效率。舉例來說，面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的云邊協(xié)同智能缺陷檢測平臺，依托云原生技術(shù)體系，將企業(yè)數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施下沉至生產(chǎn)活動現(xiàn)場，圍繞邊緣節(jié)點自治、應(yīng)用&模型一體化管理以及生產(chǎn)活動數(shù)據(jù)對接三個核心維度，加強(qiáng)云邊-端的聯(lián)系，消除技術(shù)棧的不一致性，在工業(yè)視覺、工業(yè)AI檢測等業(yè)務(wù)場景中，能夠提高云邊協(xié)同的效率，并且降低運維管理成本。

　　云邊協(xié)同能夠更好地降低算力使用門檻，賦能應(yīng)用生態(tài)，加速培育新業(yè)態(tài)、新模式，賦能千行百業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。相關(guān)行業(yè)的成功案例不勝枚舉。比如，以“降低編排門檻、強(qiáng)化算法的智能性”為宗旨，基于CPS的工業(yè)邊緣智能控制方案通過先進(jìn)、多樣的手段發(fā)掘數(shù)據(jù)價值，為工業(yè)控制場景提供全站式綜合解決方案，讓傳統(tǒng)監(jiān)盤走向智能監(jiān)盤、自動化控制邁向智能化控制。另外值得一提的是，基于開源鴻蒙的云邊協(xié)同智慧隧道解決方案，以智慧隧道自主可控、綜合管控為導(dǎo)向，結(jié)合開源鴻蒙操作系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢，利用云邊端協(xié)同架構(gòu)模式，構(gòu)建基于云邊協(xié)同的新一代智慧控制網(wǎng)，全面提升公路隧道低碳節(jié)能、設(shè)備管控、應(yīng)急指揮、運維運營等綜合業(yè)務(wù)能力。

　　為響應(yīng)《數(shù)字中國建設(shè)整體布局規(guī)劃》、《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動計劃》等的號召，更好地呈現(xiàn)云邊協(xié)同、多元泛在、智能敏捷、安全可靠、綠色低碳的計算產(chǎn)業(yè)全貌，綠色計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（GCC）、邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（ECC）定于12月13-14日在北京聯(lián)合舉辦“2023計算產(chǎn)業(yè)生態(tài)大會（CIEC　2023）”，將竭力打造一場涵蓋綠色計算、邊緣計算等計算領(lǐng)域全產(chǎn)業(yè)鏈的高端性、權(quán)威性、前瞻性的產(chǎn)業(yè)生態(tài)盛會。此外，大會專門設(shè)置了“邊云協(xié)同專題論壇”。

責(zé)任編輯：江蓬新

　校對：許艷